CN108569383A - 一种适用于水上智能搜救的无人艇 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水上救助技术领域，尤其涉及一种适用于水上智能搜救的无人艇，包括无人艇本体和远程控制系统，无人艇本体上设有用于对水面信息进行采集的图像采集系统、将图像采集系统采集到的信息发送给远程控制系统的数据传输系统和用于对遇险人员进行救助的救助设备，救助设备与远程控制系统相连接，远程控制系统对无人艇本体的航行进行远程操控，并根据图像采集系统采集到的信息控制救助设备启动或停止工作。可实现智能搜救，能够大幅提高救助作业窗口期和救助成功率，在执行任务时无需人员驾驶靠近危险区域，大大提高了救助的安全性，具有响应度快、智能化水平高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及水上救助技术领域，尤其涉及一种适用于水上智能搜救的无人艇。
背景技术
随着人类水上活动，特别是海洋活动的日益增加，各种水上事故(例如海难)层出不穷，发生事故后，迅速及时地救出遇险人员是第一要务。在风小浪低的情况下，救助比较容易。但若是大风大浪的情况，尤其是在高海况的情况下，救助船难以靠近遇险船，如果强行靠近，会造成遇险人员落水、加速遇险船的沉没；救助员也无法操作小艇靠近遇险船，离开救助船到海面上无疑是很危险的，稍有意外就会失去性命。因此在大风浪的情况下，如何安全地把遇险人员转移到救助船上或其它安全地点，是水上救助亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适用于水上智能搜救的无人艇，能够通过无人驾驶往返遇险地点救助转移遇险人员，以克服现有技术的上述缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种适用于水上智能搜救的无人艇，包括无人艇本体和远程控制系统，无人艇本体上设有用于对水面信息进行采集的图像采集系统、将图像采集系统采集到的信息发送给远程控制系统的数据传输系统和用于对遇险人员进行救助的救助设备，救助设备与远程控制系统相连接，远程控制系统对无人艇本体的航行进行远程操控，并根据图像采集系统采集到的信息控制救助设备启动或停止工作。
优选地，救助设备包括用于将遇险人员转移到无人艇本体上的救助吊篮系统。
优选地，救助吊篮系统包括底座、连杆、吊篮和可伸缩的第一伸缩件，底座固定在无人艇本体上，连杆的一端铰接在底座上，且另一端与吊篮相连接，第一伸缩件的一端铰接在底座上，且另一端与连杆相铰接，第一伸缩件与远程控制系统相连接。
优选地，救助设备包括用于将营救绳抛向遇险人员的抛缆云台系统和用于将营救绳收回的收揽绞车系统。
优选地，抛缆云台系统包括固定在无人艇本体上的抛绳桶、容纳于抛绳桶内的营救绳和设于抛绳桶内的用于顶推营救绳的可伸缩的第二伸缩件，收揽绞车系统包括设于无人艇本体上的卷筒和用于将营救绳回卷到卷筒内的绞车，营救绳与绞车相连接，第二伸缩件和绞车均与远程控制系统相连接。
优选地，无人艇本体上设有用于对被救助的遇险人员进行生命补给的生命支持系统。
优选地，生命支持系统包括御寒服、氧气瓶及面罩。
优选地，无人艇本体具有用于实现自扶正功能的自扶正系统。
优选地，自扶正系统包括设于无人艇本体尾部的升高支架和设于升高支架上的浮体。
优选地，无人艇本体具有通导系统和轨迹规划系统，通导系统和轨迹规划系统均与远程控制系统相连接，远程控制系统通过通导系统将设定的航行轨迹信息发送给轨迹规划系统。
与现有技术相比，本发明具有显著的进步：
本发明的适用于水上智能搜救的无人艇，可以通过远程操控无人驾驶对水上险情进行搜寻或往返事故地点，并在图像采集系统和数据传输系统实时采集和反馈水面信息的辅助作用下，由远程控制系统控制救助设备对遇险人员实施救助，从而实现智能搜救，能够大幅提高救助作业窗口期和救助成功率，在执行任务时无需人员驾驶靠近危险区域，大大提高了救助的安全性，具有响应度快、智能化水平高的优点。
