CN113888904A - 一种船舶智能导航预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种船舶智能导航预警系统，所述系统包括主壳体，所述主壳体中设置有发射机构、触发机构、控制器、电源、定位模块和通信模块，当船舶由于事故沉没导致主壳体进水时，触发机构会被触发，当触发机构被触发时，控制器一方面通过定位模块获取定位信息并通过通信模块发送到外界以便救援人员根据定位信息快速定位船舶并开展救援行动；另一方面控制发射机构将救生定位浮板发射到水面上，使得落水船员能够借助救生定位浮板漂浮在水面上等待救援，所述系统能够在船舶失事时帮助救援人员快速开展救援并为落水船员提供漂浮物，从而减少并避免人员伤亡。

Description

一种船舶智能导航预警系统

技术领域

本发明涉及导航预警系统技术领域，尤其涉及一种船舶智能导航预警系统。

背景技术

现有的船舶导航预警系统，能够在船舶发生事故时，发出定位信号，以便于搜救人员根据定位信号快速找到失事船舶，避免错过最佳救援时间。然而船舶在失事后经常会出现船员落水，在事发突然的情形下落水船员可能会来不及穿戴救生衣，容易溺水，目前的船舶导航预警系统仅能在船舶失事时提供船舶失事位置的导航功能，无法为落水船员提供帮助，功能较为单一，有待进一步改进。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种船舶智能导航预警系统，以克服或至少部分解决现有技术所存在的上述问题。

为实现上述发明目的，本发明提供一种船舶智能导航预警系统，所述系统包括主壳体，所述主壳体中设置有发射机构、触发机构、控制器、电源、定位模块和通信模块，所述发射机构包括若干个发射单元、第一阀门和高压气瓶，所述发射单元由发射腔体、连通杆和气缸组成，所述发射腔体中放置有救生定位浮板，所述气缸设置于发射腔体旁，所述连通杆的两端分别通入发射腔体和气缸中，且其两端均设置有活塞，所述主壳体侧面设置有发射口，所述发射口与发射腔体相连通，所述高压气瓶的输出端与第一阀门相连通，所述第一阀门与气缸相连通，所述触发机构包括触发腔体、进水口、若干根固定杆、第一触点和第二触点，所述进水口设置于主壳体侧面并且与触发腔体相连通，所述第二触点固定设置于触发腔体底部中心处，所述第一触点设置于触发腔体中心线上，所述若干根固定管环绕第一触点设置，使得第一触点可沿固定管侧面滑动，第一触点的顶端通过水溶材料与触发腔体顶部相连接，使得第一触点悬挂于触发腔体上部，第一触点与控制器电连接，第二触点与电源电连接，所述定位模块、通信模块、第一阀门、气缸分别与控制器信号相连。

进一步的，所述发射口旁设置有接近传感器，所述接近传感器与控制器信号相连。

进一步的，所述主壳体底部设置有固定分离机构，所述固定分离机构包括推杆电机、驱动电机、活动板、螺纹杆和齿盘，主壳体底部设置有凹槽，所述推杆电机设置于凹槽顶部，推杆电机的动子与活动板相连接，所述驱动电机设置于活动板底部，驱动电机的转子与齿盘相连接，所述螺纹杆转动设置于活动板底部，螺纹杆上套设有齿轮，所述齿轮与齿盘相啮合，所述推杆电机、驱动电机分别与控制器信号相连。

进一步的，所述主壳体侧面设置有收纳腔，所述收纳腔中设置有气囊，所述气囊通过第二阀门与高压气瓶的输出端相连通，所述收纳腔开口处设置有盖板。

进一步的，所述救生定位浮板上设置有防滑层、拉环和呼救口哨。

进一步的，所述救生定位浮板上设置有自组网通信模块、子定位模块、太阳能板和电池，所述子定位模块与自组网通信模块信号相连，所述电池分别与自组网通信模块、子定位模块电连接，所述太阳能板与电池通过充电电路电连接，所述自组网通信模块用于连接其他自组网通信模块或通信模块。

