CN111674526A - 一种危险水域救援水下机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，且公开了一种危险水域救援水下机器人，包括架体，所述架体的内侧固定安装有箱体，所述架体的两侧均固定安装有连接架，所述连接架上安装有推动螺旋桨，所述架体的一端转动连接有转动架，所述转动架的内侧前端固定安装有摄像头和两个照明灯，且两个照明灯位于摄像头的两侧，所述箱体的前端两侧均固定安装有机械臂，所述机械臂的一端固定安装有机械爪。该危险水域救援水下机器人，保证可以将被困人员身上的石头较为安全的移开，保证具有较佳的操作精准，可以方便的协助被困人员脱离，通过机器人所携带工具将水草进行清理，保证机器人在救援的过程中设置有防护设备进行防护处理，可以保证机器人在救援过程中的机动性。

Description

一种危险水域救援水下机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种危险水域救援水下机器人。

背景技术

在以往水下救援工作中，水域环境复杂，水流湍急，潜水人员体力限制等这些因素都成为搜救阻碍，且超过30米的水下更是有很大的安全风险，新科技的出现，给水下救援带来了新的希望，水下救援机器人可以通过搭载多种搜寻、探测传感器，通过智能控制平台的远程在水中自由移动，并实时搜寻数据，在确定目标之后，通过搭载打捞、救援机械手臂进行水下搜救，并返回搜寻船。水下救援机器人使用高扭矩同步驱动装置，其附有一个有微处理器控制的3段静脉动力管理系统潜水喷射的马达，坚持仅用高品质零件及特殊高级涂料制造，因此极为坚固耐用且无需维修。经10000小时全负载操作的耐力测试后，完全无故障性能降低的问题。

水下救援机器人的工作是通过工作人员在船上或者岸上的远程上位机操控，基于螺旋桨推进，可以快速高效巡游或者直达目标区域，通过视觉等传感探测生命特征并实时将信息上传，提高了水下救援的效率和可靠性。针对危险水域的的救援工作需要。

目前所使用的危险水域救援机器人存在一定的缺陷，不能将水中的所压覆在被困人员身上的石头较为安全的移开，无法保证具有较佳的操作精准，操作效率低下，被困人员带有氧气罐被水草缠绕住，不便于进行移动时，无法通过机器人所携带工具将水草进行清理，不便于被困人员的逃脱，在危险水域可能会被水中动物攻击，现今机器人在救援的过程中没有设置防护设备进行防护，从而可能造成被困人员在脱离后受到攻击，机器人在救援的过程中陷入淤泥中，不能依靠自身的螺旋桨进行脱离，从而导致机器人被困，为此我们提出一种危险水域救援水下机器人。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种危险水域救援水下机器人，解决了目前所使用的危险水域救援机器人存在一定的缺陷，不能将水中的所压覆在被困人员身上的石头较为安全的移开，无法保证具有较佳的操作精准，操作效率低下，被困人员带有氧气罐被水草缠绕住，不便于进行移动时，无法通过机器人所携带工具将水草进行清理，不便于被困人员的逃脱，在危险水域可能会被水中动物攻击，现今机器人在救援的过程中没有设置防护设备进行防护，从而可能造成被困人员在脱离后受到攻击，机器人在救援的过程中陷入淤泥中，不能依靠自身的螺旋桨进行脱离，从而导致机器人被困的问题。

为实现上述保证可以将被困人员身上的石头较为安全的移开，保证具有较佳的操作精准，操作效率较高，可以方便的协助被困人员脱离，通过机器人所携带工具将水草进行清理，便于被困人员进行逃脱，保证机器人在救援的过程中设置有防护设备进行防护处理，避免被困人员在脱离后受到攻击，保证机器人不会产生被困在水中的情况，可以保证机器人在救援过程中的机动性目的，本发明提供如下技术方案：一种危险水域救援水下机器人，包括架体，所述架体的内侧固定安装有箱体，所述架体的两侧均固定安装有连接架，所述连接架上安装有推动螺旋桨，所述架体的一端转动连接有转动架，所述转动架的内侧前端固定安装有摄像头和两个照明灯，且两个照明灯位于摄像头的两侧，所述箱体的前端两侧均固定安装有机械臂，所述机械臂的一端固定安装有机械爪，所述箱体的前端中部滑动安装有工具箱，所述箱体的底端固定连接有连接框架，所述连接框架的侧壁固定连接有防护圈，所述架体的两端均固定安装有第五安装架，所述第五安装架的底端固定安装有第四液压缸。

