本發(fā)明涉及電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種可以使人瞬間制停的便攜式人體電擊防暴器。

背景技術(shù)：

目前，槍支是中國乃至全世界警察執(zhí)法過程中經(jīng)常用到的執(zhí)法工具，槍支具有殺傷力強(qiáng)，制停能力弱等不足，使用時(shí)稍有不慎，就容易造成人命傷亡，槍支如若流入窮兇極惡的歹徒手里，造成的后果將無法想象。因此，我國對(duì)槍支的管理十分嚴(yán)格，即使是尋常警務(wù)人員上街執(zhí)法也不得隨意佩戴槍支?，F(xiàn)有執(zhí)法工具已經(jīng)不能滿足社會(huì)文明執(zhí)法、社會(huì)安防、以及嚴(yán)峻反恐形式的需求。如何在無法使用槍支的情形下保證人民和執(zhí)法人員的生命安全，成了業(yè)界亟待解決的問題。

因此，急需研制一種能滿足迅速制停、制暴要求，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生惡性傷害的警械，避免非必要情況下使用普通槍支可能造成的誤傷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種便攜式人體電擊防暴器。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種便攜式人體電擊防暴器，包括：電源、MCU、驅(qū)動(dòng)電路、升壓交流器、高頻諧振電路、高壓引線；所述電源的輸出端與MCU的輸入端電性連接；所述MCU的輸出端與驅(qū)動(dòng)電路的輸入端電性連接；所述MOS驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與升壓交流器的輸入端電性連接；所述升壓交流器的輸出端與高頻諧振電路電性連接；所述高頻諧振電路的輸出端與高壓引線電性連接。

更優(yōu)地，所述驅(qū)動(dòng)電路包括第一電阻、第二電阻、第一三級(jí)管、第一引腳和第二引腳；所述第一電阻一端連接第一三極管的基集；所述第一三極管的集電極依次接第二電阻、第一引腳、第二引腳，并接地；所述第一三極管的發(fā)射端接地。

更優(yōu)地，所述驅(qū)動(dòng)電路為MOS驅(qū)動(dòng)電路；包括第一分時(shí)控制端、第一電阻、第二電阻、第一三級(jí)管、第二分時(shí)控制端、第三電阻、第四電阻、第二三級(jí)管、系統(tǒng)電壓、第一MOS管、第二MOS管、第一引腳、第二引腳和第三引腳。

所述第一分時(shí)控制端依次連接第一電阻和第一三極管的基集，所述第一三極管的集電極依次接第二電阻、系統(tǒng)電壓、第一引腳、第二引腳和第一MOS管的漏極，所述第一三極管的發(fā)射端接地；所述第一MOS管的漏極接地，第一MOS管的柵極接第一三極管的集電極；

所述第二分時(shí)控制端依次連接第三電阻和第二三極管的基集，所述第二三極管的集電極依次接第四電阻、第二引腳、第三引腳和第二MOS管的漏極，所述第二三極管的發(fā)射端接地；所述第二MOS管的漏極接地，第二MOS管的柵極接第二三極管的集電極。

更優(yōu)地，所述升壓交流器包括第一變壓器、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第四引腳和第五引腳；所述第一變壓器的副邊分別連接第四引腳和第五引腳；所述第五引腳依次接第一二極管的正極、第三二極管的負(fù)極，并接第四引腳；所述第五引腳還依次連接第二二極管的負(fù)極、第四二極管的正極，并接第四引腳。

更優(yōu)地，所述高頻諧振電路包括初級(jí)諧振電路、第二變壓器和次級(jí)諧振電路；所述初級(jí)諧振電路包括第一電容，以及分別設(shè)置在第一電容兩端的第六引腳和第七引腳；所述第六引腳和第七引腳分別連接第二變壓器的原邊；所述次級(jí)諧振電路包括第八引腳、第九引腳，以及設(shè)置在第八引腳和第九引腳之間的第二電容；所述第八引腳和第九引腳分別連接第二變壓器的副邊。

