CN104875197A - 海上救援用机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上救援用机械手，包括支架、手臂机构、抓取机构和充气机构，所述充气机构包括气垫、导管和气泵，所述气垫铺设在抓手的内侧面上，所述气泵通过所述导管导通连接所述气垫，在所述抓取机构抱合目标的状态下，通过气泵对所述气垫进行充气，控制所述抓取机构抱合目标的松紧度。本发明的海上救援用机械手，可以直接快速对落海人员伸出“援手”，实施救援，具有快速、准确、可控的特点，同时通过在抓手内侧面铺设气垫，不但能够避免抓手在抓取救援过程中对目标的损害，还能够通过气泵控制气垫的膨胀程度，来适应不同身材的落海人员，有效调整抓取机构的抓手对抱合目标的抱合松紧度。

Description

海上救援用机械手

技术领域

本发明涉及海上救援设备设计的技术领域，尤其涉及一种海上救援用机械手。

背景技术

对于船舶在海上遭遇自然灾害或其他意外因素所造成的人员落海事故，目前大多采用如发射抛缆绳、抛救生圈、抛充气橡皮艇、小型救生快艇接近落海人员和直升机吊篮悬吊救援等方式进行救援。其中，对于发射抛缆绳、抛救生圈、抛充气橡皮艇等救援方式，难以准确的到达落海人员的位置，且可救援范围十分局限；而对于采用小型救生快艇接近落海人员的救援方式，其同样难以进行大范围搜救和满足及时救援的需求；而随着航海技术的发展，海上交通线越来越繁忙，由于海事海况复杂，难免发生一些海难，同时还有如飞机失事落海等造成的人员落海事故，需要紧急营救生还人员的情况，采用直升机吊篮悬吊救援无疑是目前最为快捷有效的海上救援方式，可以利用直升机快速前往事发地点，进行搜救，在发现落海人员时，可立即将直升机在落海人员的上空悬停，并放下吊篮进行救助，将落海人员救上飞机。但是，由于海上的风力和海浪影响，以及直升机自身的不稳定因素等，容易导致吊篮晃动，难以快速准确的放到落海人员的身边，大大的延长了营救时间，且吊篮在晃动过程中可能对落海人员造成撞击伤害，存在较大的安全隐患。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种海上救援用机械手，实现快速准确可控的对落海人员实施救援。

发明内容

有鉴于现有技术的上述不足，本发明提出一种海上救援用机械手，实现快 速准确可控的对落海人员实施救援。

为实现上述目的，本发明提供了一种海上救援用机械手，包括支架，手臂机构和抓取机构，所述抓取机构包括抓手和张合驱动装置，所述手臂机构的固定端连接于所述支架上，所述抓取机构设置在所述手臂机构的自由端上，由所述手臂机构调整所述抓取机构的空间位置，所述张合驱动装置驱动连接所述抓手，控制所述抓手抱合或松开目标。

其中，所述机械手还包括用于控制所述抓取机构抱合目标松紧度的充气机构，所述充气机构包括气垫、导管和气泵，所述气垫铺设在所述抓手的内侧面上，所述气泵通过所述导管导通连接所述气垫，在所述抓取机构抱合目标的状态下，通过气泵对所述气垫进行充气，控制所述抓取机构抱合目标的松紧度。

较佳的，所述充气机构还包括一用于提高所述气泵输出气体温度的加热器。

较佳的，所述抓手通过一旋转装置安装在所述手臂机构的自由端上，由所述旋转装置调整所述抓手的朝向。

较佳的，所述抓手的数量为2-5个。

较佳的，所述抓手的数量为2个，两所述抓手分别设置为半圆固定关节形态，抱合时形成一圆筒状。

较佳的，在所述手臂机构的自由端上还设置有用于感应人体所发出超低频电波产生之电场的生命探测仪。

较佳的，在所述手臂机构的自由端上还设置有摄像头和探照灯。

较佳的，所述机械手还包括一用于对所述手臂机构进行吸附锁定的磁力固定座。

较佳的，所述机械手还包括一用于控制各部件动作的控制系统。

综上所述，本发明的海上救援用机械手的有益效果如下：

1、本发明的海上救援用机械手，可以直接快速对落海人员伸出“援手”，实施救援，具有快速、准确、可控的特点。

2、本发明还加设了充气机构，通过在抓手内侧面铺设气垫，不但能够避免抓手在抓取救援过程中对目标的损害，还能够通过气泵控制气垫的膨胀程 度，来适应不同身材的落海人员，有效调整抓取机构的抓手对抱合目标的抱合松紧度。