进一步的，所述控制器包括：

获取模块，用于周期性获取子定位模块通过自组网通信模块发送的浮板定位信息；

计算模块，用于根据各块救生定位浮板的浮板定位信息计算水流速度和方向；

搜救范围分析模块，用于根据浮板定位信息、水流速度和方向信息确定搜救范围，将搜救范围信息通过通信模块发送至上位机。

进一步的，所述救生定位浮板上设置有反光层和光致储能发光层。

进一步的，所述主壳体上还设置有闪烁指示灯，所述闪烁指示灯与控制器信号相连。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所提供的一种船舶智能导航预警系统，在船舶失事导致主壳体沉入水中时，水通过进水孔进入触发腔体内，使得水溶材料溶解，第一触点沿固定杆滑落与第二触点接触，使得电源与控制器之间形成闭合回路，控制器通电后一方面通过定位模块获取定位信息并通过通信模块将定位信息对外发送，以便搜救人员根据定位信息快速定位船舶位置展开救援；另一方面，控制器控制第一阀门打开，使气缸与高压气瓶连通，气缸通过高压气体推动活塞，从而将发射腔体中的救生定位浮板通过发射口发射到海面上，落水船员可以抓住救生定位浮板保持漂浮在海面上，防止溺水，使得所述系统能够在船舶失事时为救援队提供定位信息，方便其快速开展救援行动，并为落水船员提供漂浮物，减少甚至避免事故伤亡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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优选实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种船舶智能导航预警系统剖面结构示意图。

图2是图1中A部分结构放大示意图。

图3是本发明实施例提供的控制器电路原理示意图。

图4是本发明实施例提供的救生定位浮板顶部结构示意图。

图5是本发明实施例提供的救生定位浮板电路原理示意图。

图中，1主壳体，2控制器，3电源，4定位模块，5通信模块，601第一阀门，602高压气瓶，603发射腔体，604连通杆，605气缸，606活塞，607发射口，7救生定位浮板，701防滑层，702拉环，703呼救口哨，704反光层，705光致储能发光层，706自组网通信模块，707子定位模块，708太阳能电池板，709电池，801触发腔体，802进水口，803固定杆，804第一触点，805第二触点，806水溶材料，9接近传感器，1001推杆电机，1002驱动电机，1003活动板，1004螺纹杆，1005齿盘，1006凹槽，1007齿轮，11收纳腔，1101气囊，1102第二阀门，1103盖板，12闪烁指示灯。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

参照图1、图2和图3，本发明提供一种船舶智能导航预警系统，所述系统包括主壳体1，所述主壳体1中设置有发射机构、触发机构、控制器2、电源3、定位模块4和通信模块5。所述发射机构包括若干个发射单元、第一阀门601和高压气瓶602，所述发射单元由发射腔体603、连通杆604和气缸605组成，所述发射腔体603中放置有救生定位浮板7。所述气缸605设置于发射腔体603旁，所述连通杆604的两端分别通入发射腔体603和气缸605中，且其两端均设置有活塞606。所述主壳体1侧面设置有发射口607，所述发射口607与发射腔体603相连通。所述高压气瓶602的输出端通过第一阀门601与气缸605相连通。所述触发机构包括触发腔体801、进水口802、若干根固定杆803、第一触点804和第二触点805，所述进水口802设置于主壳体1的侧面并且与触发腔体801相连通。所述第二触点805固定设置于触发腔体801底部中心处，所述第一触点设置于触发腔体801中心线上，所述若干根固定管803环绕第一触点804设置，两端分别与触发腔体801的顶部和底部相连接，使得第一触点804可沿固定管803环绕形成的“管道”滑动，第一触点804的顶端通过水溶材料806与触发腔体801顶部相连接，使得第一触点804悬挂于触发腔体801上部，第一触点804与控制器2电连接，第二触点805与电源3电连接，所述定位模块4、通信模块5、第一阀门601、气缸605分别与控制器2信号相连。

本实施例中，所述系统设置于船舶上，当船舶出现事故导致主壳体1沉入水下时，水会从进水口802处流入触发腔体801内，使得用于连接第一触点804的水溶材料806溶解，失去连接的第一触点804沿固定管803形成的通道向下滑落，与第二触点805接触，从而在电源3与控制器2之间形成闭合回路。控制器2通电后，一方面通过定位模块4获取定位信息，并通过通信模块5对外发送，以便救援人员在收到定位信息后及时开展救援行动。控制第一阀门601打开，使得高压气瓶602与气缸605连通，气缸605中的活塞606在高压气体的驱动下驱动连通杆604往发射腔体603方向移动，发射腔体603中的活塞606将救生定位浮板7从发射口607处弹出，救生定位浮板7由于浮力会迅速浮至海面，落水船员可以抓住救生定位浮板7避免溺水，提高船员在等待救援过程中的生还几率。

作为一种可选的实施方式，所述发射口607旁设置有接近传感器9，所述接近传感器9与控制器2信号相连。所述接近传感器9用于检测发射口607附近是否有人体存在，若检测到人体则向控制器2发送信号，控制器2在接收到接近传感器9发送的信号后暂不控制发射机构发射救生定位浮板7，以免射出的救生定位浮板7撞伤附近的船员。所述接近传感器9可以采用热释电传感器。