优选的，所述架体的两侧均固定安装有氮气推进器，且氮气推进器位于推动螺旋桨的整下方。

优选的，所述转动架的一端侧边固定连接有防护柱，所述防护柱位于摄像头的两侧。

优选的，所述箱体的顶端固定安装有第一安装架，所述第一安装架的内侧固定安装有第二安装架，所述第二安装架的内侧固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有升降螺旋桨，所述第二安装架的顶端固定安装有第三安装架，所述第三安装架的内侧固定那幢有升降螺旋桨的防护筒。

优选的，所述第一安装架的顶端通过连接板固定连接有接绳框架，且接绳框架上连接有绳体。

优选的，所述机械臂包括有安装座、第一转动臂、第二转动臂和转动件，所述第一转动臂转动安装在安装座上，所述第一转动臂的另一端转动连接有第二转动臂，所述第二转动臂与安装座之间固定安装有第一液压缸，所述转动件转动连接在第二转动臂的另一端，所述转动件与第二转动臂之间固定安装有第二液压缸。

优选的，所述机械爪包括有安装件，所述安装件的两侧均转动连接有转动齿，所述安装件中部安装有第三液压缸，所述第三液压缸的输出端固定连接在转动齿的一端。

优选的，所述工具箱的前端开设有若干个槽口，所述工具箱的前端中部固定安装有移动把手，所述工具箱中放置有剪刀和小刀。

优选的，所述连接框架的内部底端开设有若干个通孔，所述连接框架的一端固定安装有入口槽。

优选的，所述连接框架的底端固定连接有第四安装架，所述第四安装架的中固定安装有供氧罐，所述供氧罐的输出端通过管道安装有供氧面罩，所述供氧面罩位于连接框架的内侧，所述连接框架的底端固定连接有防护罩，且防护罩位于供氧罐的外侧。

优选的，机器人还包括：状态指示器和控制器，

所述状态指示器和所述控制器分别与所述机器臂无线连接；

所述状态指示器用于指示所述机器臂的当前工作状态，并将所述当前工作状态发送至所述控制器；

所述控制器根据所述当前工作状态向所述机器臂发送相应的控制指令，以对所述当前工作状态进行控制或调整；

所述两个照明灯中各照明灯均包括一个WIFI模块，所述各照明灯的WIFI模块与所述控制器无线连接，所述控制器用于通过所述各照明灯的WIFI模块控制所述各照明灯的工作方式，其中，所述工作方式包括工作时长、工作功率、工作颜色、颜色切换方式中的至少一项；

所述两个照明灯的类型包括：红外补光灯、接近补光灯、白光灯中的一个或两个类型。

与现有技术相比，本发明提供了一种危险水域救援水下机器人，具备以下有益效果：

1、该危险水域救援水下机器人，在机器人发现被困人员被石头压住不能动弹时，可以通过第一液压缸带动第二转动臂进行摆动，然后通过第二液压缸带动转动件进行摆动，从而调节方位，然后利用第三液压缸带动转动齿的一端进行移动，从而可以达到将转动齿进行张开与闭合的目的，从而可以较为精确的将被困人员身上的压覆物移除，保证可以将被困人员身上的石头较为安全的移开，保证具有较佳的操作精准，操作效率较高。

2、该危险水域救援水下机器人，被困人员被水草所缠绕导致不能脱离时，可以通过移动把手拉出工具箱，从而拿出工具剪刀和小刀，可以方便的协助被困人员脱离困境，通过机器人所携带工具将水草进行清理，便于被困人员进行逃脱。

3、该危险水域救援水下机器人，被困人员在脱离困境后可以通过入口槽进入连接框架内部进行休息，通过供氧罐经供氧面罩为被困人员供氧，同时被困人员躲在连接框架中也可以防止被水中动物攻击的危险，保证机器人在救援的过程中设置有防护设备进行防护处理，避免被困人员在脱离后受到攻击。

4、该危险水域救援水下机器人，通过驱动氮气推进器通过可以带动该机器人在寻找到被困人员后快速赶到，也可以在机器人被淤泥困住时通过氮气推进器进行脱离，保证机器人不会产生被困在水中的情况，可以保证机器人在救援过程中的机动性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构箱体的侧面安装结构示意图；

