CN108945342A - 一种无人船搭载无人机的海上搜救设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人船搭载无人机的海上搜救设备。包括用于执行搜救任务的无人机、用于搭载无人机的无人船以及地面监控平台，本发明将无人机和无人船有效相结合，提高了无人机的续航能力和搜救范围，同时通过地面监控平台可以对无人船和无人机分别进行远程监控和控制，减少搜救人力的投入，降低搜救成本，为海上救援任务提供了有效保障。

Description

一种无人船搭载无人机的海上搜救设备

技术领域

本发明涉及海上救援技术领域，更具体的说是涉及一种无人船搭载无人机的海上搜救设备。

背景技术

目前，国内搜救组织配备的海上搜救设备尚不完善，还是通过一些简单的设备来辅助搜救工作的完成和依靠人眼视觉进行观察搜救，主观因素和不确定因素较大，而且人眼视觉容易受疲劳和环境因素的影响，在风浪和低照明度情况下发现弱小目标尤为困难。

虽然现有的无人船技术具有一定的海上搜救能力，而且无人船具有载重量大，能挂载的设备多，连续作业续航能力长等优点，但是因为船体离水面较近，所能观测视角较小，无法观测到远处物体，而无人机具有机动性能好、运动反应迅速，在高空可视角大，但无人机普遍具有载重量小，挂载的设备种类少，连续作业续航时间短等缺点。因此，将无人船和无人机联合作业不仅可以实现二者的功能互补，同时还能提高海上搜救能力。

因此，如何提供一种无人船搭载无人机的海上搜救设备是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种无人船搭载无人机的海上搜救设备。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种无人船搭载无人机的海上搜救设备，包括：用于搭载无人机的无人船，所述无人船包括无人船控制系统、船体、推进器、所述船体的船舱限定出容纳室，所述容纳室设置有举升平台；所述无人机位于所述容纳室内，且置于所述举升平台上；所述推进器置于所述船体的尾部，用以提供所述船体行进的动力；

用于执行搜救任务的无人机，所述无人机包括无人机控制系统、机体、多个可折叠旋翼装置，所述机体的底端中部固定安装有用于容纳救援设备的救援箱，多个所述可折叠旋翼装置固定连接在所述机体上，且对应设置在所述机体的两侧，用以提供所述机体垂直升降和飞行时的动力；

地面监控平台，所述地面监控平台均与所述无人机控制系统和所述无人船控制系统远程无线通讯连接，用以实时监控和控制无人机和无人船。

本发明的技术方案所产生的技术效果是：

①本发明采用无人机和无人船相结合，用无人船搭载无人机，在无人船提高无人机海上搜救的续航能力的同时，也扩大了无人机海上的搜救范围；

②本发明通过地面监控平台可以对无人船和无人机分别进行远程监控和控制，减少搜救人力的投入，降低搜救成本；

③本发明中所公开的搜救设备，其无人机可以通过可折叠旋翼装置将旋翼进行折叠后置于无人船的容纳室中，使得无人机占用无人船空间小，提高无人船的可利用率；

④本发明还设置了举升平台，利于无人机进出容纳室，实现了全自动化及无人化的控制；

⑤无人机底端中部设置有容纳救援设备的救援箱，可以向待救人员投放救援设备，提高待救人员的生还率。

优选的，所述可折叠旋翼装置包括悬臂、第一电机、第一电机控制器、连接板、旋翼，所述悬臂的第一端与所述机体固定连接，所述悬臂的第二端与所述第一电机固定连接，所述连接板的第一端与所述第一电机的输出轴固定连接，第二端与所述旋翼固定连接，所述第一电机控制器与所述无人机控制系统通讯连接。

其技术方案所达到的技术效果是，通过无人机控制系统可控制第一电机控制器，能够快速、有效实现无人机的旋翼折叠和展开，提高搜救效率。

优选地，所述救援箱内部设置有卷线机构和装有充气式救生圈、饮用水和食物的救生盒，

所述卷线机构包括卷筒、第二电机、第二电机控制器，所述卷筒固定安装在所述第二电机的主轴上，所述卷筒上缠绕缆绳，所述缆绳的一端与所述卷筒固定连接、另一端与所述救生盒连接；

