CN109591975B - 一种海上救捞装置及其进行救援的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上救捞装置，包括载人托盘，载人托盘的两侧对称设有动力浮力平台，两个动力浮力平台内侧壁均与载人托盘接触，载人托盘上方设有两个平行设置的可伸缩的连接支架，连接支架的两端分别与动力浮力平台固定连接；两个连接支架顶部之间设有支撑横杆，支撑横杆的两侧均设有收放机构，收放机构的两端分别与两个连接支架顶部转动连接，收放机构通过柔性连接件与载人托盘侧壁连接。该海上救捞装置能够搭载于无人艇上，完成无人自主化救援，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。

Description

一种海上救捞装置及其进行救援的方法

技术领域

本发明涉及救捞设备技术领域，具体涉及一种海上救捞装置及利用该海上救捞装置进行救援的方法。

背景技术

海上落水人员的搜救一直是一项世界性难题，目前国内外对于海上落水人员救捞的防救装备和方法有以下几种，如发射抛缆绳、抛救生圈、抛充气橡皮筏、和直升机吊缆悬吊救援等。一旦落海人员受伤昏迷，落海人员就无法抓住抛缆绳、救生圈和爬上充气橡皮筏；直升机悬吊救援虽是目前国内外较为理想的防救装备，但是当遇到自然环境条件较恶劣的情况时，直升机无法起飞，直升机救援作业实施困难；此时，通常需要救生员下水进行救援，但是，当海况恶劣时，在营救过程中对救生员的安全危害很大。目前尚无一种能够在无人艇上使用，并且能够轻松的将落水人员救捞上来的救捞装置。

艇载救捞装置能够成功将海上落水人员从海面自由悬浮状态转移至专属救捞范围内是搜救过程中最重要的一个环节。无人艇本体相对现有救生艇体积小，自重轻，很难保证落水人员在救捞过程中不会产生由于船体重心改变导致的船体震荡加剧，进而产生落水人员二次损伤甚至整船倾覆等恶劣情况。因此，能够搭载在无人艇上的救捞装置必须确保在转移落水人员的过程中，对船体重心影响最小；此外，无人艇在救援过程中抵近落水人员的过程中属于一个动态低速行驶控制过程，由于无人艇属于欠驱动大惯性时滞系统，需要研制一种可搭载于无人艇的轻量化可控载的装置去完成救捞工作。

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捞装置及利用该海上救捞装置进行救援的方法；该海上救捞装置结构简单，设计合理，易于操作，能够搭载于无人艇上，完成无人自主化救援，而且救援效率高，提高了海上救援的时效性，同时也避免了海上人工救援的危险性。

为实现发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种海上救捞装置，包括载人托盘，载人托盘的两侧对称设有动力浮力平台，两个动力浮力平台内侧壁均与载人托盘接触，载人托盘上方设有两个平行设置的可伸缩的连接支架，连接支架的两端分别与两个动力浮力平台固定连接；两个连接支架顶部之间设有支撑横杆，支撑横杆的两侧均设有收放机构，收放机构的两端分别与两个连接支架顶部转动连接，收放机构通过柔性连接件与载人托盘侧壁连接。

根据上述的海上救捞装置，优选地，所述连接支架包括长V型支架和短V型支架，短V型支架的水平段固定连接有与其平行的套筒，长V型支架的水平段穿过套筒，可沿套筒滑动；长V型支架和短V型支架的倾斜段末端分别与其末端所在侧的动力浮力平台固定连接；所述支撑横杆固定在两个套筒之间，两个连接支架之间设有展开机构。

根据上述的海上救捞装置，优选地，所述展开机构包括两个水平设置在两个连接支架之间的固定杆，两个固定杆分别设于长V型支架和短V型支架的倾斜段（其中一个固定杆设于两个长V型支架的倾斜度段之间，另一个固定杆设于两个短V型支架的倾斜段之间）；其中一个固定杆上设有展开电机，展开电机动力输出端连接有螺杆，另一个固定杆上开设有与所述螺杆相配合的螺纹孔，螺杆的一端穿过螺纹孔。

根据上述的海上救捞装置，优选地，两个收放机构沿其所在平面中心对称，所述收放机构包括转轴和驱动转轴转动的收放电机，柔性连接件的上端固定在转轴上，其下端与载人托盘相对应的侧壁连接；其中一个收放机构转轴的两端分别与两个长V型支架顶部转动连接，另一个收放机构转轴的两端分别与两个套筒顶部转动连接。