作为一种可选的实施方式，所述主壳体1底部设置有固定分离机构，所述固定分离机构包括推杆电机1001、驱动电机1002、活动板1003、螺纹杆1004和齿盘1005，主壳体1底部设置有凹槽1006，所述推杆电机1001设置于凹槽1006的顶部，推杆电机1001的动子与活动板1003的顶部相连接，使得推杆电机1001可以驱动活动板1003在凹槽1006中上下移动，所述驱动电机1002设置于活动板1003底部，驱动电机1002的转子与齿盘1005相连接，使得驱动电机1002可以驱动齿盘1005转动。所述螺纹杆1004转动设置于活动板1003底部，螺纹杆1004上套设有齿轮1007，所述齿轮1007与齿盘1005相啮合，所述推杆电机1001、驱动电机1002分别与控制器2信号相连。

示例性地，在船舶上固定主壳体1的位置设置有与螺纹杆1004相对应的带有内螺纹的固定孔位，所述螺纹杆1004与所述固定孔位螺纹连接，从而起到固定主壳体1的效果。

同时，所述主壳体1侧面设置有收纳腔11，所述收纳腔11中设置有气囊1101，所述气囊1101通过第二阀门1102与高压气瓶602的输出端相连通，所述第二阀门1102与控制器2信号相连，所述收纳腔11开口处设置有盖板1103。主壳体1上还设置有闪烁指示灯12，所述闪烁指示灯12与控制器2信号相连。

前述实施例中，所述第一阀门和第二阀门可以采用电磁阀。

本实施例中，当触发机构被触发时，控制器2还控制固定分离机构将主壳体1与船舶分离开来，并借助气囊浮力升至海面。具体为：首先控制器2控制驱动电机1002驱动齿盘1005转动，带动螺纹杆1004转动，使其可以从固定孔位中旋出，同时推杆电机1001带动活动板1003上升，使得主壳体1与船舶分离。随后控制器2控制第二阀门1102打开，使得高压气瓶602对气囊1101充气使其膨胀，膨胀的气囊1101会顶开盖板1103露出收纳腔11外，主壳体1即可借助水对气囊1101的浮力上升至海面，控制器2控制闪烁指示灯12亮起，使得漂浮于水面上的主壳体1容易被空中的搜救飞机发现。

作为一种可选的实施方式，参照图4，所述救生定位浮板7上设置有防滑层701、拉环702和呼救口哨703。所述拉环702可以帮助落水船员更好地抓住救生定位浮板7，所述拉环702可以选用带有日字扣、可调节长度的拉环，落水船员可以将一只手穿过拉环702并调节拉环702的长度将手固定在拉环702内，避免由于体力不支脱手。所述防滑层701可以起到增大落水船员与救生定位浮板7表面摩擦力的效果，使落水船员不易从救生定位浮板7表面滑落。当落水船员发现救援人员时，可以通过吹响呼救口哨703引起救援人员的注意。

另外，所述救生定位浮板7上还设置有反光层704和光致储能发光层705。在日间，所述反光层704能够反射太阳光，使得空中的搜救飞机易于发现漂浮在水面上的救生定位浮板7，同时光致储能发光层705吸收光能。到了夜间，光致储能发光层705将日间吸收的光能以荧光的形式缓慢释放，从而便于夜间搜救人员发现救生定位浮板7。

作为一种可选的实施方式，参照图5，所述救生定位浮板7的夹层中设置有自组网通信模块706、子定位模块707、太阳能电池板708和电池709。所述子定位模块707与自组网通信模块706信号相连，所述电池709分别与自组网通信模块706、子定位模块707电连接，以提供电能。所述太阳能板708与电池709通过充电电路电连接，使得太阳能板708能够将太阳光转换为电能为电池709充电，以提升其续航性能。所述自组网通信模块706用于连接其他自组网通信模块706或主壳体1中的通信模块5。

