基本信息

第一作者姓名：鲍韵清

性别：女

民族：汉族

第一作者学校：上海市民办华育中学

第一作者人所在年级：8年级

第一作者人所在年级：

性别：

民族：

第二作者人所在学校：

第二作者人所在年级：

辅导教师姓名：史卫进

作品摘要

*结构组成：

      这款水上自航救生圈形状为U型，本体材料为聚乙烯材料，由电机，供电单元（锂电池），控制器，九轴陀螺仪，方向舵，螺旋桨和遥控器组成。

*主要特征：

     这款水上自航救生圈形状为U型，U型两个端部为下垂结构，即U形两个端部向下弯折形成弯折头，弯折头朝向救生圈的后方（见附件中设计图），下垂结构可以使救生圈从倾覆状态自动翻转扶正，螺旋桨全部浸入水中全速航行，发挥螺旋桨最大功效，水下部分为流线型，配上方向舵，可以调节和稳定航行方向，快速，准确驶向落水者。

*主要用途：

       洪水等自然灾害在我国发生时经常有落水者，另外游艇，轮渡，海上钻井平台上也经常会有失足落水者，而常规的救生圈无法快速救援被急流冲远的落水者。这款水上自航救生圈可以快速救援被急流冲远的落水者。2021年9月5日海上救援试验表明：这款救生圈从船上抛下，入水倾覆后自动翻转扶正，稳定航行方向，快速救援落水者，可以广泛用于海滩，码头，游轮，海上钻井等场所的快速救援。

*创新点：

     我研发的作品具有以下三个新颖独特性而获国家实用新型发明专利。

1.救生圈两个端部设计为下垂结构，救生圈抛落倾覆后，下垂结构处的重量会使其从倾覆状态自动翻转扶正，空载航行即使遇风浪时，螺旋桨也能浸入较深的水中，充分发挥螺旋桨的最大功效。

2.自航救生圈水下部分设计为流线型，可减少兴波阻力，提高航行速度。

3.在螺旋桨后增加了方向舵，可以调整救生圈航行方向和稳定航行方向，准确驰向落水者。

作品说明

*问题提出：

*提出的问题和解决的问题：

      洪水等自然灾害在我国发生时经常有落水者，另外游艇，轮渡，海上钻井平台上也经常会有失足落水者，而常规的救生圈无法快速救援被急流冲远的落水者。为解决这个问题，我研究发明了一款水上自航救生圈。由于该款救生圈的新颖独特，实用性强，2021年荣获国家知识产权局颁发的实用新型发明专利 （专利号：ZL202021347213.9）。

研究问题的原因和意义：

       我研发的这款水上自航救生圈可以解决常规救生圈无法救援被急流冲远的落水者这个问题，该款救生圈可以快速救援洪水发生时的落水者以及海滩，码头，游轮，海上钻井平台等场所失足落水者。这对保障人民生命安全具有非常重要的意义。

*解决方案：

解决问题的办法：

  具体解决问题的办法如下 ：

1.救生圈两个端部设计为下垂结构，下垂重量会使救生圈在水中倾覆状态下自动翻转扶正，同时在波浪起伏的海面航行时不会倾覆。

2.救生圈端部设计为下垂结构，在波浪起伏的海面航行时，螺旋桨深埋水中，不会露出水面，螺旋桨不会空转产生气泡，导致失速。

3.救生圈两个端部螺旋桨后设置方向舵，可调整和稳定救生圈的航行方向。

4.救生圈水下部分设计为流线型，可减少阻力，提高快速性。

技术方案：

   救生圈尾部为下垂结构，本体呈U形，U形两侧尾部均向下弯折形成弯折头，朝主体的后方，下垂结构内置驱动部（提供推力的推进器），在驱动部的内部后端设置方向舵。下垂结构的重量使救生圈抛入水倾覆后会自动翻转扶正，且下垂结构也使救生圈在风浪较大海面航行时避免倾覆。螺旋桨深埋水中避免空转，造成螺旋桨失速和螺旋桨工作效率降低；方向舵能够调整和稳定救生圈航行方向，准确地驶向落水者。

发明研究的重点：

研发这款水上自航救生圈的重点：

1.如何使水上自航救生圈在水中倾覆状态下翻转扶正，同时在风浪较大的海面航行时不会倾覆。

2.如何使救生圈在波浪起伏的海面航行时，螺旋桨不会空转产生气泡，导致失速。

3.如调整和稳定救生圈的航行方向。

4.如何减少兴波阻力，提高航行速度。 

发明研究的难点：

     研究下垂结构使救生圈在水中倾覆状态下自动翻转扶正；救生圈在波浪起伏的海面航行时，螺旋桨如何不会空转产生气泡，导致失速；如何设计可以调整和稳定航行方向的方向舵又是个难点。

发明研究的难点：

     研究下垂结构使救生圈在水中倾覆状态下自动翻转扶正；救生圈在波浪起伏的海面航行时，螺旋桨如何不会空转产生气泡，导致失速；如何设计可以调整和稳定航行方向的方向舵又是个难点。

本发明使用方法、附图说明性文字：

       救援人员从岸上或船上抛下水上自航救生圈，救生圈入水倾覆后自动翻转扶正，救援人员用遥控器将救生圈驶向落水者，落水者抓住救生圈，救援人员遥控救生圈将落水者救回岸上或船上。外观图和设计图见附件。 

*使用或试用效果：

 海上救援试验：

    2021年9月5日在江苏启东海面，从高出水面2米的拖轮船舷处抛下救生圈，救生圈入水倾覆后自动翻转扶正，船上试验人用遥控器将救生圈驶向85米外的落水者，救生圈到达落水者处并将落水者救回船上。海上救援试验中，救生圈空载自由航行速度为3.03米/秒，载人航行速度0.86米/秒（比游泳冠军快42%）。试验表明这款救生圈具有快速准确救援落水者的能力，使用效果很好。

*优点：

这款水上自航救生圈具有以下优点：

1.当高处抛下时，救生圈入水倾覆后会自动翻转扶正。

2.在风浪较大的海面航行时不会倾覆。

3.救生圈在波浪起伏的海面航行时，螺旋桨深埋水中不会随浮力及波浪的起伏会露出水面，螺旋桨不会空转产生气泡，导致失速。

4.设置了方向舵可以调整救生圈航行方向，也可以稳定航行方向。

5.救生圈水下部分设计为流线型，可减少阻力，提高快速性。

 

*还需进一步研究的问题：

      这款水上自航救生圈也有需要进一步改善之处，例如在夜间，落水者被急流冲到远处时，岸边操作人员无法用肉眼看见落水者。所以研制并在水上自航救生圈上配置红外线搜索并能自行定位落水者的设备是很有必要的。

作品图片

查新说明