所述第二电机控制器与所述无人机控制系统通讯连接。

其技术方案所达到的技术效果是，无人机到达搜救地后，通过无人机控制系统控制卷线机构进行工作，向待救人员释放充气式救生盒，待救人员可利用救生盒中的充气式救生圈、饮用水及食物提升存活率，并等待后续的救援。

优选地，所述无人机控制系统包括：第一主控制器、高清摄像头、雷达生命探测器、语音器、第一GPS定位模块，

所述第一主控制器分别与所述地面监控平台、所述高清摄像头、所述雷达生命探测器、所述第一电机控制器、所述第二电机控制器、所述第一GPS定位模块、所述语音器通讯连接。

其技术方案所达到的技术效果是，无人机执行沙滩或海上巡逻时，通过高清摄像头实时拍摄巡航画面，当遇到落水人员时，雷达生命探测器启动探测待救人员的生命特征，并同步将画面及生命特征信息传送至地面监控平台，同时，语音器启动，向待救人员播放救援信号，使待救人员了解已有救援人员收到自己的求救信号，提升自身的求生意志；同时监控人员可通过第一GPS定位模块实时监控无人机和待救人员的位置，以快速对待救人员实施后续的救援。

优选地，所述机体前端设置有照明灯，所述照明灯与所述第一主控制器通讯连接。

其技术方案所达到的技术效果是，本发明中的无人机配备照明灯，可以实现夜间海上搜救能力。

优选地，所述无人船控制系统包括：第二主控制器、第二GPS定位模块以及设置于所述船体周围的多个距离传感器，

所述第二主控制器分别与所述地面监控平台、所述距离传感器、所述举升平台、所述第二GPS定位模块通讯连接。

其技术方案所达到的技术效果是，船体周围设置多个距离传感器，可防止船体与其他物体碰撞而损坏，地面监控平台可通过第二GPS定位模块实时监控无人船的位置信息。

优选地，所述船体的顶部且靠近船头处固定安装有信号放大器，所述信号放大器与所述第二主控制器电连接。

其技术方案所达到的技术效果是，信号放大器可将无人船与地面监控平台的通讯信号进行放大，进一步增加无人船的远程巡航能力。

优选地，所述船体的顶部且靠近船尾处固定安装有避雷器。

其技术方案所达到的技术效果是，使得船体具有防雷能力，避免无人船控制系统因受雷电损害而无法工作，进一步提高了无人船的使用寿命，同时降低无人船后期维护成本。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种无人船搭载无人机的海上搜救设备，该设备将无人机和无人船有效相结合，提高了无人机的续航能力和搜救范围，为海上救援任务提供了有效保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的无人船搭载无人机状态时的结构示意图；

图2附图为本发明提供的无人机进行搜救状态时的结构示意图；

图3附图为本发明提供的地面监控平台与无人机和无人船通讯结构示意图；

图4附图为本发明提供的无人机控制系统结构示意图；

图5附图为本发明提供的无人船控制系统结构示意图。

其中：1-无人机，11-机体，12-可折叠旋翼装置，121-悬臂，122-第一电机，123-连接板，124-旋翼，2-无人船，21-船体，22-推进器，23-容纳室，100-地面监控平台，200-无人机控制系统，210-第一主控制器，220-高清摄像头，230-雷达生命探测器，240-第一电机控制器，250-第二电机控制器，260-第一GPS定位模块，270-语音器，280-照明灯，300-无人船控制系统，310-第二主控制器，320-距离传感器，330-举升平台，340-第二GPS定位模块，3-救援箱，4-救生盒，5-避雷器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1-5，本发明实施例公开了一种无人机搭载无人机的海上搜救设备，包括：用于搭载无人机的无人船2，无人船2包括无人船控制系统300、船体21、推进器22、船体21的船舱限定出容纳室23，容纳室23设置有举升平台330；无人机位于容纳室23内，且置于举升平台330上；推进器22置于船体21的尾部，用以提供船体21行进的动力；