附图说明
图1是本发明实施例的无人艇的总布置示意图。
图1a是图1中A部的放大示意图。
图1b是图1中B部的放大示意图。
图2是本发明实施例的无人艇的侧视示意图。
图3是本发明实施例的无人艇的剖视示意图。
图4是本发明实施例的无人艇的救助吊篮系统工作示意图。
图中：
1、无人艇本体 11、艇壳
12、推进器 13、发动机
14、燃料箱 15、吊放部件
2、远程控制系统 100、图像采集系统
200、数据传输系统 300、救助吊篮系统
301、底座 302、连杆
303、吊篮 304、第一伸缩件
400、抛缆云台系统 401、抛绳桶
402、营救绳 403、第二伸缩件
500、收揽绞车系统 501、卷筒
502、绞车 600、生命支持系统
700、自扶正系统 701、升高支架
702、浮体 800、轨迹规划系统
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1至图4所示，本发明的适用于水上智能搜救的无人艇的一种实施例。
参见图1和图2，本实施例的适用于水上智能搜救的无人艇包括无人艇本体1和远程控制系统2，远程控制系统2用于实现对无人艇本体1航行及实施救助工作的远程操控。无人艇本体1可以搭载在母船上，并在需要的时候下放到水上进行搜救工作，此时远程控制系统2可以设置在母船上。当然，无人艇本体1也可以为直接从岸基上下放到水上的独立艇体，此时远程控制系统2则可以设置在岸基上。远程控制系统2的形式并不局限，例如可以为PLC控制器或计算机。
无人艇本体1上设有图像采集系统100、数据传输系统200和救助设备。其中，图像采集系统100用于对水面信息进行采集，优选地，图像采集系统100可以为安装在无人艇本体1上的摄像机，摄像机可以设有多个，通过摄像机对水面进行拍摄，可采集获得现场水面情况的图像信息。数据传输系统200用于将图像采集系统100采集到的图像信息发送给远程控制系统2，有助于远程控制系统2的远程监视和操控，确保操控的准确性和安全性。数据传输系统200的输入端与图像采集系统100相连接，数据传输系统200的输出端与远程控制系统2相连接，图像采集系统100将采集到的图像信息输送给数据传输系统200的输入端，数据传输系统200的输入端接收该图像信息并通过输出端将接收到的图像信息发送给远程控制系统2，远程控制系统2接收并显示该图像信息。救助设备用于对水上的遇险人员进行救助，且救助设备与远程控制系统2相连接。远程控制系统2对无人艇本体1的航行进行远程操控，并根据图像采集系统100采集到的图像信息控制救助设备启动或停止工作，即，当远程控制系统2接收到的图像信息显示发现险情或者显示无人艇本体1已到达事故现场时，由远程控制系统2控制救助设备启动并开始救助工作，救助完成后，则由远程控制系统2控制救助设备停止工作，然后由远程控制系统2操控无人艇本体1带着被救助的遇险人员返回。
由此，本实施例的适用于水上智能搜救的无人艇可以通过远程操控无人驾驶对水上险情进行搜寻或往返事故地点，并在图像采集系统100和数据传输系统200实时采集和反馈水面信息的辅助作用下，由远程控制系统2控制救助设备对遇险人员实施救助，从而实现智能搜救，能够大幅提高救助作业窗口期和救助成功率，在执行任务时无需人员驾驶靠近危险区域，大大提高了救助的安全性。
本实施例中，优选地，无人艇本体1上的救助设备可以包括用于将遇险人员转移到无人艇本体1上的救助吊篮系统300。救助吊篮系统300与远程控制系统2相连接，当无人艇本体1搜寻发现险情或到达事故现场时，可由远程控制系统2控制救助吊篮系统300工作，落水的遇险人员可通过救助吊篮系统300被转移到无人艇本体1上。救助吊篮系统300可以设有多套，例如本实施例中在无人艇本体1上设有两套救助吊篮系统300。通过多套救助吊篮系统300同时对落水的遇险人员进行施救，可以提高救助效率。