更優(yōu)地，所述高壓引線包括第一高壓引線和第二高壓引線。

更優(yōu)地，還包括一液晶顯示模塊和一儲(chǔ)存器，所述液晶顯示模塊、所述儲(chǔ)存器分別與MCU電性連接。

更優(yōu)地，還包括一無線通訊模塊，所述無線通訊模塊與MCU電性連接。

更優(yōu)地，還包括一按鍵輸入模塊，所述按鍵輸入模塊與MCU電性連接。

更優(yōu)地，還包括一實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊與MCU電性連接。

采用上述方案，本發(fā)明提供了一種小型的，對(duì)人體無傷害的，能實(shí)現(xiàn)瞬間制停的便攜式人體電擊防暴器。該裝置結(jié)構(gòu)精簡、性能穩(wěn)定且安全可靠，在使用時(shí)可記錄電擊使用情況，便于后期查詢和取證；該裝置還可以根據(jù)電擊對(duì)象進(jìn)行變頻控制，自主選擇電擊頻率、強(qiáng)度和時(shí)長，通過高壓脈沖低電流電擊人體，以達(dá)到有效制暴的目的，同時(shí)不會(huì)對(duì)人體造成傷害，是一種真正可用于實(shí)戰(zhàn)的可靠防暴裝置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明部分電路示意圖；

圖3為本發(fā)明MCU工作流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明提供一種便攜式人體電擊防暴器，包括：無線通信模塊、液晶顯示模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、按鍵輸入模塊、儲(chǔ)存器、電源、MCU、驅(qū)動(dòng)電路、升壓交流器、高頻諧振電路、高壓引線；所述無線通信模塊、液晶顯示模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、按鍵輸入模塊、儲(chǔ)存器、電源與MCU電性連接；所述MCU的輸出端與驅(qū)動(dòng)電路的輸入端電性連接；所述MOS驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與升壓交流器的輸入端電性連接；所述升壓交流器的輸出端與高頻諧振電路電性連接；所述高頻諧振電路的輸出端與高壓引線電性連接。

電源電路的電流由電池提供，能保證電源輸出一個(gè)穩(wěn)定的7V～9V電壓。MCU中單片機(jī)的型號(hào)為HT46R066；MCU采用C語言編程接收按鍵信號(hào)，并有控制液晶顯示，控制無線通信，驅(qū)動(dòng)MOS管控制升壓，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊通信，存儲(chǔ)器儲(chǔ)存的功能。所述按鍵輸入模塊能控制高壓激發(fā)，以及設(shè)置防暴器。所述液晶顯示模塊中J3為OLED顯示屏的接口，為了便攜，此處選用0.49寸的OLED屏。液晶顯示模塊采用I2C方式與MCU通信；此外，液晶顯示模塊還有顯示電池電量、日期和時(shí)間、電擊時(shí)間以及電擊輸出的能量等功能。所述儲(chǔ)存器能存儲(chǔ)電擊的日期和時(shí)長。所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊中具有備用電池，當(dāng)電源電路中電池的電量耗盡后，實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊中的電路也能依靠備用電池運(yùn)行。實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊能存儲(chǔ)防暴器使用時(shí)的時(shí)間。無線通信模塊可與另一無線通信模組組成無線通信網(wǎng)絡(luò)，方便將防暴器中的數(shù)據(jù)傳輸。

參照?qǐng)D2所示，所述電路為MOS驅(qū)動(dòng)電路；包括分時(shí)控制端GTL1、電阻R7、電阻R6、三級(jí)管Q3、分時(shí)控制端GTL2、MOS管Q1、電阻R9、電阻R8、三級(jí)管Q4、MOS管Q2、引腳1、引腳2和引腳3。

所述分時(shí)控制端GTL1依次連接電阻R7和三極管Q3的基集，所述三極管Q3的集電極依次接電阻R6、系統(tǒng)電壓V_SYS、引腳3、引腳1和MOS管Q1的漏極，所述三極管Q3的發(fā)射端接地；所述MOS管Q1的漏極接地，MOS管Q1的柵極接三極管Q3的集電極；

所述分時(shí)控制端GTL2依次連接電阻R9和三極管Q4的基集，所述三極管Q4的集電極依次接電阻R8、引腳3、引腳2和MOS管Q2的漏極，所述三極管Q4的發(fā)射端接地；所述MOS管Q2的漏極接地，MOS管Q2的柵極接三極管Q4的集電極。