图3为本发明结构转动架的结构示意图；

图4为本发明结构机械臂和机械爪安装结构示意图；

图5为本发明结构工具箱的结构示意图；

图6为本发明结构连接框架的结构示意图。

图中：1、架体；2、箱体；3、连接架；4、推动螺旋桨；5、氮气推进器；6、转动架；7、摄像头；8、照明灯；9、防护柱；10、第一安装架；11、第二安装架；12、驱动电机；13、第三安装架；14、升降螺旋桨；15、接绳框架；16、机械臂；161、安装座；162、第一转动臂；163、第二转动臂；164、第一液压缸；165、第二液压缸；166、转动件；17、机械爪；171、安装件；172、第三液压缸；173、转动齿；18、工具箱；181、槽口；182、移动把手；19、剪刀；20、小刀；21、连接框架；211、通孔；212、入口槽；22、防护圈；23、第四安装架；24、供氧罐；25、供氧面罩；26、防护罩；27、第五安装架；28、第四液压缸。

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。

请参阅图1-6，一种危险水域救援水下机器人，包括架体1，架体1的内侧固定安装有箱体2，架体1的两侧均固定安装有连接架3，连接架3上安装有推动螺旋桨4，架体1的一端转动连接有转动架6，转动架6的内侧前端固定安装有摄像头7和两个照明灯8，且两个照明灯8位于摄像头7的两侧，箱体2的前端两侧均固定安装有机械臂16，机械臂16的一端固定安装有机械爪17，箱体2的前端中部滑动安装有工具箱18，箱体2的底端固定连接有连接框架21，连接框架21的侧壁固定连接有防护圈22，架体1的两端均固定安装有第五安装架27，第五安装架27的底端固定安装有第四液压缸28。

保证该机器人具有较佳的操作精准，操作效率较高，可以方便的协助被困人员脱离，通过机器人所携带工具将水草进行清理，便于被困人员进行逃脱，保证机器人在救援的过程中设置有防护设备进行防护处理，避免被困人员在脱离后受到攻击，保证机器人不会产生被困在水中的情况，可以保证机器人在救援过程中的机动性。

架体1的两侧均固定安装有氮气推进器5，且氮气推进器5位于推动螺旋桨4的整下方；转动架6的一端侧边固定连接有防护柱9，防护柱9位于摄像头7的两侧；箱体2的顶端固定安装有第一安装架10，第一安装架10的内侧固定安装有第二安装架11，第二安装架11的内侧固定安装有驱动电机12，驱动电机12的输出端固定连接有升降螺旋桨14，第二安装架11的顶端固定安装有第三安装架13，第三安装架13的内侧固定那幢有升降螺旋桨14的防护筒；第一安装架10的顶端通过连接板固定连接有接绳框架15，且接绳框架15上连接有绳体；机械臂16包括有安装座161、第一转动臂162、第二转动臂163和转动件166，第一转动臂162转动安装在安装座161上，第一转动臂162的另一端转动连接有第二转动臂163，第二转动臂163与安装座161之间固定安装有第一液压缸164，转动件166转动连接在第二转动臂163的另一端，转动件166与第二转动臂163之间固定安装有第二液压缸165；机械爪17包括有安装件171，安装件171的两侧均转动连接有转动齿173，安装件171中部安装有第三液压缸172，第三液压缸172的输出端固定连接在转动齿173的一端；工具箱18的前端开设有若干个槽口181，工具箱18的前端中部固定安装有移动把手182，工具箱18中放置有剪刀19和小刀20；连接框架21的内部底端开设有若干个通孔211，连接框架21的一端固定安装有入口槽212；连接框架21的底端固定连接有第四安装架23，第四安装架23的中固定安装有供氧罐24，供氧罐24的输出端通过管道安装有供氧面罩25，供氧面罩25位于连接框架21的内侧，连接框架21的底端固定连接有防护罩26，且防护罩26位于供氧罐24的外侧。