参见图4，优选地，救助吊篮系统300可以包括底座301、连杆302、吊篮303和可伸缩的第一伸缩件304。其中，底座301固定在无人艇本体1上，连杆302的一端铰接在底座301上，连杆302的另一端与吊篮303相连接，吊篮303供落水的遇险人员攀爬并支撑遇险人员，第一伸缩件304的一端铰接在底座301上，第一伸缩件304的另一端与连杆302相铰接。第一伸缩件304伸出时，可推动连杆302摆动，由连杆302的摆动推动吊篮303伸出无人艇本体1外，使落水的遇险人员可以触碰并攀爬到吊篮303上，然后第一伸缩件304缩回，则可带动连杆302反向摆动而将吊篮303拉回到无人艇本体1上，从而将吊篮303和攀爬到吊篮303上的遇险人员一并转移到无人艇本体1上。第一伸缩件304与远程控制系统2相连接，远程控制系统2控制第一伸缩件304伸出或缩回，从而实现救助吊篮系统300工作的自动控制。第一伸缩件304的形式并不局限，优选地，第一伸缩件304可以为液压缸。
参见图1，本实施例中，优选地，无人艇本体1上的救助设备还可以包括用于将营救绳402抛向遇险人员的抛缆云台系统400和用于将营救绳402收回的收揽绞车系统500。抛缆云台系统400和收揽绞车系统500均与远程控制系统2相连接，当无人艇本体1搜寻发现险情或到达事故现场时，可由远程控制系统2控制抛缆云台系统400工作，由抛缆云台系统400将营救绳402抛向遇险人员，在遇险人员抓住营救绳402后，再由远程控制系统2控制收揽绞车系统500工作，由收揽绞车系统500将营救绳402收回，同时将抓住营救绳402的遇险人员牵引拖至无人艇本体1附近，以便于实施救助工作。抛缆云台系统400和收揽绞车系统500可以设有多套，例如本实施例中，抛缆云台系统400和收揽绞车系统500各设有两套。通过多套抛缆云台系统400和收揽绞车系统500同时对落水的遇险人员进行施救，可以提高救助效率。
优选地，参见图1a，抛缆云台系统400可以包括抛绳桶401、营救绳402和可伸缩的第二伸缩件403，抛绳桶401固定在无人艇本体1上，营救绳402容纳于抛绳桶401内，第二伸缩件403设于抛绳桶401内。常态下，第二伸缩件403呈缩回状态，营救绳402收纳在抛绳桶401内；施救时，第二伸缩件403伸出并顶推抛绳桶401内的营救绳402，将营救绳402投向水面，以供遇险人员攀附。参见图1b，收揽绞车系统500包括卷筒501和绞车502，卷筒501固设于无人艇本体1上，绞车502设于卷筒501内，抛缆云台系统400抛出的营救绳402的一端与绞车502相连接，通过绞车502的旋转可将抛缆云台系统400抛出的营救绳402回卷到卷筒501内，从而将抓住营救绳402的遇险人员牵引拖至无人艇本体1附近。抛缆云台系统400的第二伸缩件403和收揽绞车系统500的绞车502均与远程控制系统2相连接，远程控制系统2控制第二伸缩件403伸出或缩回以及控制绞车502启动或停止转动，从而实现抛缆云台系统400和收揽绞车系统500工作的自动控制。第二伸缩件403的形式并不局限，优选地，第二伸缩件403可以为气缸。绞车502的驱动形式并不局限，优选地，绞车502可以采用液压驱动，液压源可以来自无人艇本体1的液压泵站。
参见图1，本实施例中，优选地，无人艇本体1上可以设有用于对被救助的遇险人员进行生命补给的生命支持系统600。被救助到无人艇本体1上的遇险人员可以使用生命支持系统600进行补给，以保障生命安全。优选地，生命支持系统600可以包括御寒服、氧气瓶及面罩，当然，生命支持系统600还可以包括其它生命补给用的设施。生命支持系统600可以设有多套，例如本实施例中在无人艇本体1上设有两套生命支持系统600。通过多套生命支持系统600，可以确保满足遇险人员生命补给的需求。