用于执行搜救任务的无人机1，无人机1包括无人机控制系统200、机体11、多个可折叠旋翼装置12，机体11的底端中部固定安装有用于容纳救援设备的救援箱3，多个可折叠旋翼装置12固定连接在机体11上，且对应设置在机体11的两侧，用以提供机体11垂直升降和飞行时的动力；

地面监控平台100，地面监控平台100均与无人机控制系统200和无人船控制系统300远程无线通讯连接，用以实时监控和控制无人机和无人船。

本发明提供了一种可折叠旋翼装置的实施例，具体的，可折叠旋翼装置12包括悬臂121、第一电机122、第一电机控制器240、连接板123、旋翼124，悬臂121的第一端与机体11固定连接，悬臂121的第二端与第一电机122固定连接，连接板123的第一端与第一电机122的输出轴固定连接，第二端与旋翼124固定连接，第一电机控制器240与无人机控制系统200通讯连接。

本发明提供了无人机能够实现向待救人员投放救援装置的实施例，具体的，救援箱3内部设置有卷线机构和装有充气式救生圈、饮用水和食物的救生盒4，其中，卷线机构包括卷筒、第二电机、第二电机控制器250，卷筒固定安装在第二电机的主轴上，卷筒上缠绕缆绳，缆绳的一端与卷筒固定连接、另一端与救生盒4连接；

第二电机控制器250与无人机控制系统200通讯连接。

本发明提供了无人机控制系统的实施例，具体的，无人机控制系统包括：第一主控制器210、高清摄像头220、雷达生命探测器230、语音器270、第一GPS定位模块260，第一主控制器210分别与地面监控平台100、高清摄像头220、雷达生命探测器230、第一电机控制器240、第二电机控制器250、第一GPS定位模块260、语音器270通讯连接。

本发明提供了另外一种实施例，机体11前端设置有照明灯280，照明灯280与第一主控制器210通讯连接。

本发明提供了无人船控制系统的实施例，具体的，无人船控制系统300包括：第二主控制器310、第二GPS定位模块340以及设置于船体21周围的多个距离传感器320，第二主控制器310分别与地面监控平台100、距离传感器320、举升平台330、第二GPS定位模块340通讯连接。

本发明提供了一种实施例，具体的，船体21的顶部且靠近船头处固定安装有信号放大器6，信号放大器6与第二主控制器310电连接。进一步的，本发明公开的无人机也可以搭载增强其与地面监控平台通讯信号的信号放大器，使得地面监控平台与无人船和无人机三者之间的通讯增强，便于三者之间传输信号的有效性和准确性，提升海上救援的成功率。

本发明提供了一种实施例，具体的，船体21的顶部且靠近船尾处固定安装有避雷器5，使得无人船具有防雷能力。

本发明提供的一种无人船搭载无人机的海上搜救设备的工作过程如下：

无搜救任务时，无人机呈旋翼折叠态置于无人船的容纳室中，且位于举升平台上，当执行搜救任务时，地面监控平台通过远程通信向无人船控制系统和无人机控制系统发送搜救指令，控制无人船搭载无人机到达指定海域后，第二主控制器控制举升平台将无人机举出船舱，此时，第一主控制器控制第一电机控制器展开旋翼，无人机起飞执行搜救任务，当无人机达到目的地后，第一主控制器控制第二电机控制器使卷线机构工作，将救生盒投向待救人员，同时高清摄像头拍摄和记录救援情况，雷达生命探测器探测待救人员的生命特征，第一GPS定位模块提供无人机的位置，同时第一主控制器将救援画面和待救人员的生命信息和待救人员的位置实时发送至地面监控平台，使控制室及时实施对待救人员的后续救援工作。

当救援任务完成后，无人机降落到举升平台上，将旋翼折叠后，由举升平台将无人机存放于容纳室中，等待下次救援任务，同时监控平台根据第二GPS定位模块跟踪无人船的位置，实时掌握其信息。

