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基本信息
- 項目名稱：
- 智能救生器
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 項目針對人員落水救生問題設(shè)計。思路是改裝普通救生圈使具備動力，經(jīng)遙控接近落水人員達(dá)到救生目的。呈十字形安置的兩組電機(jī)提供水平面的矢量動力；每個電機(jī)牽引上下兩個螺旋槳，無視朝向保持動力；前進(jìn)時兩電機(jī)同時工作，保證航向不偏離；配備燈具增強(qiáng)夜間作業(yè)能力。存在水中電機(jī)密封、電機(jī)和螺旋槳動力傳動、單片機(jī)開發(fā)、遙控控制難題。試驗速度達(dá)到2-3 m/s，控制范圍達(dá)到方圓50m。
- 詳細(xì)介紹：
- 1、產(chǎn)品基本概況： 本產(chǎn)品名為智能救生器，制作過程中我們選取普通救生圈為原材料，根據(jù)救生圈的本身形狀、材料特點，在其工業(yè)設(shè)計上做出相應(yīng)改動。兩組對置的呈十字形安置的電機(jī)及螺旋槳，為救生圈提供了水平面上的矢量動力，而且利用遙控裝置控制使救生圈活動靈活，在水流中可以盡量按照計劃的方向前進(jìn)，接近落水人員。 2、產(chǎn)品功能： 隨著航海事業(yè)的蓬勃發(fā)展，海上救生也漸漸成為大家所關(guān)注的焦點，但是據(jù)調(diào)查，現(xiàn)在的遠(yuǎn)洋運輸船上多數(shù)都沒有智能的救生設(shè)備，僅僅靠普通的救生圈，落水人員的生還幾率幾乎為零。我們所開發(fā)的智能救生器，是在普通救生器的基礎(chǔ)上加以改革，利用動力，照明和遙控裝置確保救生器無論是在風(fēng)浪迭起的大海還是在烏云遮月的夜晚，都能準(zhǔn)確地鎖定落水人員并使其獲救。其中的動力裝置設(shè)計，我們將兩組對置的電機(jī)及螺旋槳呈十字形安置，每個電機(jī)同時牽引兩個螺旋槳，使救生圈無論哪一面朝上都能保持動力，不必為朝向擔(dān)憂。 3、產(chǎn)品性能： （1）、產(chǎn)品的靈活性：兩組對置的電機(jī)及螺旋槳呈十字形安置，為救生圈提供了水平面上的矢量動力，使救生圈活動靈活，每個電機(jī)同時牽引兩個螺旋槳，使救生圈無論哪一面朝上都能保持動力，不必為傾覆擔(dān)憂。前進(jìn)時兩個螺旋槳同時工作，拖拽救生圈前進(jìn)，保證了航向不偏離。 （2）、產(chǎn)品的易操作性：本產(chǎn)品采用四相輸出遙控器，由簡單的四個鍵（A、B、C、D）控制救生器的航向。見附件flash。 4、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組成： 救生器包括整體構(gòu)架，電源系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、遙控接收系統(tǒng)，及處理系統(tǒng)。接收器收到遙控器發(fā)出的信號，傳輸?shù)教幚硐到y(tǒng)，控制救生器靠近落水者。所有的數(shù)據(jù)處理及運算都由單片機(jī)中的植入程序完成。電路板可由Protel設(shè)計，經(jīng)過工廠加工成型。 5、產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)解決方案： 本產(chǎn)品開發(fā)時遇到的問題有電機(jī)的密封性、控制器的智能性和整體的穩(wěn)定性。對于第一個問題我們采用電機(jī)內(nèi)置方式，將電機(jī)密封于救生圈泡沫主體內(nèi)部，并采用密封軸承。由于設(shè)計中電機(jī)與了螺旋槳之間是垂直傳動，而且傳動裝置必須暴露于水中，所以我們特地采用了齒輪傳動，這樣既保證了垂直傳動，又避免了傳動系統(tǒng)被水腐蝕。對于第二個問題，我們采用以C語言寫進(jìn)程序的單片機(jī)為控制核心，信號由四相輸出遙控器輸入，并經(jīng)過多次程序改進(jìn)以確定控制器的各項數(shù)據(jù)已達(dá)到智能性。經(jīng)過多次實測，進(jìn)行了一些外形的改進(jìn)和程序的優(yōu)化，已經(jīng)可以達(dá)到穩(wěn)定工作的狀態(tài)。 6、產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r分析： 在科技產(chǎn)品越來越人性化的時代背景下每一個人的生命安全都是我們要關(guān)注的。 目前遠(yuǎn)洋運輸船上很少有這種智能救生器，幾乎全部都是普通的救生圈及救生艇，以至于使落水人員得不到及時救助而喪生。由于本產(chǎn)品的原材料都是市場上的低價物品且容易購得，造價低廉，操作簡單，方便批量生產(chǎn)。所以發(fā)展前景很是樂觀。 在日后的研發(fā)過程中我們還會繼續(xù)考慮在此基礎(chǔ)上不斷提高穩(wěn)定性和實用性，不斷創(chuàng)新，以使落水人員的生命得到更有力的保障，使我們的智能救生器更加有利于社會，有利于全人類。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：針對水上救生問題設(shè)計，旨在提高落水人員生還率。