專利名稱：個人保護裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于擊退捕食者(predator)的個人保護裝置，更具體地說，涉及用聲音發(fā)生裝置趕走一個區(qū)域中的捕食者。
背景技術(shù)：
游泳者、戴有水中呼吸器的潛水員、徒步旅行者、獵人以及露營者有時發(fā)現(xiàn)他們自已處于有已知會捕食人類的陸地或海洋動物的環(huán)境中。雖然在陸地上制造噪聲通常足以擊退某些陸地捕食者，但水中活動的濺水和運動卻會吸引某些海洋捕食者，例如鯊魚。
過去已經(jīng)進行了各種努力，使用聲學(xué)裝置試圖控制陸地或海洋動物。一般來說，至今為止，為了擊退陸地和海洋動物而設(shè)計和使用的這些裝置都是由固定的或船載裝置組成的，使用各種機構(gòu)來產(chǎn)生聲音或振動，希望這種聲音或振動可擊退或控制這些陸地或海洋動物的行為，包括下述內(nèi)容授予Stanley Barrand的美國專利No.3,317,889公開了一種用于擊退鯊魚的設(shè)備，通過使一條線以指定頻率振動，產(chǎn)生一種聲音來擊退鯊魚。
授予Stanley Weinberg的美國專利No.4,566,085公開了一種超聲發(fā)生器，用于產(chǎn)生突發(fā)聲音，以消滅所需空間的病蟲害。
授予Michael T.Miller的美國專利No.5,570,322公開了一種擊退梭魚的聲音發(fā)生裝置，它產(chǎn)生并發(fā)出據(jù)稱會刺激梭魚的聲音和光。
授予Robert K.Jeffers的美國專利No.5,610,876公開了一種聲威懾系統(tǒng)和方法，用于將海洋哺乳動物從一個水域中擊退。將開始為低電平的高頻(7-10kHz)的聲信號逐漸增加或遞增到超過哺乳動物痛閾的電平。
值得注意的是，現(xiàn)有技術(shù)的裝置都包括有相當復(fù)雜的構(gòu)造，常常體積很大，使它們不適合用作用戶可單人攜帶并且必要時啟動的個人保護裝置。此外，上述參考文獻沒有一個公開了可易于移動的個人保護裝置，它能戴在人身上來擊退捕食人類的動物，或使用壓電揚聲器技術(shù)和預(yù)先記錄的這種動物的捕食者的聲音來擊退這種動物，使其遠離人類。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過實現(xiàn)一種設(shè)計簡單、易于構(gòu)造、個人可佩戴以及廉價的個人保護裝置提供了對以上和其它問題的解決方案，這種裝置可選擇性地佩戴在人的手腕上，或附在人身的任何部分或海洋或陸地設(shè)備上，例如沖浪板，漂浮裝置以及露營裝備。
所以，本發(fā)明的一個目的是實現(xiàn)一種能避免現(xiàn)有技術(shù)缺點的、用于擊退捕食者的個人保護裝置及其使用方法。
本發(fā)明的另一目的是實現(xiàn)一種小型且便攜的個人保護裝置。一個相關(guān)目的是實現(xiàn)一種能由人例如以類似于戴手表的方式佩戴的個人保護裝置。
本發(fā)明的另一目的是實現(xiàn)一種具有簡單設(shè)計的、用于擊退捕食者的個人保護裝置。本發(fā)明的一個相關(guān)目的是實現(xiàn)使用壓電技術(shù)的、具有耐用且可靠構(gòu)造的個人保護裝置。
本發(fā)明的另一目的是實現(xiàn)一種可容易和高效制造和銷售的個人保護裝置。本發(fā)明的一個相關(guān)目的是實現(xiàn)一種個人保護裝置，就其材料和用工兩方面來說，都容許低成本制造，并相應(yīng)地對消費大眾就容許有低的銷售價格，從而使這種個人保護裝置對購買大眾來說是經(jīng)濟可行的。
本發(fā)明的另一目的是實現(xiàn)一種個人保護裝置，它包括聲音發(fā)生器，用于再現(xiàn)已知能擊退捕食者的聲音；壓電揚聲器；以及電源，用于向聲音發(fā)生器和揚聲器提供電能。
