CN109533230A - 一种海上救援无人艇及其救援方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于无人艇技术领域，具体公开了一种海上救援无人艇及其救捞方法，所述海上救援无人艇包括主艇体，所述主艇体的两侧对称设有救捞架，救捞架与主艇体的甲板转动连接；所述救捞架包括救捞框，所述救捞架包括救捞框，救捞框与甲板间平行设有两个连接支架，连接支架一端与主艇体甲板转动连接，连接支架另一端与救捞框固定连接；救捞框上位于两个连接支架之间的部分设有旋转立柱，所述旋转立柱上转动连接有救捞机械手；所述救捞框上设有压载水箱，救捞框的底部设有充气垫。该装置结构简单，设计合理，可以实现海上救援无人化操作的需求，提高救援的效率，同时也避免了人工救援过程中人力、物力的消耗。

Description

一种海上救援无人艇及其救援方法

技术领域

本发明属于无人艇技术领域，具体涉及一种海上救援无人艇及利用该海上救援无人艇进行海上救援的方法。

背景技术

随着航海技术的快速发展，难免发生一些海难以及飞机失事落海等造成人员落海的事故。然而海上落水人员的搜救一直是一项世界性难题，传统的救生艇设备简陋，不易移动而且可装备的数量少。目前海上救援多数通过人工驾驶船只，采用发射抛缆绳、抛充气橡皮艇、抛救生圈和直升机吊篮式救援等方式。其中，抛射缆绳、救生圈和橡皮艇等方式救援范围具有局限性；直升机吊篮式救援受海上风浪影响大，并且耗费大量人力物力，效率低下。因此，为了提高海上救援效率，增加落水人员的生还率，急需研究一种无人化自动实现海上救援的装置。

发明内容

针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的旨在提供一种海上救援无人艇及利用该海上救援无人艇进行海上救援的方法。该海上救援无人艇结构简单，设计合理，采用该救援无人艇进行海上救援任务，可以实现海上救援无人化操作的需求，提高救援的效率，同时也避免了人工救援过程中人力、物力的消耗。

为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种海上救援无人艇，包括主艇体，主艇体上设有控制箱，主艇体的尾部设有喷水推进器，所述主艇体的两侧对称设有救捞架，救捞架与主艇体的甲板转动连接；所述救捞架包括救捞框，救捞框与甲板间平行设有两个连接支架，连接支架一端与主艇体甲板转动连接，连接支架另一端与救捞框固定连接，所述连接支架为L型；救捞框上位于两个连接支架之间的部分设有旋转立柱，旋转立柱上转动连接有救捞机械手；所述救捞框上设有压载水箱，救捞框的底部设有充气垫。

根据上述的海上救援无人艇，优选地，所述救捞机械手包括一端与旋转立柱转动连接摇杆，摇杆另一端转动连接有旋转臂，所述旋转臂上转动连接有基板；所述基板的底面上滑动连接有两个对称设置的弧形夹手。更加优选地，所述基板的底面上开设有燕尾型滑槽，所述弧形夹手与基板底面接触的部位开设有与燕尾型滑槽相适配的燕尾型滑轨，弧形夹手通过燕尾型滑轨与燕尾型滑槽的配合实现沿基板的滑动。

根据上述的海上救援无人艇，优选地，所述弧形夹手上设有弹性材料层。

根据上述的海上救援无人艇，优选地，所述旋转臂上设有视觉传感器和生命探测器；所述视觉传感器用于检测落水人员的位置以及姿态，所述生命探测器用于检测落水人员的生命体征。

根据上述的海上救援无人艇，优选地，所述压载水箱上设有输水管，所述压载水箱通过输水管连接有压载水泵；通过调整压载水箱中储存水量的大小，能够平衡主艇体两侧救捞架的质量，确保海上救援无人艇的平衡性和稳定性。

