张继超，赵 野，陈雁多，曹芮菡，向丽蓉

（北华大学，吉林吉林 132000）

根据世界卫生组织统计，每年死于溺水的人高达40万。一般来说，溺水2min便会失去意识，4～6min后神经系统会遭受不可逆损伤，溺水者在彻底沉没前只有20～60s的时间挣扎。市面上现有救生手环利用二氧化碳高压气罐为气囊充气提供浮力，在事故发生时需拉动手柄使气体充入才能使溺水者上浮，但人在溺水时往往惊慌失措难以主动操作使气囊弹出，且球形气囊难以抱住，浮力不足易漏气，也不便于溺水者长时间稳定漂浮，因此难以达到救生目的[1]。

针对现有救生手环充气方式存在易爆炸、弹出速度不够快等问题，参考汽车安全气囊的反应原理设计了新的气体发生装置，提高了气囊弹出的速度和安全性；针对气囊弹出方式上需手动触发的缺陷，增加了自动报警装置，可通过实时监测多项生命体征指标自动触发；针对气囊为球形不便于溺水者抱住的问题，设计拐杖形气囊便于溺水者手臂搭扶，同时为了避免气囊漏气和湿滑难以抱住，气囊材料选择了混合型织物，并设计条纹突起表面防滑。

1 手环原理概述

该手环主要由电控单元（ECU）、传感器、报警器、点火装置、气体发生器、气体发生剂，电源及备用电源七个单元构成（图1）。

图1 气囊工作原理图

当使用者启动手环时，手环开始实时监测使用者的血压、心率数值，当进入水下时，水位传感器启动，监测水位变化。当监测数据超过提前设定的参……