根據(jù)以上和其它目的，說明了一種個人保護裝置，用于提供海洋和/或陸地傳輸引開或威懾裝置，其設(shè)計成保護游泳者、戴有水中呼吸器的潛水員、沖浪運動員、徒步旅行者、獵人、露營者以及從事水上和/或陸地活動的其它個人不受海洋或陸地食人動物的攻擊。對于本發(fā)明的特別優(yōu)選實施例，該裝置以改變的順序間隔發(fā)出很容易被鯊魚和/或其它目標陸地和海洋食人動物聽見，更具體地說是識別的高頻音調(diào)。例如，如果是鯊魚，該裝置發(fā)出的高音調(diào)聲音優(yōu)選是一群逆戟鯨的自然界聲音錄音，或是計算機生成的復(fù)制聲音?？蛇x的是，也可使用已知或已發(fā)現(xiàn)的可被鯊魚識別并能有效威懾鯊魚防止它們威脅或攻擊人類的其它聲音。該裝置發(fā)出的聲音可選擇性地加以改動，以針對其它海洋和陸地捕食者。


對本發(fā)明的上述和其它特性、方面和優(yōu)點，在附圖所示的本發(fā)明實施例的以下說明中作了更詳細的考慮，附圖包括圖1示出按照本發(fā)明一個實施例的具有電路的裝置框圖。
具體實施例方式
參閱圖1，本發(fā)明的個人保護裝置優(yōu)選構(gòu)建在便攜式防水容器10中。小型電路板13放置在容器10內(nèi)，具有聲音發(fā)生器和控制電路。在本發(fā)明的第一實施例中，聲音發(fā)生器產(chǎn)生一個或多個正在攝食的逆戟鯨的數(shù)字合成聲音。逆戟鯨的攝食聲音在野外記錄，并將記錄的聲音轉(zhuǎn)換成數(shù)字聲音信號。對記錄的逆戟鯨聲音進行數(shù)字化、編輯并增強，以產(chǎn)生數(shù)字合成的逆戟鯨聲音。由聲音發(fā)生器產(chǎn)生的聲音優(yōu)選是記錄在計算機芯片上用數(shù)字方式重新灌錄的人造聲音，其與自然界錄音實際上相同。將大約5到10秒鐘的聲音記錄在計算機芯片上。
控制電路對向這種小型電路板13供電的輸入開關(guān)16作出響應(yīng)。開關(guān)16具有允許向電路板13供電的啟動方向，以及阻止向電路板13供電的禁止方向。在供電時，控制電路命令聲音發(fā)生器產(chǎn)生所記錄的聲音。當聲音播放完時，只要電路板保持通電，控制電路就命令聲音發(fā)生器重放記錄的聲音。在備選實施例中，計算機芯片上可記錄有來自不同捕食者的多種聲音。在這種實施例中，提供有用于選擇要由聲音發(fā)生器產(chǎn)生的所需聲音的部件。
壓電揚聲器19電連接到小型電路板13上的聲音發(fā)生器。壓電揚聲器19擴散由聲音發(fā)生器輸出的聲音。擴散的聲音應(yīng)有足夠的音量，以使在距用戶安全距離處的捕食者能聽到。這種安全距離隨著被威懾的捕食者而有所不同。在優(yōu)選實施例中，揚聲器產(chǎn)生在120到190分貝范圍內(nèi)的聲音。根據(jù)特定應(yīng)用的需要，也可使用更大或更小音量的聲音。壓電揚聲器有市售，并允許裝置構(gòu)建在小型緊湊的容器內(nèi)，并可用小型電源工作，從而使揚聲器能合并到能夠由用戶佩戴的個人保護裝置中。壓電裝置的一個此類制造商是Piezo Systems，Inc.ofCambridge，Massachusetts。
電池22，例如標準手表電池，放置在容器10中。電池22提供電能供裝置工作。當裝置被激勵時，電池功率將經(jīng)過開關(guān)16，并為小型電路板13提供能量，電路板13上裝有包含供廣播的聲音的聲音發(fā)生器。聲音發(fā)生器開始通過壓電揚聲器19傳輸預(yù)先記錄的聲音。電池為常規(guī)設(shè)計并有市售，例如Casio、Energizer或Duracell手表電池。電池在其電能耗盡時可以更換。
安裝在防水容器10外部的可以是兩個按鈕。第一按鈕25通過將開關(guān)16置于啟動方向而接通裝置。第二按鈕26通過將開關(guān)16置于禁止方向而關(guān)斷裝置。
在優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的個人保護裝置易于移動、配備齊全，而且很小可由用戶佩戴。該裝置構(gòu)建在小型防水封裝中，使用壓電揚聲器技術(shù)，這是和在小型揚聲器裝置如講話手表和小型個人報警器中所用的相同類型的技術(shù)。例如，在防鯊魚的情況下，在該裝置中使用的壓電揚聲器技術(shù)可使用鯊魚天敵的自然界錄音。例如，在一個優(yōu)選實施例中，自然界錄音可包括稱為R-Pod的一群已知逆戟鯨的聲音。通過再現(xiàn)R-Pod成員攝食時所發(fā)出的一系列嗥叫和嘖嘖聲，該裝置就可用來警告任何鯊魚或海洋捕食者，逆戟鯨正在附近攝食，使鯊魚或海洋捕食者退卻。
