作品名稱:囊式水上救生器
學校名稱:武漢城市學院
參賽隊伍:智聯隊
參賽學生:陳少杰 馮梓彬 王謹
指導老師:胡碧康 胡萍
囊式水上救生器是一個用來快速營救溺水人員的救生裝置,它可在各種水域執行救生任務。其整體外形成囊狀,在水中運動阻力小且能產生很大的浮力。它靠尾部的噴水口噴出的高速水流推動,通過遙控器可控制它在水中加速、減速和轉彎。當發現有人溺水時,岸邊的人可操控救生器快速到達溺水者所在位置,溺水者可抱住救生器,通過救生器產生的浮力使頭部保持在水面以上,岸上的人可繼續操控救生器把溺水者拖回到陸地。囊式救生器產生的浮力可同時使兩名成人脫離溺水狀態,當救生器承載的重量高于設定值時,其頭部會彈出一個充氣浮板,以供更多的溺水者使用。它不僅適用于對單個溺水者展開快速營救,也可同時救援多個溺水者;它操作簡單,動力強勁,能大大縮短救援時間,提高溺水者的生存率,節省人力物力。
結構和原理:囊式救生器由彈頭、外殼、內囊、尾座組成。彈頭是中空的,裝在外殼的頭部,里面裝有一個折疊狀態的自動充氣浮板,在彈頭的外緣還有6個通向彈頭內部的單向閥。當救生器載重超出范圍后,在水的壓力下,單向閥導通,水進入彈頭內部,水溶片遇水溶化,彈簧推動擊針刺破壓縮二氧化碳氣瓶,二氧化碳充滿浮板,浮板頂開彈頭與救生器脫離并漂浮在水中供溺水者使用。
外殼是產生浮力的主要部分,他的外表面摩擦系數較大,溺水者抱住救生器后不易滑脫。外殼頭部與彈頭連接,內表面裝有三個磁環,尾部與尾座連接且裝有過濾網,防止異物阻塞噴水推進器進水口。
內囊是密封的,前、后表面都鑲嵌有磁極,內部安裝有噴水推進器、信號接收機、鋰離子電源、電子調速器和轉向舵機,它是整個裝置的動力源和控制中央;電動機帶動葉輪將水流加速后噴出,為救生器提供動力,轉向舵機可控制救生器左右轉向。內囊外表面裝有三個磁環,內囊套在外殼里,外殼的磁環與內囊的磁環相互排斥,從而使內囊懸浮在外殼中,可以360度旋轉而不與外殼內壁摩擦,同時也使噴水推進器的進水口始終處于水面以下,保證了救生器在任何情況下都能持續提供動力。
尾座與外殼連接,其內壁也裝有磁鐵,它與內囊尾部的磁極相互排斥。同時內囊頭部的磁極也與外殼頭部的磁極互斥,磁極的共同作用限制了內囊的軸向運動,使內囊真正地漂浮在外殼中。囊式水上救生器各部分都通過螺紋連接,拆裝方便,不怕進水,維護簡單,外形圓滑,不會使溺水者刮傷。