同时，所述控制器2包括获取模块、计算模块和搜救范围分析模块。

其中，所述获取模块用于周期性获取子定位模块707通过自组网通信模块706发送的浮板定位信息。

所述计算模块用于根据各块救生定位浮板的浮板定位信息计算水流速度和方向。

所述搜救范围分析模块用于根据浮板定位信息、水流速度和方向信息确定搜救范围，将搜救范围信息通过通信模块发送至上位机。

本实施例中，救生定位浮板7在被发射并上浮到水面上后，子定位模块707会获取定位信息作为浮板定位信息，同时自组网通信模块706与周围的救生定位浮板7上的自组网通信模块706实现组网通信，当有自组网通信模块706能够与通信模块5进行数据交互时，周期性汇总组网中所有救生定位浮板7的浮板定位信息发送至通信模块5，获取模块周期性通过通信模块5获取所有救生定位浮板7的浮板定位信息，计算模块根据相邻两次收集浮板定位信息的时间间隔和两次浮板定位信息所定位的位置距离计算出所在水域水流速度和方向，搜救范围分析模块可以根据所在水域水流速度和方向，以及系统被触发后所经过的时间计算落水船员漂浮的大致范围，并通过通信模块5发送至上位机，救援人员可以根据所接收到的搜救范围信息针对性地搜寻相应水域以快速展开搜救行动，减少乃至避免人员伤亡。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种船舶智能导航预警系统，其特征在于，所述系统包括主壳体，所述主壳体中设置有发射机构、触发机构、控制器、电源、定位模块和通信模块，所述发射机构包括若干个发射单元、第一阀门和高压气瓶，所述发射单元由发射腔体、连通杆和气缸组成，所述发射腔体中放置有救生定位浮板，所述气缸设置于发射腔体旁，所述连通杆的两端分别通入发射腔体和气缸中，且其两端均设置有活塞，所述主壳体侧面设置有发射口，所述发射口与发射腔体相连通，所述高压气瓶的输出端与第一阀门相连通，所述第一阀门与气缸相连通，所述触发机构包括触发腔体、进水口、若干根固定杆、第一触点和第二触点，所述进水口设置于主壳体侧面并且与触发腔体相连通，所述第二触点固定设置于触发腔体底部中心处，所述第一触点设置于触发腔体中心线上，所述若干根固定管环绕第一触点设置，使得第一触点可沿固定管侧面滑动，第一触点的顶端通过水溶材料与触发腔体顶部相连接，使得第一触点悬挂于触发腔体上部，第一触点与控制器电连接，第二触点与电源电连接，所述定位模块、通信模块、第一阀门、气缸分别与控制器信号相连。

2.根据权利要求1所述的一种船舶智能导航预警系统，其特征在于，所述发射口旁设置有接近传感器，所述接近传感器与控制器信号相连。

3.根据权利要求1所述的一种船舶智能导航预警系统，其特征在于，所述主壳体底部设置有固定分离机构，所述固定分离机构包括推杆电机、驱动电机、活动板、螺纹杆和齿盘，主壳体底部设置有凹槽，所述推杆电机设置于凹槽顶部，推杆电机的动子与活动板相连接，所述驱动电机设置于活动板底部，驱动电机的转子与齿盘相连接，所述螺纹杆转动设置于活动板底部，螺纹杆上套设有齿轮，所述齿轮与齿盘相啮合，所述推杆电机、驱动电机分别与控制器信号相连。

4.根据权利要求1所述的一种船舶智能导航预警系统，其特征在于，所述主壳体侧面设置有收纳腔，所述收纳腔中设置有气囊，所述气囊通过第二阀门与高压气瓶的输出端相连通，所述收纳腔开口处设置有盖板。

5.根据权利要求1所述的一种船舶智能导航预警系统，其特征在于，所述救生定位浮板上设置有防滑层、拉环和呼救口哨。

6.根据权利要求1所述的一种船舶智能导航预警系统，其特征在于，所述救生定位浮板上设置有自组网通信模块、子定位模块、太阳能板和电池，所述子定位模块与自组网通信模块信号相连，所述电池分别与自组网通信模块、子定位模块电连接，所述太阳能板与电池通过充电电路电连接，所述自组网通信模块用于连接其他自组网通信模块或通信模块。

7.根据权利要求6所述的一种船舶智能导航预警系统，其特征在于，所述控制器包括：

获取模块，用于周期性获取子定位模块通过自组网通信模块发送的浮板定位信息；

计算模块，用于根据各块救生定位浮板的浮板定位信息计算水流速度和方向；

搜救范围分析模块，用于根据浮板定位信息、水流速度和方向信息确定搜救范围，将搜救范围信息通过通信模块发送至上位机。

8.根据权利要求1所述的一种船舶智能导航预警系统，其特征在于，所述救生定位浮板上设置有反光层和光致储能发光层。

9.根据权利要求1所述的一种船舶智能导航预警系统，其特征在于，所述主壳体上还设置有闪烁指示灯，所述闪烁指示灯与控制器信号相连。

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