工作時，小型手表電池為裝置的內(nèi)部組件供電。啟動時，保護裝置優(yōu)選通過壓電揚聲器發(fā)出4到10千瓦的啁啾聲，其范圍優(yōu)選在120和190分貝之間，以嚇跑潛在的捕食者。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種分貝范圍對于特別是將上述逆戟鯨的錄音傳輸?shù)?0到100米的所需距離是可取的。值得注意的是，根據(jù)聲音傳輸?shù)乃璺秶?，以及這種傳輸是穿越水還是穿越空氣，所發(fā)出的功率和音量可以改變，只要維持總傳輸范圍優(yōu)選在30和100米之間即可。所發(fā)出的聲音優(yōu)選持續(xù)大約3-5秒，并且只要裝置有電就不斷重復(fù)。所記錄聲音的量可以是任何長度，只要它能被儲存在裝置中所含小型電路板上安裝的計算機芯片上即可。
再者，這種傳輸優(yōu)選使聲音在水下擴散30和100米之間的距離。該聲音必須足夠強大，以在水中傳播足夠的距離，到達其預(yù)定目標而起威懾作用。聲音在水中傳播的長度取決于傳輸功率和水的情況。一般來說，投射到水中的功率越大，傳播的距離越長。因此，聲音傳播得越遠，對捕食者起到的威懾作用就越大。因此，應(yīng)注意傳輸功率可以根據(jù)聲音必須傳播的介質(zhì)進行調(diào)節(jié)，以便維持傳輸距離優(yōu)選在30和100米之間。
保護裝置優(yōu)選用耐用和防水外殼構(gòu)造，并可像手表/潛水表一樣佩戴，或以任何方式使其能附到人身的任何部位或海洋或陸地設(shè)備上，例如沖浪板、漂浮裝置以及露營裝備上。
在備選實施例中，該裝置可以改為使用其它自然界聲音，例如樽鼻海豚、抹香鯨、駝背鯨以及已知會攻擊鯊魚和其它海洋捕食者的其它類似海洋哺乳動物和海洋食肉動物的聲音。還可改為使用對其它食人動物有威懾作用的其它聲音。這種改動可以通過使用具有不同錄音的計算機芯片，或通過使用儲存在單個芯片上的可變選擇的聲音來進行。類似的壓電揚聲器技術(shù)和間隔聲音傳輸，連續(xù)的或以其它方式的，都可具體進行設(shè)計成針對其它陸地和海洋食人動物。
工業(yè)適用性對于個人保護裝置的工業(yè)應(yīng)用，需要提供一件設(shè)備，它能發(fā)出一種用以擊退陸地和海洋捕食者的聲音，并能由個人方便地攜帶或佩戴。本文公開的是個人保護設(shè)備，用于提供海洋和/或陸地傳輸引開和威懾裝置，其設(shè)計成保護游泳者、配有水中呼吸器的潛水員、沖浪運動員、徒步旅行者、獵人、露營者以及從事水上和/或陸地活動的其它個人不受海洋或陸地食人動物的攻擊。該裝置以可變的順序間隔發(fā)出很容易被鯊魚和/或其它目標陸地和海洋食人動物聽見、更具體地說是被它們識別的高頻音調(diào)。該裝置發(fā)出的聲音可以選擇性地更改，以針對多種海洋和陸地捕食者。
權(quán)利要求
1.一種用于擊退捕食者的個人保護裝置，包括電路板，包括(1)控制電路；以及(2)聲音發(fā)生器；壓電揚聲器；電源，與所述電路板電通信，以能夠提供用于工作的電能；以及開關(guān)，用于選擇性地將電能提供給所述電路板；其中所述電路板、壓電揚聲器、電源和開關(guān)都裝在防水容器中。
2.如權(quán)利要求1所述的個人保護裝置，所述聲音發(fā)生器還包括其上記錄有聲音的計算機芯片。
3.如權(quán)利要求2所述的個人保護裝置，其中所述記錄的聲音包括一群逆戟鯨攝食的聲音。
4.如權(quán)利要求2所述的個人保護裝置，其中所述記錄的聲音包括一群逆戟鯨攝食的數(shù)字合成聲音。
5.如權(quán)利要求2所述的個人保護裝置，其中所述記錄的聲音包括可由是食人動物的動物識別的數(shù)字合成聲音，作為這種動物的捕食者的聲音。
6.如權(quán)利要求2所述的個人保護裝置，其中所述記錄的聲音包括從如下選擇的海洋動物的聲音樽鼻海豚；抹香鯨；駝背鯨；以及已知會攻擊鯊魚的海洋食肉動物。
7.如權(quán)利要求1所述的個人保護裝置，其中當所述電路板通電時，所述控制電路命令所述聲音發(fā)生器產(chǎn)生聲音，并且只要所述電路板保持通電就命令所述聲音發(fā)生器不斷重放所述聲音。