所述升壓交流器包括第一變壓器T1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、二極管D5、引腳4和引腳5；所述變壓器T1的副邊分別連接引腳4和引腳5；所述引腳5依次接二極管D2的正極、二極管D4的負(fù)極，并接引腳4；所述引腳5還依次連接二極管D3的負(fù)極、二極管D5的正極，并接引腳4。

所述高頻諧振電路包括初級(jí)LC諧振電路、變壓器T2和次級(jí)LC諧振電路；所述初級(jí)LC諧振電路包括電容C12，以及分別設(shè)置在電容C12兩端的引腳6和引腳7；所述引腳6和引腳7分別連接變壓器T2的原邊；所述次級(jí)LC諧振電路包括引腳8、引腳9，以及設(shè)置在引腳8和引腳9之間的電容C13；所述引腳8和引腳9分別連接變壓器T2的副邊。

為了能夠更好的傳遞能量，初級(jí)LC諧振單元和次級(jí)LC諧振單元需要滿足一定條件，其中，電容C13采用無極性陶瓷電容。變壓器T1和電容C13靠近并使用環(huán)氧樹脂膠密封封裝在一起，可以有效的防止變壓器T2內(nèi)部出現(xiàn)放電現(xiàn)象。

所述電容C12與引腳6之間設(shè)有點(diǎn)火器，所述點(diǎn)火器為氣體放氣管K1，所述氣體放氣管K1的擊穿電壓為2000V。當(dāng)氣體放電管K1被擊穿后能夠產(chǎn)生氣體間隙放電，氣體放電管K1產(chǎn)生電弧從而相當(dāng)于短暫的導(dǎo)通，變壓器T2的引腳6、引腳7和電容C12暫時(shí)形成LC諧振電路。氣體放電管K1可以確保點(diǎn)火器的放電間隙相同，可以使次級(jí)LC諧振單元輸出的高壓穩(wěn)定。氣體放電管填充物為惰性氣體，可以增加點(diǎn)火器的放電壽命。

所述高壓引線包括高壓引線P1和高壓引線P2，所述P1高壓引線和P2高壓引線分別設(shè)置在電容C13的兩端。兩個(gè)引線之間的距離即為高壓放電距離。當(dāng)初級(jí)LC諧振電路因放電暫時(shí)導(dǎo)通時(shí)，次級(jí)LC諧振電路通過變壓器T2接收初級(jí)高壓LC諧振電路傳遞過來的能量在電容C13兩端形成更高的電壓并在高壓引線P1和高壓引線P2之間形成高壓電弧。其中，高壓引線使用耐高溫高壓的外皮，一端直接從環(huán)氧樹脂封裝里面引出。確保高壓脈沖電弧發(fā)生在引線的末端。