3、本发明通过进一步加设的旋转装置，使得安装在所述手臂机构的自由端的抓手可以实现旋转改变，调整所述抓手的朝向，使得处于抓手中的落海人员在提升和移动的过程处于较为舒适的姿势。

4、本发明进一步在所述手臂机构的自由端上设置生命探测仪、摄像头和探照灯，有利于进行海面搜救，并及时识别落海人员是否生命体征。

5、本发明通过进一步设置控制系统，对各部件动作进行统一控制，操控更加便捷。

6、本发明尤其适合应用在救援直升机上。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为具体实施例的海上救援用机械手的应用状态示意图。

图2为具体实施例的救援机械手的结构示意图。

图3为具体实施例的海上救援用机械手的动作过程示意图。

图4为具体实施例的直升机海上救援过程示意图。

具体实施方式

本实施例具体公开一种海上救援用机械手2应用在载人直升机1上的示例，海上救援用机械手2如图1所示设置在载人直升机1的底面上。 

具体的，结合图2所示，本实施例的机械手2包括用于与所述载人直升机连接固定的支架3，用于伸缩摆动的手臂机构4，用于抓取目标的抓取机构5，以及用于控制所述抓取机构抱合目标松紧度的充气机构。

如图1所示，救援机械手2通过其支架3安装设置在载人直升机1的底面上，手臂机构4的固定端连接于支架3上，抓取机构5设置在手臂机构4的自由端上，由手臂机构4调整抓取机构5的空间位置。 

其中，本实施例的抓取机构5包括抓手6和张合驱动装置(图中未示出)，抓手的数量为2个，所述张合驱动装置驱动连接两抓手6，控制抓手6抱合或松开目标。

本实施例的所述充气机构包括气垫8、导管(图中未示出)、加热器(图中未示出)和气泵(图中未示出)，如图2所示的气垫8铺设在抓手6的内侧面上，所述气泵通过所述导管导通连接气垫8，在抓取机构5抱合目标的状态下，通过所述气泵对气垫8进行充气，即可控制抓取机构5抱合目标的松紧度，避免抓手6在抓取救援过程中对落海人员的损害，以及更好的适应不同身材的落海人员，提高抓取过程的可靠性和安全性。同时，通过所述加热器提高所述气泵输出气体温度，即可提高气垫的温度，避免落海人员过度受冻。

所述加热器可以集成在气泵上，也可以单独加设在所述导管上，对过往的气体提供加热。

示例性的，本实施例的两抓手6分别设置为半圆固定关节形态，抱合时形成一圆筒状。进一步的，本实施例的抓手6通过一旋转装置7安装在手臂机构4的自由端上，由旋转装置7调整抓手6的朝向。

为了更好的实施海上救援，本实施例的海上救援用机械手在手臂机构4的自由端上还设置有摄像头(图中未示出)、探照灯(图中未示出)以及用于感应人体所发出超低频电波产生之电场的生命探测仪(图中未示出)，并在载人直升机1的底面还设置有一用于对手臂机构4进行吸附锁定的磁力固定座9(如电磁铁)。所述控制系统分别信号连接所述摄像头、探照灯和生命探测仪，方便救援人员在控制系统上接收和处理各部件传来的信息以及对其各个部件发出控制信号。

本实施例的机械手还包括一用于对所述手臂机构进行吸附锁定的磁力固定座，对于磁力固定座9，可如图1所示设置载人直升机1底面并位于支架3后方(或前方)的位置上，方便手臂机构4收起时，吸附在磁力固定座9上实现锁定，既避免飞行过程中手臂机构4摇摆，同时也避免折叠收起凸出载人直升机底面过高的高度，影响载人直升机的下降停放。