目前航行在海上的船只，并沒有配備專門針對落水船員的有效救生設(shè)備。雖然船員落水幾率不是很大，但落水船員的生還率較低，尤其是在寒帶海域。同時陸上沿水地域也時常出現(xiàn)由于營救人員不熟悉水性而同落水人員一道被吞沒的慘劇。為此我們設(shè)計了遙控動力救生器以解決此問題，提高落水人員生還率。 基本思路：將普通救生圈改裝，使其具備動力，可以經(jīng)由船上或陸上人員遙控指揮控制其運動，接近落水人員，達(dá)到救生目的。 創(chuàng)新點：一、兩組對置的電機(jī)及螺旋槳呈十字形安置，為救生器提供了水平面上的矢量動力，使救生器活動靈活，可以盡量接近落水人員。二、每個電機(jī)同時牽引兩個螺旋槳，使救生器無論哪面朝上都能保持動力，不必為吃水面擔(dān)憂。三、如附件中flash所示，前進(jìn)時兩個螺旋槳同時工作，拖拽救生器前進(jìn)，保證航向不偏離。四、救生器上配備燈具，使救生器具有了夜間作業(yè)能力。 技術(shù)關(guān)鍵：水中電機(jī)的密封、電機(jī)和螺旋槳之間的動力傳動以及單片機(jī)編程控制電路。我們采用了電機(jī)內(nèi)置方式，將電機(jī)密封于救生圈泡沫主體內(nèi)部，并采用密封軸承。由于設(shè)計中電機(jī)與了螺旋槳之間是垂直傳動，而且傳動裝置必須暴露于水中，所以我們特地采用了齒輪傳動。這樣既保證了垂直傳動，又避免了傳動不足。單片機(jī)采用C語言開發(fā)，考慮了眾多可能出現(xiàn)的實際情況及時序問題，并經(jīng)過多次實際測試寫就了程序。遙控器遙控器為四相輸出，由市場購得。 技術(shù)指標(biāo)：模型在試驗條件下，救生圈速度可以達(dá)到2-3 m/s，控制范圍為方圓50m左右。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 救生設(shè)備領(lǐng)域，除了眾所周知的普通救生圈，救生艇，救生筏，救生衣等無智能的救生設(shè)施，智能救生器鳳毛麟角，并且專門針對船員的智能救生器更是幾乎沒有，是我國海上救生服務(wù)業(yè)的一個漏洞。隨著航運事業(yè)的蓬勃發(fā)展，加之近年來又海難事故頻繁發(fā)生，海盜猖獗，船上人員的安全勢必成為人們關(guān)注的焦點。我們研制的智能救生器正是迎合時代的發(fā)展趨勢，應(yīng)用前景十分樂觀。尤其是本產(chǎn)品造價低廉，容易操作且高智能化的特點，滿足了落水人員救生需求，定將擁有樂觀的市場前景。 具體先進(jìn)性：1.與普通救生圈相比，動力遙控救生圈具有動力性和可控性。2.采用模塊化設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單。3.量產(chǎn)后流水線制造，造價低廉。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 智能救生器通過了我校學(xué)生科技創(chuàng)新項目立項，享受項目經(jīng)費支持，為我校重點扶持項目。
作品所處階段
- 已經(jīng)做出模型
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 模型、圖片、錄像。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 使用說明：發(fā)現(xiàn)人員落水時，從船邊向水中投擲救生圈，然后由船上人員遙控指揮救生圈靠近落水者。救生圈操作說明詳見附件flash演示及其按鍵說明。技術(shù)特點及優(yōu)勢：操作簡單，行動靈活，可靠性高，便于保養(yǎng)。適用范圍：遠(yuǎn)洋船只落水船員救生、江河救援中心救援、直升機(jī)搜救等。市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測：本產(chǎn)品具有造價低廉，容易操作且高智能化的特點，滿足落水人員救生需求，定將擁有樂觀的市場前景。
同類課題研究水平概述
- 對于海上求生設(shè)備的研究，目前市場上還沒有這種智能的救生器，大家眾所周知的就是普通的救生圈，救生艇，救生筏，救生衣等無智能的救生設(shè)施。另外就是一些清潔海上油污染或者智能導(dǎo)航的設(shè)備，而對于這類的救生設(shè)備市場基本已經(jīng)飽和，并且專門針對船員的智能救生器更是幾乎沒有，所以這一領(lǐng)域是海上救生服務(wù)業(yè)的一個漏洞。 隨著我國乃至世界航運事業(yè)的蓬勃發(fā)展，遠(yuǎn)洋運輸業(yè)已逐漸成為航運界的主導(dǎo)力量，近年來又加海難事故頻繁發(fā)生，因此船上人員的安全也必將成為人們所關(guān)注的焦點。我們所研制的智能救生器正是迎合時代的發(fā)展趨勢，應(yīng)用前景十分樂觀。尤其是本產(chǎn)品造價低廉，容易操作且高智能化的特點，滿足了當(dāng)代人們的需求，因此其定將占有未來的海上救生市場。 偉大的科學(xué)家愛因斯坦說過：若無某種大膽放肆的猜想，一般是不可能有知識的進(jìn)展。所以無論我們的研究成功與否，我們都在大膽的去想，大膽的去做，彼此之間積累了友誼也增長了知識。
