[0003] 本发明的目的在于提供一种基于气囊的水面快速救援装置及其救援方法。
[0004] 本发明一种基于气囊的水面快速救援装置，包括浮标、快速推进装置、调向推进装置、定向翻倒装置和救生推出装置。所述的浮标包括基础外壳。基础外壳的侧部安装有调向推进装置。基础外壳内设置有排水腔、翻转腔组和救生安置腔。基础外壳的尾端开设有与排水腔连通的喷水口，头端设置有与救生安置腔连通的救生出口。翻转腔组由m个定向翻转腔组成，3≤m≤6。m个定向翻转腔沿基础外壳中心轴线的周向均布。翻转腔组位于浮标的重心远离喷水口的一侧。所述的定向翻倒装置包括抽水泵和m个第一通断阀。m个第一通断阀的输入口均与抽水泵的输出口通过多通接头连接，输出口与m个定向翻转腔分别连通。
[0005] 所述的快速推进装置包括膨胀气囊、放电电极和输料气路。膨胀气囊固定在排水腔内。膨胀气囊内设置有放电电极。所述的输料气路包括氧气存储罐、甲烷存储罐、第一流量计、第二流量计、第一单向阀、第二单向阀、换向阀、第一通断阀、第三单向阀和气泵。氧气存储罐的出气口接入第一流量计的进气口。第一流量计的出气口接入第一单向阀的进气口。第一单向阀的出气口接入换向阀的第一工作气口。甲烷存储罐的出气口接入第二流量计的进气口。第二流量计的出气口接入第二单向阀的进气口。第二单向阀的出气口接入换向阀的第二工作气口。换向阀的第三工作气口与膨胀气囊连接。第一通断阀的输入端与膨胀气囊连接，输出端与气泵的进气端连接；气泵的出气端与第三单向阀的输入端连接。第三单向阀的输出端与外界环境连接。
[0006] 所述的救生推出装置包括救生气囊、储气罐和第二通断阀。储气罐的输出气口与救生气囊的进气口通过第二通断阀连接。
[0007] 作为优选，所述的调向推进装置包括沿基础外壳中心轴线的周向均布的四个螺旋驱动组件。螺旋驱动组件包括驱动电机和螺旋桨。驱动电机固定在基础外壳外侧面的中部，且输出轴与螺旋桨固定。螺旋桨朝向基础外壳的尾端。
[0008] 作为优选，所述的基础外壳内还设置有气路安装腔。气路安装腔位于排水腔与救生安置腔之间。输料气路、储气罐和第二通断阀均设置在气路安装腔内。
[0009] 所述的快速推进装置还包括安装套和第一安装盖。所述的排水腔与气路安装腔的连接处设置有第一固定环。第一固定环外侧面呈阶梯状。第一固定环外侧面上直径较大的部分设置有外螺纹。膨胀气囊的开口穿过第一固定环，且外翻至包裹住第一固定环状态。安装套套置在第一固定环外侧面上直径较小的部分。安装套的外侧面设置有外螺纹。第一安装盖上设置有内螺纹。第一固定环、安装套上的外螺纹与第一安装盖的内螺纹连接。第一安装盖上开设有进气口。
[0010] 所述的救生推出装置还包括第二安装盖。救生安置腔与气路安装腔的连接处设置有第二固定环。第二固定环外侧面设置有外螺纹。救生气囊的进气口穿过第二固定环，且外翻至包裹住第二固定环的状态。第二安装盖上设置有内螺纹。第二固定环与第二安装盖的内螺纹连接。第二安装盖上开设有进气口。
[0011] 作为优选，所述的输料气路还包括甲烷充气接头、氧气充气接头、第一气压计和第二气压计。氧气充气接头设置在氧气存储罐的进气口。甲烷充气接头设置在甲烷存储罐的进气口。第一气压计的检测头与氧气存储罐的气压口连接。第二气压计的检测头与甲烷存储罐的气压口连接。换向阀采用三位三通换向阀。换向阀在第一个工作位下，第一工作气口与第三工作气口连通，第二工作气口截止；第二个工作位下，第一工作气口、第二工作气口及第三工作气口均截止；第三个工作位下，第二工作气口与第三工作气口连通，第一工作气口截止。