根据上述的海上救援无人艇，优选地，所述救捞框上设有暖风机和食物储存箱；所述暖风机可持续产生暖风，便于被救落水人员取暖和维持体温恒定；所述食物储存箱用于盛放食物和水。

根据上述的海上救援无人艇，优选地，所述主艇体上设有定位装置、通讯设备、雷达、无人机和照明设备。更加优选地，所述定位装置为GPS装置，安装在主艇体尾部甲板上，用于整个救援无人艇位置和位姿信息的判定；所述通讯设备为通讯天线，安装在主艇体的甲板后方，用于海上救援无人艇与岸基工作站和无人机的通讯，便于岸基工作人员全面掌握救援无人艇的动态信息和发号施令，以及与无人机之间的相互协作；所述控制箱安装在主艇体的甲板上，用于向海上救援无人艇上的所有设备发送控制命令；所述雷达设在控制箱的上方，用于扫测海上救援无人艇周围的障碍物，便于海上救援无人艇及时躲避障碍物；所述无人机停靠在主艇体船首的甲板上，用于在待救援区域空中飞行寻找落水人员；所述探照灯安装在主艇体船首甲板上，用于在黑夜中旋转探照，便于搜寻落水人员。

一种利用上述海上救援无人艇进行海上救援的方法，包括以下步骤：

（1）当接到救援任务时，海上救援无人艇（海上救援无人艇上救捞架的初始状态是回收在主艇体的甲板上）按照定位装置的定位信息抵达指定救援区域，控制箱发出控制指令派遣无人机起飞搜寻落水人员；

（2）无人机搜寻到落水人员时，发出救援信息，救援信息通过通讯设备至控制箱，控制箱发出控制指令至喷水推进器，喷水推进器驱动海上救援无人艇抵达落水人员附近；

（3）下放救捞架，使救捞架位于主艇体的两侧，打开压载水箱上的压载水泵，向压载水箱中充满水，同时开启视觉传感器和生命探测器；当生命探测器发现落水人员存在生命迹象时，启动救捞机械手，使救捞机械手靠近落水人员；

（4）当视觉传感器检测到救捞机械手抵达落水人员后，启动基板上的弧形夹手，使两个弧形夹手相对滑动，将落水人员夹紧在两个弧形夹手之间；

（5）救捞机械手将落水人员夹送至救捞框中，启动弧形夹手向远离落水人员的方向移动，将落水人员放下，开启压载水箱上的压载水泵，通过充放水平衡救捞架的质量，然后开启暖风机吹向被救落水者吹风；

（6）重复步骤（2）-（5），直至完成指定区域的救援，无人机返回无人艇，海上救援无人艇返航。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：

（1）本发明的海上救援无人艇设计合理，结构简单，操作稳定，能够在指定的区域完成海上无人自主化救援，救援的过程无人工干预，完全自主，而且救援效率高，提高了海上救援的作业效率和时效性，同时也避免了海上人工救援的危险性，减少了救援人力、物力的投入；解决人工救援过程中效率低下且落水人员生还率低的问题。

（2）本发明中救捞架上设有充气垫，充气垫充气后实现救捞架在水面上的浮动，而且，救捞架对称设在主艇体的两侧，救捞架与主艇体之间形成三体艇结构，提高了海上救援无人艇的稳定性和抗风浪性能，解决了救援无人艇稳定性差的问题。

（3）本发明中救捞框上设有压载水箱，在救援过程中，压载水箱通过充、放水，调整储存水量的大小，平衡主艇体两侧救捞架的质量，确保海上救援无人艇的平衡性和稳定性。

（4）本发明中弧形夹手上设有弹性材料层，弹性材料层可通过被夹物体的形状来改变自身的状态，防止夹伤落水人员，避免对落水人员造成二次伤害。

（5）本发明中救捞架与主艇体转动连接，可以将救捞架折叠至主艇体甲板上，便于折叠存放，减少占地空间。

（6）本发明的救援方法能够实现海上无人自主化救援，解决了海上人工救援的盲目性和低效性，同时也解决了海上救援危险性大的问题，减少了救援人力、物力的投入，提高了海上救援的作业效率和时效性。