工作时，首先将绳体安装在接绳框架15上，然后将该机器人放入水中，通过驱动电机12带动升降螺旋桨14进行下潜，然后利用外接电机带动推动螺旋桨4进行转动，通过推动螺旋桨4可以带动机器人进行移动，在照明灯8对水中照射通过摄像头7可以了解水中的情况，在机器人发现被困人员被石头压住不能动弹时，可以通过第一液压缸164带动第二转动臂163进行摆动，然后通过第二液压缸165带动转动件166进行摆动，从而调节方位，然后利用第三液压缸172带动转动齿173的一端进行移动，从而可以达到将转动齿173进行张开与闭合的目的，从而可以较为精确的将被困人员身上的压覆物移除，被困人员被水草所缠绕导致不能脱离时，可以通过移动把手182拉出工具箱18，从而拿出工具剪刀19和小刀20，可以方便的协助被困人员脱离困境，被困人员在脱离困境后可以通过入口槽212进入连接框架21内部进行休息，通过供氧罐24经供氧面罩25为被困人员供氧，同时被困人员躲在连接框架21中也可以防止被水中动物攻击的危险，通过驱动氮气推进器5通过可以带动该机器人在寻找到被困人员后快速赶到，也可以在机器人被淤泥困住时通过氮气推进器5进行脱离，保证机器人不会产生被困在水中的情况，可以保证机器人在救援过程中的机动性。

综上，通过驱动氮气推进器5通过可以带动该机器人在寻找到被困人员后快速赶到，也可以在机器人被淤泥困住时通过氮气推进器5进行脱离，通过防护柱9可以对摄像头7进行防护处理，避免较大石子对镜头产生撞击，通过驱动电机12就可以带动升降螺旋桨14进行转动，从而带动机器人在水中下沉与上浮，通过第三安装架13对升降螺旋桨14的防护筒进行固定，保证升降螺旋桨14在作业过程中的稳定性，通过将绳体安装在接绳框架15上，从而可以协助水下机器人上浮至水面，通过第一液压缸164带动第二转动臂163进行摆动，然后通过第二液压缸165带动转动件166进行摆动，从而调节方位，然后利用第三液压缸172带动转动齿173的一端进行移动，从而可以达到将转动齿173进行张开与闭合的目的，被困人员在脱离困境后可以通过入口槽212进入连接框架21内部进行休息，通过供氧罐24经供氧面罩25为被困人员供氧，同时被困人员躲在连接框架21中也可以防止被水中动物攻击的危险，可以通过移动把手182拉出工具箱18，从而拿出工具剪刀19和小刀20，可以方便的协助被困人员脱离困境，通过若干个通孔211可以方便将连接框架21从水中移出。

优选的，机器人还包括：状态指示器和控制器，

所述状态指示器和所述控制器分别与所述机器臂无线连接；

所述状态指示器用于指示所述机器臂的当前工作状态，并将所述当前工作状态发送至所述控制器；

所述控制器根据所述当前工作状态向所述机器臂发送相应的控制指令，以对所述当前工作状态进行控制或调整；

所述两个照明灯中各照明灯均包括一个WIFI模块，所述各照明灯的WIFI模块与所述控制器无线连接，所述控制器用于通过所述各照明灯的WIFI模块控制所述各照明灯的工作方式，其中，所述工作方式包括工作时长、工作功率、工作颜色、颜色切换方式中的至少一项；

所述两个照明灯的类型包括：红外补光灯、接近补光灯、白光灯中的一个或两个类型。

通过本实施例中的状态指示灯和控制器，可利用状态指示灯对机器臂的当前工作状态进行准确指示，以便及时提醒工作人员，而与此同时，可将当前工作状态发送至控制器，以便控制器及时控制或者调整机器臂的当前工作状态，从而确保机器臂安全地工作，并实时保持在最佳工作状态下；而通过为照明灯设置WIFI模块，使得照明灯实现WIFI上网，减少WIFI信号死角，增大WIFI信号的覆盖范围，也有利于提高对照明灯的控制效率，有利于更好地进行水下照明，另外，两个照明灯的类型也可以是同一个或者多个，这样在照明时可发出不同的功率，以保证机器人附近的光线合适，进而提高机器人水下拍摄效果，这也有利于及时、快速地进行水下救援。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种危险水域救援水下机器人，包括架体(1)，其特征在于：所述架体(1)的内侧固定安装有箱体(2)，所述架体(1)的两侧均固定安装有连接架(3)，所述连接架(3)上安装有推动螺旋桨(4)，所述架体(1)的一端转动连接有转动架(6)，所述转动架(6)的内侧前端固定安装有摄像头(7)和两个照明灯(8)，且两个照明灯(8)位于摄像头(7)的两侧，所述箱体(2)的前端两侧均固定安装有机械臂(16)，所述机械臂(16)的一端固定安装有机械爪(17)，所述箱体(2)的前端中部滑动安装有工具箱(18)，所述箱体(2)的底端固定连接有连接框架(21)，所述连接框架(21)的侧壁固定连接有防护圈(22)，所述架体(1)的两端均固定安装有第五安装架(27)，所述第五安装架(27)的底端固定安装有第四液压缸(28)。