根据上述的海上救捞装置，优选地，所述转轴的两端均设有锥形套筒，锥形套筒的宽口端靠近转轴端部，柔性连接件的上端固定在转轴上两个锥形套筒的窄口端之间。

根据上述的海上救捞装置，优选地，所述动力浮力平台为单体无人艇，单体无人艇上设有喷水推进器；单体无人艇的外侧壁上设有扶手。

根据上述的海上救捞装置，优选地，所述柔性连接件为柔性网。

根据上述的海上救捞装置，优选地，其中一个动力浮力平台上设有视觉传感器，另一个动力浮力平台上设有红外传感器。

根据上述的海上救捞装置，优选地，所述载人托盘底面上设有排水孔和压力传感器。

一种利用上述海上救捞装置进行救援的方法，包括以下步骤：

（1）接收到救援信号时，根据发出救援信号的位置信息利用无人艇携带海上救捞装置抵达救援位置附近的下游区域，下放海上救捞装置；

（2）启动动力浮力平台上的喷水推进器，喷水推进器推进海上救捞装置抵近落水人员，通过视觉传感器和红外传感器判断落水人员的姿态，根据落水人员的姿态调整喷水推进器，使载人托盘与落水人员同向；

（3）启动展开电机进行正转，展开电机带动螺杆转动，通过螺杆和螺纹孔的相互配合，驱动带有螺纹孔的固定杆向远离展开电机的方向运动，使两个动力浮力平台与载人托盘分离，然后启动收放电机，收放电机带动转轴转动将柔性连接件下放，载人托盘随着柔性连接件同步下放，海上救捞装置展开；

（4）当载人托盘下放到极限位置时，关闭展开电机、收放电机，喷水推进器继续推进，调整海上救捞装置的位置，使落水人员处于两个动力浮力平台中间；

（5）启动收放电机，收放电机带动转轴转动将柔性连接件回收，载人托盘随柔性连接件同步回收，同时，启动展开电机进行反转，展开电机带动螺杆转动，通过螺杆和螺纹孔的相互配合，驱动带有螺纹孔的固定杆向靠近展开电机的方向运动，使两个动力浮力平台开始聚合；通过载人托盘的回收和两个动力浮力平台的聚合，将落水人员收入载人托盘中，最终两个动力浮力平台聚合至其内侧壁与载人托盘接触，将落水人员锁紧固定在载人托盘上，然后关闭展开电机、收放电机；

（6）通过载人托盘1底壁上的压力传感器判断落水人员是否已被固定在载人托盘1上，若是，执行下一步操作，若否，返回步骤（2）；

（7）通过喷水推进器调整海上救捞装置的方向，使其与无人艇的船首方向一致，无人艇携带海上救捞装置返航，完成救援工作。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：

（1）本发明海上救捞装置的连接支架为伸缩结构，两个连接支架之间设有展开机构，连接支架的顶部设有收放机构，通过收放机构控制柔性网和载人托盘的收放，当需要进行救援时，通过展开机构将海上救捞装置展开，将两个单体无人艇与载人托盘分离，展开后收放机构下放柔性网，柔性网和载人托盘形成V型结构，便于将落水人员收入载人托盘中，当通过展开机构将海上救捞装置聚合且收放机构卷收柔性网时，柔性网和载人托盘形成倒V型结构，便于将落水人员固定，可有效避免在转移过程中落水人员从载人托盘中滑落，造成二次伤害。

（2）本发明中转轴的两端均设有锥形套筒，锥形套筒的宽口端靠近转轴端部，柔性连接件的上端固定在转轴的两个锥形套筒的窄口端之间，该设置能够实现转轴转动过程中柔性连接件的自扶正，有效防止柔性连接件的在卷收过程中缠绕位置发生偏移导致载人托盘倾斜。

（3）本发明中动力浮力平台为单体无人艇，单体无人艇上设有喷水推进器，通过控制喷水推进器的同速和差速，来调整海上救捞装置的移动方向、位置，以便于根据落水人员的姿态进行救援，方便快捷，可操控性强。

（4）本发明海上救捞装置结构简单，设计合理，操作稳定，方便快捷，能够搭载于无人艇上，完成无人自主化救援，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，减少了救援人力的投入。

（5）本发明的救援方法采用无人艇与海上救捞装置相结合进行救援，进一步提高了海上救援的无人化和自主化程度，实现了无人自主化救援，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为本发明海上救捞装置的结构示意图；

图2为本发明海上救捞装置的展开状态图；

图中：1为载人托盘，2为动力浮力平台，3为长V型支架，4为短V型支架，5为套筒，6为支撑横杆，7为固定杆，8为展开电机，9为螺杆，10为转轴，11为收放电机，12为锥形套筒，13为柔性连接件，14为喷水推进器，15为扶手，16为视觉传感器，17为红外传感器，18为压力传感器。