示例性的，本实施例所述机械手还包括一用于控制各部件动作的控制系 统，所述的控制系统可以选用单片机或PLC控制柜或计算机系统等，通过信号连接操控救援机械手2上相关部件动作。本实施例的机械手2采用如图2所示的二连杆三关节机械臂，模仿人的手臂进行设计，具有肩、肘、腕三个关节自由度，所采用的部件可以直接选用市场外购件再按照本实施例的如上教导进行改造后组装使用。如手臂机构4分为大臂和小臂两根连杆可控铰接，手臂机构4的固定端再通过电机或其他驱动机构可摇摆驱动的铰接在支架3上，所述张合驱动装置可以采用液压系统或舵机配合连杆结构等，驱动抓手6可摆动形成抱合和打开的铰接在手臂机构4的自由端上，旋转装置7也可以直接选用电机，利用电机的输出转轴驱动抓手6的旋转。

当然了，本发明的救援机械手在其他具体实施例中还可以选用其他形式的机械臂，其抓手的数量也可以根据实际情况调整为3个、4个或5个等其他数量进行交叉相对设置，本实施例中的抓手设置为半圆固定关节形态，在其他实施例中，抓手也可以设置成模仿人的手指设置成具有自由关节的形态，此处不再赘述。

示例性的，结合图3和图4所示，本实施例的海上救援用机械手的应用过程如下：

本实施例的海上救援用机械手以图3的a状态飞行抵达发生海难的区域，然后降低飞行高度，救援人员通过所述控制系统进行操控，先解除磁力固定座9的磁力，将救援机械手2向下摆动至图3的b状态对海面进行搜救，具体可通过所述探照灯提高海面的能见度，通过所述摄像头观察和记录海面情况，通过所述生命探测仪感应周围是否存在活人。

在发现落海人员时，如图4所示，进一步调整救援机械手2的角度和高度，张开两抓手6呈图4的A状态逐渐靠近落海人员，将落海人员兜入抓手6内侧面，然后闭合两抓手，再通过所述气泵和所述加热器对两抓手6内侧面上的气垫8进行充气加热，直到将落海人员温暖地抱紧固定在两抓手6之中，最后在通过旋转装置7调整抓手的朝向，将落海人员调整至如图4的B状态，将落海人员运送到安全地点，完成一次救援作业。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术 人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种海上救援用机械手，包括支架，手臂机构和抓取机构，所述抓取机构包括抓手和张合驱动装置，所述手臂机构的固定端连接于所述支架上，所述抓取机构设置在所述手臂机构的自由端上，由所述手臂机构调整所述抓取机构的空间位置，所述张合驱动装置驱动连接所述抓手，控制所述抓手抱合或松开目标；其特征在于，所述机械手还包括用于控制所述抓取机构抱合目标松紧度的充气机构，所述充气机构包括气垫、导管和气泵，所述气垫铺设在所述抓手的内侧面上，所述气泵通过所述导管导通连接所述气垫，在所述抓取机构抱合目标的状态下，通过气泵对所述气垫进行充气，控制所述抓取机构抱合目标的松紧度；所述充气机构还包括一用于提高所述气泵输出气体温度的加热器；在所述手臂机构的自由端上还设置有用于感应人体所发出超低频电波产生之电场的生命探测仪。

2.如权利要求1所述的海上救援用机械手，其特征在于：所述抓手通过一旋转装置安装在所述手臂机构的自由端上，由所述旋转装置调整所述抓手的朝向。

3.如权利要求1所述的海上救援用机械手，其特征在于：所述抓手的数量为2-5个。

4.如权利要求3所述的海上救援用机械手，其特征在于：所述抓手的数量为2个，两所述抓手分别设置为半圆固定关节形态，抱合时形成一圆筒状。

5.如权利要求1所述的海上救援用机械手，其特征在于：在所述手臂机构的自由端上还设置有摄像头和探照灯。

6.如权利要求1所述的海上救援用机械手，其特征在于：所述机械手还包括一用于对所述手臂机构进行吸附锁定的磁力固定座。

7.如权利要求1至6任一项所述的海上救援用机械手，其特征在于：所述机械手还包括一用于控制各部件动作的控制系统。