2.根据权利要求1所述的一种危险水域救援水下机器人，其特征在于：所述架体(1)的两侧均固定安装有氮气推进器(5)，且氮气推进器(5)位于推动螺旋桨(4)的整下方。

3.根据权利要求1所述的一种危险水域救援水下机器人，其特征在于：所述转动架(6)的一端侧边固定连接有防护柱(9)，所述防护柱(9)位于摄像头(7)的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种危险水域救援水下机器人，其特征在于：所述箱体(2)的顶端固定安装有第一安装架(10)，所述第一安装架(10)的内侧固定安装有第二安装架(11)，所述第二安装架(11)的内侧固定安装有驱动电机(12)，所述驱动电机(12)的输出端固定连接有升降螺旋桨(14)，所述第二安装架(11)的顶端固定安装有第三安装架(13)，所述第三安装架(13)的内侧固定那幢有升降螺旋桨(14)的防护筒。

5.根据权利要求1所述的一种危险水域救援水下机器人，其特征在于：所述第一安装架(10)的顶端通过连接板固定连接有接绳框架(15)，且接绳框架(15)上连接有绳体。

6.根据权利要求1所述的一种危险水域救援水下机器人，其特征在于：所述机械臂(16)包括有安装座(161)、第一转动臂(162)、第二转动臂(163)和转动件(166)，所述第一转动臂(162)转动安装在安装座(161)上，所述第一转动臂(162)的另一端转动连接有第二转动臂(163)，所述第二转动臂(163)与安装座(161)之间固定安装有第一液压缸(164)，所述转动件(166)转动连接在第二转动臂(163)的另一端，所述转动件(166)与第二转动臂(163)之间固定安装有第二液压缸(165)。

7.根据权利要求1所述的一种危险水域救援水下机器人，其特征在于：所述机械爪(17)包括有安装件(171)，所述安装件(171)的两侧均转动连接有转动齿(173)，所述安装件(171)中部安装有第三液压缸(172)，所述第三液压缸(172)的输出端固定连接在转动齿(173)的一端。

8.根据权利要求1所述的一种危险水域救援水下机器人，其特征在于：所述工具箱(18)的前端开设有若干个槽口(181)，所述工具箱(18)的前端中部固定安装有移动把手(182)，所述工具箱(18)中放置有剪刀(19)和小刀(20)。

9.根据权利要求1所述的一种危险水域救援水下机器人，其特征在于：所述连接框架(21)的内部底端开设有若干个通孔(211)，所述连接框架(21)的一端固定安装有入口槽(212)；

所述连接框架(21)的底端固定连接有第四安装架(23)，所述第四安装架(23)的中固定安装有供氧罐(24)，所述供氧罐(24)的输出端通过管道安装有供氧面罩(25)，所述供氧面罩(25)位于连接框架(21)的内侧，所述连接框架(21)的底端固定连接有防护罩(26)，且防护罩(26)位于供氧罐(24)的外侧。

10.根据权利要求1所述的一种危险水域救援水下机器人，所述机器人还包括：状态指示器和控制器，

所述状态指示器和所述控制器分别与所述机器臂无线连接；

所述状态指示器用于指示所述机器臂的当前工作状态，并将所述当前工作状态发送至所述控制器；

所述控制器根据所述当前工作状态向所述机器臂发送相应的控制指令，以对所述当前工作状态进行控制或调整；

所述两个照明灯中各照明灯均包括一个WIFI模块，所述各照明灯的WIFI模块与所述控制器无线连接，所述控制器用于通过所述各照明灯的WIFI模块控制所述各照明灯的工作方式，其中，所述工作方式包括工作时长、工作功率、工作颜色、颜色切换方式中的至少一项；

所述两个照明灯的类型包括：红外补光灯、接近补光灯、白光灯中的一个或两个类型。

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