参见图2，进一步，本实施例的无人艇本体1具有用于实现自扶正功能的自扶正系统700，通过自扶正系统700的作用，无人艇本体1在发生倾斜或者倾覆后能够自动复位到正常状态，从而提高无人艇本体1的自身生命力。优选地，自扶正系统700可以包括设于无人艇本体1尾部的升高支架701和设于升高支架701上的浮体702，浮体702可以为轻质的泡沫体或者充气气囊。
无人艇本体1的自扶正功能除了通过自扶正系统700实现外，还可以通过合理布置无人艇本体1自身部件以优化无人艇本体1的重量分布及重心位置来增强无人艇本体1的自扶正能力。例如，参见图3，无人艇本体1包括艇壳11，艇壳11内设置有推进器12、发动机13和燃料箱14等部件，为使无人艇本体1的整体重量合理分布，优选地，可以将推进器12、发动机13和燃料箱13设置在尽量靠近艇壳11底部的位置，以降低无人艇本体1的重心，从而增强无人艇本体1的自扶正能力。
本实施例中，在无人艇本体1艇壳11的上方设有吊放部件15，用于实现无人艇本体1的吊放和回收。优选地，本实施例的无人艇本体1采用救助艇的艇型，对水域风、浪、流适应性强，尤其能够适应高海况海上救助。
此外，参见图2，本实施例中的无人艇本体1还具有通导系统(图中未示出)和轨迹规划系统800，通导系统和轨迹规划系统800均与远程控制系统2相连接，通导系统用于实现远程控制系统2与无人艇本体1之间的通信连接。远程控制系统2通过通导系统将设定的航行轨迹信息发送给轨迹规划系统800，轨迹规划系统800接收该航行轨迹信息并根据接收到的航行轨迹信息控制无人艇本体1按该航行轨迹航行，从而实现远程控制系统2对无人艇本体1航行的远程操控。
综上，本实施例的无人艇，在不确定事故地点时，远程控制系统2可以根据待搜救区域范围设定航行轨迹，并通过通导系统将该航行轨迹信息发送给轨迹规划系统800，使无人艇本体1按该航行轨迹航行，以在水上进行搜寻，同时，无人艇本体1上的图像采集系统100和数据传输系统200对水面信息进行实时采集和反馈，当远程控制系统2接收到的图像信息显示发现险情时，则远程控制系统2控制救助设备启动并开始救助工作。在接到险情报告、事故地点确定时，远程控制系统2则可以根据事故地点设定航行轨迹，并通过通导系统将该航行轨迹信息发送给轨迹规划系统800，使无人艇本体1按该航行轨迹航行并直达事故地点，到达后，则由远程控制系统2控制救助设备启动并开始救助工作。在实施救助工作的时候，无人艇本体1上的图像采集系统100和数据传输系统200保持对水面信息进行实时采集和反馈，以便于远程控制系统2根据接收到的图像信息发出相应动作指令，救助设备接收并响应于该动作指令而执行相应动作，由此确保远程操控的准确性，从而保证救助过程的顺畅进行。救助工作过程依次为：远程控制系统2先控制抛缆云台系统400的第二伸缩件403伸出，将营救绳402推出抛向遇险人员；在遇险人员抓住营救绳402后，远程控制系统2再控制收揽绞车系统500的绞车502启动转动，由绞车502将营救绳402卷回，同时将抓住营救绳402的遇险人员牵引拖至无人艇本体1附近；然后远程控制系统2控制绞车502停止转动，并控制救助吊篮系统300的第一伸缩件304伸出，使其推动连杆302摆动而推动吊篮303伸出无人艇本体1外，在落水的遇险人员攀爬到吊篮303上后，远程控制系统2控制第一伸缩件304缩回，使其带动连杆302反向摆动而将吊篮303拉回到无人艇本体1上，从而将吊篮303和攀爬到吊篮303上的遇险人员一并转移到无人艇本体1上；转移到无人艇本体1上的遇险人员可以通过生命支持系统600进行生命补给。当所有落水的遇险人员都转移到无人艇本体1上后或者转移到无人艇本体1上的遇险人员数量达到无人艇本体1可承载的上限时，远程控制系统2控制无人艇本体1按设定的航行轨迹返回，从而实现将遇险人员转移到母船或岸基等安全地点，完成一次水上搜救。