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：

一种海上救捞装置，如图1、图2所示，包括载人托盘1，载人托盘1底面上设有排水孔和压力传感器18；载人托盘1的两侧对称设有动力浮力平台2，两个动力浮力平台2内侧壁均与载人托盘1接触，其中一个动力浮力平台2上设有视觉传感器16，另一个动力浮力平台2上设有红外传感器17，所述动力浮力平台2为单体无人艇，单体无人艇上设有喷水推进器14；单体无人艇的外侧壁上设有扶手15；载人托盘1上方设有两个平行设置的可伸缩的连接支架，连接支架的两端分别与两个动力浮力平台2固定连接；两个连接支架顶部之间设有支撑横杆6，支撑横杆6的两侧均设有收放机构，收放机构的两端分别与两个连接支架顶部转动连接，收放机构通过柔性连接件13与载人托盘1侧壁连接。

连接支架包括长V型支架3和短V型支架4，短V型支架4的水平段固定连接有与其平行的套筒5，长V型支架3的水平段穿过套筒5，可沿套筒5滑动；长V型支架3和短V型支架4的倾斜段末端分别与其末端所在侧的动力浮力平台2固定连接；所述支撑横杆6固定在两个套筒5之间，两个连接支架之间设有展开机构。

展开机构包括两个水平设置在两个连接支架之间的固定杆7，其中一个固定杆设于两个长V型支架3的倾斜度段之间，另一个固定杆设于两个短V型支架4的倾斜段之间；其中一个固定杆上设有展开电机8，展开电机8动力输出端连接有螺杆9，另一个固定杆上开设有与所述螺杆9相配合的螺纹孔，螺杆9的一端穿过螺纹孔。

两个收放机构沿其所在平面中心对称，所述收放机构包括转轴10和驱动转轴转动的收放电机11，其中一个收放机构转轴10的两端分别与两个长V型支架3顶部转动连接，另一个收放机构转轴10的两端分别与两个套筒5顶部转动连接。转轴10的两端均设有锥形套筒12，锥形套筒12的宽口端靠近转轴10端部，柔性连接件13的上端固定在转轴10上两个锥形套筒12的窄口端之间，其下端与载人托盘1相对应的侧壁连接；所述柔性连接件13为柔性网。

实施例2：

一种利用实施例1所述海上救捞装置进行救援的方法，包括以下步骤：

（1）接收到救援信号时，根据发出救援信号的位置信息利用无人艇携带海上救捞装置抵达救援位置附近的下游区域，下放海上救捞装置；

（2）启动动力浮力平台2上的喷水推进器14，喷水推进器14推进海上救捞装置抵近落水人员，通过视觉传感器16和红外传感器17判断落水人员的姿态，根据落水人员的姿态调整喷水推进器14，使载人托盘1与落水人员同向；

（3）启动展开电机8进行正转，展开电机8带动螺杆9转动，通过螺杆9和螺纹孔的相互配合，驱动带有螺纹孔的固定杆向远离展开电机8的方向运动，使两个动力浮力平台2与载人托盘1分离，然后启动收放电机11，收放电机11带动转轴10转动将柔性连接件13下放，载人托盘1随着柔性连接件13同步下放，海上救捞装置展开；

（4）当载人托盘1下放到极限位置时，关闭展开电机8、收放电机11，喷水推进器14继续推进，调整海上救捞装置的位置，使落水人员处于两个动力浮力平台2中间；

（5）启动收放电机11，收放电机11带动转轴10转动将柔性连接件13回收，载人托盘1随柔性连接件13同步回收，同时，启动展开电机8进行反转，展开电机8带动螺杆9转动，通过螺杆9和螺纹孔的相互配合，驱动带有螺纹孔的固定杆向靠近展开电机8的方向运动，使两个动力浮力平台2开始聚合；通过载人托盘1的回收和两个动力浮力平台2的聚合，将落水人员收入载人托盘1中，最终两个动力浮力平台2聚合至其内侧壁与载人托盘1接触，将落水人员锁紧固定在载人托盘1上，然后关闭展开电机8、收放电机11；

（6）通过载人托盘1底壁上的压力传感器18判断落水人员是否已被固定在载人托盘1上，若是，执行下一步操作，若否，返回步骤（2）；

（7）通过喷水推进器14调整海上救捞装置的方向，使其与无人艇的船首方向一致，无人艇携带海上救捞装置返航，完成救援工作。

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 (10)