附图说明

图1为本发明海上救援无人艇的结构示意图；

图2为本发明海上救援无人艇的结构示意图；

图3为本发明中主艇体的结构示意图；

图4为本发明中救捞架的结构示意图；

图5为本发明中救捞机械手的结构示意图；

图中：1为主艇体，2为喷水推进器，3为GPS装置，4为通讯天线，5为控制箱，6为雷达，7为无人机，8为探照灯，9为救捞框，10为L型连接支架，11为旋转立柱，12为压载水箱，13为充气垫，14为暖风机，15为食物储存箱，16为摇杆，17为旋转臂，18为基板，19为弧形夹手，20为视觉传感器，21为生命探测器。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明作进一步详细说明，但并不限制本发明的范围。

实施例1：

参见图1-图5，一种海上救援无人艇，包括主艇体1，主艇体1的两侧对称设有救捞架，救捞架与主艇体1的甲板转动连接； 主艇体1上设有GPS装置3、通讯天线4、控制箱5、雷达6、无人机7和探照灯8；主艇体1的尾部设有喷水推进器2，喷水推进器2通过喷水方式实现海上救援无人艇的驱动。其中，GPS装置3安装在主艇体1尾部甲板上，用于整个救援无人艇位置和位姿信息的判定；通讯天线4安装在主艇体1的甲板后方，用于海上救援无人艇与岸基工作站和无人机7的通讯，便于岸基工作人员全面掌握救援无人艇的动态信息和发号施令，以及与无人机7之间的相互协作；控制箱5安装在主艇体1的甲板上，用于向海上救援无人艇上的所有设备发送控制命令；雷达6设在控制箱5的上方，用于扫测海上救援无人艇周围的障碍物，便于海上救援无人艇及时躲避障碍物；无人机7停靠在主艇体1船首的甲板上，用于在待救援区域空中飞行寻找落水人员；探照灯8安装在主艇体1船首甲板上，用于在黑夜中旋转探照，便于搜寻落水人员。

救捞架包括救捞框9，救捞框9与主艇体甲板之间设有两个平行设置的L型连接支架10，L型连接支架10的一端与主艇体1甲板转动连接，L型连接支架10的另一端与救捞框9固定连接；救捞框9上位于两个L型连接支架10之间的部位固定有旋转立柱11，所述旋转立柱11上转动连接有救捞机械手；所述救捞框9上设有压载水箱12、暖风机14和食物储存箱15，救捞框9的底部设有充气垫13。所述压载水箱12上设有输水管，所述压载水箱12通过输水管连接有压载水泵。

救捞机械手包括一端与旋转立柱11转动连接的摇杆16，摇杆16的另一端转动连接有旋转臂17，旋转臂17上转动连接有基板18；所述基板18的底面上滑动连接有两个对称设置的弧形夹手19，两个弧形夹手19可沿基板18的发生相向滑动和相反滑动，所述弧形夹手19上设有弹性材料层。所述旋转臂17上设有用于检测落水人员的位置以及姿态视觉传感器20和用于检测落水人员的生命体征生命探测器21。

实施例2：

一种利用实施例1所述海上救援无人艇进行海上救援的方法，包括以下步骤：

（1）当接到救援任务时，海上救援无人艇（海上救援无人艇上救捞架的初始状态是回收在主艇体1的甲板上）按照GPS装置3的定位信息抵达指定救援区域，控制箱5发出控制指令派遣无人机7起飞搜寻落水人员；

（2）无人机7搜寻到落水人员时，发出救援信息，救援信息通过通讯天线4传送至控制箱5，控制箱5发出控制指令至喷水推进器2，喷水推进器2驱动海上救援无人艇抵达落水人员附近；