8.如權(quán)利要求1所述的個人保護裝置，其中所述電源包括電池。
9.如權(quán)利要求1所述的個人保護裝置，所述聲音發(fā)生器還包括可由是食人動物的動物識別的多種聲音錄音，作為這種動物的捕食者的聲音，所述裝置還包括開關(guān)，所述開關(guān)操作上連接到所述電路板，以選擇性地啟動優(yōu)選聲音。
10.如權(quán)利要求1所述的個人保護裝置，還包括用于將所述防水容器戴在人身上的部件。
11.如權(quán)利要求9所述的個人保護裝置，其中用于將所述防水容器戴在人身上的所述部件包括腕帶。
12.如權(quán)利要求1所述的個人保護裝置，還包括用于將所述防水容器附在從如下選擇的設(shè)備上的部件小船；沖浪板；漂浮裝置；海用設(shè)備；帳篷；背包；工具；以及露營設(shè)備。
13.如權(quán)利要求1所述的個人保護裝置，其中所述壓電揚聲器發(fā)出足以擊退已知捕食者的聲音。
14.如權(quán)利要求1所述的個人保護裝置，其中所述壓電揚聲器發(fā)出在大約120分貝和大約190分貝之間的聲音。
15.如權(quán)利要求1所述的個人保護裝置，其中所述壓電揚聲器產(chǎn)生的聲音在水中傳輸至少30米的距離。
16.如權(quán)利要求1所述的個人保護裝置，還包括第一按鈕，以通過將所述開關(guān)置于啟動方向而接通所述裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的個人保護裝置，還包括第二按鈕，以通過將所述開關(guān)置于禁止方向而關(guān)斷所述裝置。
18.一種擊退食人動物的方法，所述方法包括以下步驟a.戴上個人保護裝置，所述個人保護裝置包括電路板，所述電路板還包括控制電路和聲音發(fā)生器；壓電揚聲器；電源，與所述電路板電通信，以能夠提供用于工作的電能；以及開關(guān)，用于選擇性地將電能提供給所述電路板；b.行進到存在是食人動物的第一動物的區(qū)域；以及c.使所述個人保護裝置以足夠的振幅播放是所述第一動物的捕食者的第二動物的聲音錄音，以擊退所述第一動物，使其遠離所述個人保護裝置。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述錄音以大約120分貝和大約190分貝之間的振幅播放。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述錄音以足以使所述聲音傳輸至少30米距離的振幅播放。
21.一種保護人類不受捕食性動物傷害的方法，所述方法包括以下步驟a.提供個人保護裝置，所述個人保護裝置包括電路板，所述電路板還包括控制電路和聲音發(fā)生器；壓電揚聲器；電源，與所述電路板電通信，以能夠提供用于工作的電能；以及開關(guān)，用于選擇性地將電能提供給所述電路板；以及b.在所述個人保護裝置的用戶已行進到存在第二動物的區(qū)域之后，指示所述用戶使所述個人保護裝置以足夠的振幅播放是所述第二動物的捕食者的第一動物的聲音錄音，以擊退所述第二動物，使其遠離所述個人保護裝置，其中所述第二動物是食人動物。
全文摘要
一種個人保護裝置(及其使用方法)包括海洋和陸地傳輸引開和威懾裝置，設(shè)計成保護游泳者、戴有水中呼吸器的潛水員、沖浪運動員、徒步旅行者、獵人、露營者以及從事水上和/或陸地活動的其它個人不受鯊魚的攻擊，以及不受其它海洋和陸地食人動物的攻擊。該裝置以改變的順序間隔發(fā)出很容易被鯊魚和/或其它目標陸地和海洋食人動物聽見和識別的高頻音調(diào)。該個人保護裝置包括聲音發(fā)生器部件，用于再現(xiàn)已知能擊退捕食者的聲音；壓電揚聲器；以及電源，用于向裝在防水容器中的聲音發(fā)生器部件和揚聲器供電。
文檔編號A01M29/16GK1969304SQ200480042323
公開日2007年5月23日 申請日期2004年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月12日
發(fā)明者賈斯廷·P·拿杜 申請人:賈斯廷·P·拿杜