1.一种海上救捞装置，其特征在于，包括载人托盘，载人托盘的两侧对称设有动力浮力平台，两个动力浮力平台内侧壁均与载人托盘接触，载人托盘上方设有两个平行设置的可伸缩的连接支架，连接支架的两端分别与两个动力浮力平台固定连接；两个连接支架顶部之间设有支撑横杆，支撑横杆的两侧均设有收放机构，收放机构的两端分别与两个连接支架顶部转动连接，收放机构通过柔性连接件与载人托盘侧壁连接。

2.根据权利要求1所述的海上救捞装置，其特征在于，所述连接支架包括长V型支架和短V型支架，短V型支架的水平段固定连接有与其平行的套筒，长V型支架的水平段穿过套筒；长V型支架和短V型支架的倾斜段末端分别与其末端所在侧的动力浮力平台固定连接；所述支撑横杆固定在两个套筒之间，两个连接支架之间设有展开机构。

3.根据权利要求2所述的海上救捞装置，其特征在于，所述展开机构包括两个水平设置在两个连接支架之间的固定杆，两个固定杆分别设于长V型支架和短V型支架的倾斜段；其中一个固定杆上设有展开电机，展开电机动力输出端连接有螺杆，另一个固定杆上开设有与所述螺杆相配合的螺纹孔，螺杆的一端穿过螺纹孔。

4.根据权利要求2所述的海上救捞装置，其特征在于，两个收放机构沿其所在平面中心对称，所述收放机构包括转轴和驱动转轴转动的收放电机，柔性连接件的上端固定在转轴上，其下端与载人托盘相对应的侧壁连接；其中一个收放机构转轴的两端分别与两个长V型支架顶部转动连接，另一个收放机构转轴的两端分别与两个套筒顶部转动连接。

5.根据权利要求4所述的海上救捞装置，其特征在于，所述转轴的两端均设有锥形套筒，锥形套筒的宽口端靠近转轴端部，柔性连接件的上端固定在转轴上两个锥形套筒的窄口端之间。

6.根据权利要求1所述的海上救捞装置，其特征在于，所述动力浮力平台为单体无人艇，单体无人艇上设有喷水推进器；单体无人艇的外侧壁上设有扶手。

7.根据权利要求1或5所述的海上救捞装置，其特征在于，所述柔性连接件为柔性网。

8.根据权利要求1所述的海上救捞装置，其特征在于，其中一个动力浮力平台上设有视觉传感器，另一个动力浮力平台上设有红外传感器。

9.根据权利要求1所述的海上救捞装置，其特征在于，所述载人托盘底面上设有排水孔和压力传感器。

10.一种利用权利要求1或2或3或4或5或6或8或9所述海上救捞装置进行救援的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）接收到救援信号时，根据发出救援信号的位置信息利用无人艇携带海上救捞装置抵达救援位置附近的下游区域，下放海上救捞装置；

（2）启动动力浮力平台上的喷水推进器，喷水推进器推进海上救捞装置抵近落水人员，通过视觉传感器和红外传感器判断落水人员的姿态，根据落水人员的姿态调整喷水推进器，使载人托盘与落水人员同向；

（3）启动展开电机进行正转，展开电机带动螺杆转动，通过螺杆和螺纹孔的相互配合，驱动带有螺纹孔的固定杆向远离展开电机的方向运动，使两个动力浮力平台与载人托盘分离，然后启动收放电机，收放电机带动转轴转动将柔性连接件下放，载人托盘随着柔性连接件同步下放，海上救捞装置展开；

（4）当载人托盘下放到极限位置时，关闭展开电机、收放电机，喷水推进器继续推进，调整海上救捞装置的位置，使落水人员处于两个动力浮力平台中间；

（5）启动收放电机，收放电机带动转轴转动将柔性连接件回收，载人托盘随柔性连接件同步回收，同时，启动展开电机进行反转，展开电机带动螺杆转动，通过螺杆和螺纹孔的相互配合，驱动带有螺纹孔的固定杆向靠近展开电机的方向运动，使两个动力浮力平台开始聚合；通过载人托盘的回收和两个动力浮力平台的聚合，将落水人员收入载人托盘中，最终两个动力浮力平台聚合至其内侧壁与载人托盘接触，将落水人员锁紧固定在载人托盘上，然后关闭展开电机、收放电机；

（6）通过载人托盘底壁上的压力传感器判断落水人员是否已被固定在载人托盘上，若是，执行下一步操作，若否，返回步骤（2）；

（7）通过喷水推进器调整海上救捞装置的方向，使其与无人艇的船首方向一致，无人艇携带海上救捞装置返航，完成救援工作。