（3）下放救捞架，使救捞架位于主艇体1的两侧，打开压载水箱12上的压载水泵，向压载水箱12中充满水，同时开启视觉传感器20和生命探测器21；当生命探测器21发现落水人员存在生命迹象时，启动救捞机械手，使救捞机械手靠近落水人员；

（4）当视觉传感器20检测到救捞机械手抵达落水人员后，启动基板18上的弧形夹手19，使两个弧形夹手19相对滑动，将落水人员夹紧在两个弧形夹手19之间；

（5）救捞机械手将落水人员夹送至救捞框9中，启动弧形夹手19向远离落水人员的方向移动，将落水人员平稳放下，开启压载水箱12上的压载水泵，通过充放水平衡救捞架的质量，然后开启暖风机14吹向被救落水者吹风，维持其正常体温；

（6）重复步骤（2）-（5），直至完成指定区域的救援，无人机7返回主艇体，海上救援无人艇返航。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，但不仅限于上述实例，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种海上救援无人艇，包括主艇体，主艇体上设有控制箱，主艇体的尾部设有喷水推进器，其特征在于，所述主艇体的两侧对称设有救捞架，救捞架与主艇体的甲板转动连接；所述救捞架包括救捞框，救捞框与甲板间平行设有两个连接支架，连接支架一端与主艇体甲板转动连接，连接支架另一端与救捞框固定连接；救捞框上位于两个连接支架之间的部分设有旋转立柱，旋转立柱上转动连接有救捞机械手；所述救捞框上设有压载水箱，救捞框的底部设有充气垫。

2.根据权利要求1所述的海上救援无人艇，其特征在于，所述救捞机械手包括一端与旋转立柱转动连接摇杆，摇杆另一端转动连接有旋转臂，所述旋转臂上转动连接有基板；所述基板的底面上滑动连接有两个对称设置的弧形夹手。

3.根据权利要求2所述的海上救援无人艇，其特征在于，所述弧形夹手上设有弹性材料层。

4.根据权利要求2所述的海上救援无人艇，其特征在于，所述旋转臂上设有视觉传感器和生命探测器。

5.根据权利要求1所述的海上救援无人艇，其特征在于，所述压载水箱上设有输水管，所述压载水箱通过输水管连接有压载水泵。

6.根据权利要求1所述的海上救援无人艇，其特征在于，所述救捞框上设有暖风机和食物储存箱。

7.根据权利要求1所述的海上救援无人艇，其特征在于，所述主艇体上设有定位装置和通讯设备。

8.根据权利要求7所述的海上救援无人艇，其特征在于，所述主艇体上还设有雷达、无人机和照明设备；所述雷达设在控制箱的上方。

9.一种利用海上救援无人艇进行海上救援的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）当接到救援任务时，海上救援无人艇按照定位装置的定位信息抵达指定救援区域，控制箱发出控制指令派遣无人机起飞搜寻落水人员；

（2）无人机搜寻到落水人员时，发出救援信息，救援信息通过通讯设备传送至控制箱，控制箱发出控制指令至喷水推进器，喷水推进器驱动海上救援无人艇抵达落水人员附近；

（3）下放救捞架，使救捞架位于主艇体的两侧，打开压载水箱上的压载水泵，向压载水箱中充满水，同时开启视觉传感器和生命探测器；当生命探测器发现落水人员存在生命迹象时，启动救捞机械手，使救捞机械手靠近落水人员；

（4）当视觉传感器检测到救捞机械手抵达落水人员后，启动基板上的弧形夹手，使两个弧形夹手相对滑动，将落水人员夹紧在两个弧形夹手之间；

（5）救捞机械手将落水人员夹送至救捞框中，启动弧形夹手向远离落水人员的方向移动，将落水人员放下，开启压载水箱上的压载水泵，通过充放水平衡救捞架的质量，然后开启暖风机吹向被救落水者吹风；

（6）重复步骤（2）-（5），直至完成指定区域的救援，无人机返回主艇体，海上救援无人艇返航。