參照?qǐng)D3所示，本發(fā)明MCU工作流程如下：

步驟1：初始化OLED液晶顯示屏。

步驟2：MCU檢測電池電量并更新顯示。

步驟3：讀取實(shí)時(shí)時(shí)間并顯示更新。

步驟4：若按下按鍵1(無線數(shù)據(jù)發(fā)送按鍵)，MCU控制無線通信模塊發(fā)送數(shù)據(jù)；若不按，則直接到步驟5。

步驟5：若輕輕按下按鍵2(電擊按鍵)，MCU開啟MOS管，控制防暴器發(fā)射電擊；若不按，則直接到步驟2。

步驟6：MCU儲(chǔ)存電擊日期和時(shí)間。

步驟7：長按按鍵2，MCU開啟高強(qiáng)度電擊模式，控制防暴器發(fā)射電擊。

步驟8：MCU儲(chǔ)存電擊時(shí)長和剩余電量。

值得一提的是，在輕輕按下按鍵2(電擊按鍵)，MCU開啟MOS管，控制防暴器發(fā)射電擊之前，可通過按鍵輸入模塊設(shè)置電擊時(shí)長和脈寬。

本發(fā)明工作原理：

參照?qǐng)D1和圖2所示，當(dāng)電源接通之后，能量傳遞到變壓器T1的引腳4和引腳5處。在變壓器T1的引腳4和引腳5處產(chǎn)生交流高壓。二極管D2、D3、D4、D5組成全橋整流電路。使交流轉(zhuǎn)換成直流，并在C12兩端形成高壓。當(dāng)高壓達(dá)到2000V時(shí)，整流后的電壓能夠擊穿氣體放電管K1中的氣體并產(chǎn)生間隙放電。當(dāng)氣體放電管K1被擊穿后，氣體放電管K1產(chǎn)生電弧從而相當(dāng)于短暫的導(dǎo)通，此時(shí)，初級(jí)LC諧振單元因放電暫時(shí)導(dǎo)通，次級(jí)LC諧振單元通過變壓器T2接收初級(jí)LC諧振單元傳遞過來的能量在電容C13兩端形成更高的電壓并在高壓引線P1和高壓引線P2之間形成高壓電弧。

使用時(shí)，接通電源，將P1和P2接觸人體，此時(shí)人體相當(dāng)于一個(gè)電阻，P1和P2之間將形成高壓將人電暈，使人瞬間制停，由于P1和P2之間導(dǎo)通經(jīng)過人體電流為低電流，故不會(huì)對(duì)人體造成傷害。

更值得一提的是，本發(fā)明是一種可實(shí)現(xiàn)變頻電擊輸出的多功能防暴器。首先，多功能體現(xiàn)在以下幾方面：一是啟動(dòng)電源按鍵，顯示屏自動(dòng)初始化并顯示電池電量和時(shí)間，可方便警務(wù)人員了解工作時(shí)間，并及時(shí)充電；二是按下無線數(shù)據(jù)發(fā)送按鍵可方便警務(wù)發(fā)送防暴器使用信息；三是使用時(shí)防暴器可自動(dòng)記錄使用情況，便于后期查詢和取證。

其次，本發(fā)明可以通過按鍵實(shí)現(xiàn)變頻控制。具體而言，先按下電擊按鍵(按鍵2)，選擇變頻模式輸出，再在按鍵輸入模塊中輸入具體按鍵指令，即可控制MOS管的頻率和到同時(shí)間，從而控制高壓輸出不同的頻率和脈寬。例如：可在前1S輸入20hz，脈寬20us(高頻率，長脈寬)來高強(qiáng)度刺激人體神經(jīng)，使人體最快失去抵抗能力。接下來3S，可輸入30hz,脈寬10us(低頻率，短脈寬)持續(xù)低強(qiáng)度刺激人體，最小傷害使人體失去抵抗能力。最后一秒，輸出20hz,脈寬20us(高頻率，長脈寬)。再次高強(qiáng)度刺激人體神經(jīng)，人體神經(jīng)逐漸適應(yīng)電擊，可以強(qiáng)行抵抗電擊。

最后，對(duì)于兇惡歹徒，或遇到體形較大，較胖或出現(xiàn)中途抵抗強(qiáng)烈的暴動(dòng)人員時(shí)，可長按電擊按鍵實(shí)現(xiàn)防暴器輸出高強(qiáng)度電擊，此時(shí)，防暴器可立即輸出15hz,20us的最高強(qiáng)度，可有效制服歹徒。

本發(fā)明高壓引線端產(chǎn)生的高壓參數(shù)如下：單次脈沖峰值電壓(無負(fù)載)為50KV；頻率為20HZ；輸出平均電流(負(fù)載為人體仿真電阻約250歐姆)為1.03mA。高電壓和低電流的特點(diǎn)，使得防暴器在刺激人體時(shí)能使人產(chǎn)生拘攣和抽搐，從而暫時(shí)失去控制能力，刺激結(jié)束后不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害，是一種理想的防暴器。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種小型的，對(duì)人體無傷害的，能實(shí)現(xiàn)瞬間制停的便攜式人體電擊防暴器。該裝置結(jié)構(gòu)精簡、性能穩(wěn)定且安全可靠，在使用時(shí)可記錄電擊使用情況，便于后期查詢和取證；該裝置還可以根據(jù)電擊對(duì)象進(jìn)行變頻控制，自主選擇電擊頻率、強(qiáng)度和時(shí)長，通過高壓脈沖低電流電擊人體，以達(dá)到有效制暴的目的，同時(shí)不會(huì)對(duì)人體造成傷害，是一種真正可用于實(shí)戰(zhàn)的可靠防暴裝置。

以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。