因此，本实施例的无人艇能够实现水上智能搜救，可适用于江、河、湖、海的水上救助工作，尤其适用于高海况下的救助。利用本实施例的无人艇能够大幅提高救助作业窗口期和救助成功率，在执行任务时无需人员驾驶靠近危险区域，大大提高了救助的安全性，具有响应度快、智能化水平高的优点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种适用于水上智能搜救的无人艇，其特征在于，包括无人艇本体(1)和远程控制系统(2)，所述无人艇本体(1)上设有用于对水面信息进行采集的图像采集系统(100)、将所述图像采集系统(100)采集到的信息发送给所述远程控制系统(2)的数据传输系统(200)和用于对遇险人员进行救助的救助设备，所述救助设备与所述远程控制系统(2)相连接，所述远程控制系统(2)对所述无人艇本体(1)的航行进行远程操控，并根据所述图像采集系统(100)采集到的信息控制所述救助设备启动或停止工作。
2.根据权利要求1所述的适用于水上智能搜救的无人艇，其特征在于，所述救助设备包括用于将遇险人员转移到所述无人艇本体(1)上的救助吊篮系统(300)。
3.根据权利要求2所述的适用于水上智能搜救的无人艇，其特征在于，所述救助吊篮系统(300)包括底座(301)、连杆(302)、吊篮(303)和可伸缩的第一伸缩件(304)，所述底座(301)固定在所述无人艇本体(1)上，所述连杆(302)的一端铰接在所述底座(301)上，且另一端与所述吊篮(303)相连接，所述第一伸缩件(304)的一端铰接在所述底座(301)上，且另一端与所述连杆(302)相铰接，所述第一伸缩件(304)与所述远程控制系统(2)相连接。
4.根据权利要求1所述的适用于水上智能搜救的无人艇，其特征在于，所述救助设备包括用于将营救绳(402)抛向遇险人员的抛缆云台系统(400)和用于将所述营救绳(402)收回的收揽绞车系统(500)。
5.根据权利要求4所述的适用于水上智能搜救的无人艇，其特征在于，所述抛缆云台系统(400)包括固定在所述无人艇本体(1)上的抛绳桶(401)、容纳于所述抛绳桶(401)内的营救绳(402)和设于所述抛绳桶(401)内的用于顶推所述营救绳(402)的可伸缩的第二伸缩件(403)，所述收揽绞车系统(500)包括设于所述无人艇本体(1)上的卷筒(501)和用于将所述营救绳(402)回卷到所述卷筒(501)内的绞车(502)，所述营救绳(402)与所述绞车(502)相连接，所述第二伸缩件(403)和所述绞车(502)均与所述远程控制系统(2)相连接。
6.根据权利要求1所述的适用于水上智能搜救的无人艇，其特征在于，所述无人艇本体(1)上设有用于对被救助的遇险人员进行生命补给的生命支持系统(600)。
7.根据权利要求6所述的适用于水上智能搜救的无人艇，其特征在于，所述生命支持系统(600)包括御寒服、氧气瓶及面罩。
8.根据权利要求1所述的适用于水上智能搜救的无人艇，其特征在于，所述无人艇本体(1)具有用于实现自扶正功能的自扶正系统(700)。
9.根据权利要求8所述的适用于水上智能搜救的无人艇，其特征在于，所述自扶正系统(700)包括设于所述无人艇本体(1)尾部的升高支架(701)和设于所述升高支架(701)上的浮体(702)。
10.根据权利要求1所述的适用于水上智能搜救的无人艇，其特征在于，所述无人艇本体(1)具有通导系统和轨迹规划系统(800)，所述通导系统和所述轨迹规划系统(800)均与所述远程控制系统(2)相连接，所述远程控制系统(2)通过所述通导系统将设定的航行轨迹信息发送给所述轨迹规划系统(800)。
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