[0012] 作为优选，所述的浮标呈梭形，且重心位于浮标的中心轴线上。浮标还包括多个叶片张合组件。叶片张合组件包括张合叶片和复位弹簧。张合叶片的内侧边缘与基础外壳头端的边缘处铰接。复位弹簧的两端与张合叶片的内侧、基础外壳头端分别固定。
[0013] 作为优选，所述的救生气囊由充气救生圈和伸长气柱组成。伸长气柱的外端与充气救生圈连接。伸长气柱与充气救生圈的内腔连通。救生气囊的进气口设置在伸长气柱的内端。
[0014] 作为优选，所述的放电电极由间隔设置的正电极和负电极组成。
[0015] 作为优选，m个定向翻转腔均未注入水的状态下，浮标竖直漂浮在水面上，且喷水口朝向正下方。其中一个定向翻转腔注入水的状态下，浮标水平漂浮在水面上，且注入水的定向翻转腔在m个定向翻转腔中位于最低处。
[0016] 利用该基于气囊的水面快速救援装置的水面救援方法具体如下：
[0017] 步骤一、将一个或多个基于气囊的水面快速救援装置分散设置在目标水域内；各进入目标水域的人员身上佩戴报警器。
[0018] 步骤二、若目标水域内有人员溺水，则该溺水人员佩戴的报警器发出警报；以距离溺水人员最近的水面快速救援装置作为工作救援装置。
[0019] 步骤三、工作救援装置最靠近溺水人员的定向翻转腔对应的第一通断阀导通，抽水泵启动，将目标水域中的水抽入该定向翻转腔。工作救援装置的重心发生偏移，向着溺水人员翻倒。
[0020] 同时，换向阀运动，使得氧气存储罐、甲烷存储罐先后与膨胀气囊连通，将氧气和甲烷分别充入膨胀气囊。通过第一流量计、第二流量计分别检测氧气和甲烷的流量。充气完成后，换向阀切换至氧气存储罐、甲烷存储罐均与膨胀气囊隔断的状态。
[0021] 步骤四、放电电极产生电弧，点燃膨胀气囊内的甲烷，甲烷燃烧产生热量，使得膨胀气囊膨胀，将排水腔内水从喷水口推出，对工作救援装置产生的反推力，推动工作救援装置向溺水人员运动。调向推进装置调整工作救援装置的运动方向。
[0022] 步骤五、浮标进入以溺水人员为中心的救援范围内后，调向推进装置调整工作救援装置的朝向，使得工作救援装置内的救生气囊正对溺水人员。
[0023] 步骤六、第二通断阀导通，使得储气管向救生气囊充气；救生气囊膨胀，伸向溺水人员。
[0024] 步骤七、溺水人员抓住到达面前的救生气囊。
[0025] 作为优选，步骤一中，各基于气囊的水面快速救援装置内的控制器通过第一气压计、第二气压计分别检测氧气存储罐、甲烷存储罐内的气压。若氧气存储罐、甲烷存储罐内的气压低于预设值，则发出警报信息，通知地面工作人员填充气体。
[0026] 本发明具有的有益效果是：
[0027] 1、本发明通过快速推进装置、调向推进装置与定向翻倒装置相配合，能够快速向溺水人员靠近并施救，可以在一些海滨场合使用，缓解救生员的工作量。
[0028] 2、本发明通过在膨胀气囊中的通入可反应气体后，通过电极放电，使之剧烈反应，并迅速膨胀，进而能够迅速在喷口向外传递一个较大的反推力，进而达到快速靠近溺水人员的目的。
[0029] 3、本发明的救生气囊的头部设置有救生圈，能否方便溺水人员的抓持。