本发明将无人机和无人船有效相结合，提高了无人机的续航能力和搜救范围，同时通过地面监控平台可以对无人船和无人机分别进行远程监控和控制，减少搜救人力的投入，降低搜救成本，为海上救援任务提供了有效保障。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种无人船搭载无人机的海上搜救设备，其特征在于，包括：

用于搭载无人机的无人船（2），所述无人船（2）包括无人船控制系统（300）、船体（21）、推进器（22）、所述船体（21）的船舱限定出容纳室（23），所述容纳室（23）设置有举升平台（330）；所述无人机位于所述容纳室（23）内，且置于所述举升平台（330）上；所述推进器（22）置于所述船体（21）的尾部，用以提供所述船体（21）行进的动力；

用于执行搜救任务的无人机（1），所述无人机（1）包括无人机控制系统（200）、机体（11）、多个可折叠旋翼装置（12），所述机体（11）的底端中部固定安装有用于容纳救援设备的救援箱（3），多个所述可折叠旋翼装置（12）固定连接在所述机体（11）上，且对应设置在所述机体（11）的两侧，用以提供所述机体（11）垂直升降和飞行时的动力；

地面监控平台（100），所述地面监控平台（100）均与所述无人机控制系统（200）和所述无人船控制系统（300）远程无线通讯连接，用以实时监控和控制无人机和无人船。

2.根据权利要求1所述的一种无人船搭载无人机的海上搜救设备，其特征在于，所述可折叠旋翼装置（12）包括悬臂（121）、第一电机（122）、第一电机控制器（240）、连接板（123）、旋翼（124），所述悬臂（121）的第一端与所述机体（11）固定连接，所述悬臂（121）的第二端与所述第一电机（122）固定连接，所述连接板（123）的第一端与所述第一电机（122）的输出轴固定连接，第二端与所述旋翼（124）固定连接，所述第一电机控制器（240）与所述无人机控制系统（200）通讯连接。

3.根据权利要求2所述的一种无人船搭载无人机的海上搜救设备，其特征在于，所述救援箱（3）内部设置有卷线机构和装有充气式救生圈、饮用水和食物的救生盒（4），

所述卷线机构包括卷筒、第二电机、第二电机控制器（250），所述卷筒固定安装在所述第二电机的主轴上，所述卷筒上缠绕缆绳，所述缆绳的一端与所述卷筒固定连接、另一端与所述救生盒（4）连接；

所述第二电机控制器（250）与所述无人机控制系统（200）通讯连接。

4.根据权利要求3所述的一种无人船搭载无人机的海上搜救设备，其特征在于，所述无人机控制系统包括：第一主控制器（210）、高清摄像头（220）、雷达生命探测器（230）、语音器（270）、第一GPS定位模块（260），

所述第一主控制器（210）分别与所述地面监控平台（100）、所述高清摄像头（220）、所述雷达生命探测器（230）、所述第一电机控制器（240）、所述第二电机控制器（250）、所述第一GPS定位模块（260）、所述语音器（270）通讯连接。

5.根据权利要求4所述的一种无人船搭载无人机的海上搜救设备，其特征在于，所述机体（11）前端设置有照明灯（280），所述照明灯（280）与所述第一主控制器（210）通讯连接。

6.根据权利要求1所述的一种无人船搭载无人机的海上搜救设备，其特征在于，所述无人船控制系统（300）包括：第二主控制器（310）、第二GPS定位模块（340）以及设置于所述船体（21）周围的多个距离传感器（320），

所述第二主控制器（310）分别与所述地面监控平台（100）、所述距离传感器（320）、所述举升平台（330）、所述第二GPS定位模块（340）通讯连接。

7.根据权利要求6所述的一种无人船搭载无人机的海上搜救设备，其特征在于，所述船体（21）的顶部且靠近船头处固定安装有信号放大器（6），所述信号放大器（6）与所述第二主控制器（310）电连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种无人船搭载无人机的海上搜救设备，其特征在于，所述船体（21）的顶部且靠近船尾处固定安装有避雷器（5）。