CN115230914A - 一种用于水面救援的飞行救生圈 - Google Patents

Abstract

本发明属于救援设备技术领域，具体涉及一种用于水面救援的飞行救生圈，包括救生圈壳体，所述救生圈壳体的外侧均匀设置有四个外圈，所述外圈的内部转动连接有中圈，所述中圈的内部转动连接有内圈，且所述内圈的内部装配有旋翼模组，位于所述救生圈壳体一端的两个旋翼模组组成调向单元，位于所述救生圈壳体另一端的两个旋翼模组组成推进单元。本发明能够在该救生圈飞行至落水人员附近后，由飞行状态变换为推进状态，使得该救生圈能够快速、准确的靠近落水人员，便于对落水人员进行精准施救，同时，落水人员还能够自主对该救生圈的推进方向进行调节，缩短了救援时间，提高了救援效率和该救生圈的安全性能。

Description

一种用于水面救援的飞行救生圈

技术领域

本发明属于救援设备技术领域，具体涉及一种用于水面救援的飞行救生圈。

背景技术

随着我国对于水域或海域开发程度的提高，人们进行海上活动的频率也逐渐增加，随之而来的是溺水事故的增加。随着无人机技术的成熟，具有飞行功能的救生圈也逐渐应用于航海作业、消防救援、抗震救灾等方面，飞行救生圈具有飞行速度快、救援效率高、反应速度快、成本低等优点。现有的飞行救生圈大多受气流和水流的影响，无法精准降落至落水人员附近，落水人员还需要通过游泳才能获得救生圈，此过程对于筋疲力尽的落水人员是非常致命的，基于上述问题，本发明提出了一种飞行救生圈能够精准投放，便于对落水人员进行施救。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于水面救援的飞行救生圈，能够在该救生圈飞行至落水人员附近后，由飞行状态变换为推进状态，使得该救生圈能够快速、准确的靠近落水人员，便于对落水人员进行精准施救，同时，落水人员还能够自主对该救生圈的推进方向进行调节，缩短了救援时间，提高了救援效率和该救生圈的安全性能。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种用于水面救援的飞行救生圈，包括救生圈壳体、旋翼模组、第一形态变换机构、第二形态变换机构以及调向机构；所述救生圈壳体的外侧均匀设置有四个外圈，所述外圈的内部转动连接有中圈，所述中圈的内部转动连接有内圈，且所述内圈的内部装配有旋翼模组，位于所述救生圈壳体一端的两个旋翼模组组成调向单元，位于所述救生圈壳体另一端的两个旋翼模组组成推进单元；

所述第一形态变换机构装配于救生圈壳体内部的一端，且所述第一形态变换机构和位于救生圈壳体一端的中圈相连接，所述第一形态变换机构的内部还装配有曲轴单元；

所述第二形态变换机构装配于救生圈壳体内部的另一端，且所述第二形态变换机构和位于救生圈壳体另一端的中圈相连接；

所述调向机构装配于救生圈壳体内部靠近第一形态变换机构的一端，所述救生圈壳体的一端转动连接有手轮，所述手轮和调向机构以及第一形态变换机构和调向机构之间均相互连接，且所述调向机构与曲轴单元相适配；

其中，所述中圈的旋转轴线和内圈的旋转轴线之间的夹角为90度，所述内圈与水平面平行时，该救生圈处于飞行状态，所述内圈与水平面垂直时，该救生圈处于推进状态。

作为本发明所述一种用于水面救援的飞行救生圈的一种优选方案，其中：所述第一形态变换机构和第二形态变换机构均包括驱动电机、蜗杆、第一空心轴、第二空心轴和蜗轮，所述驱动电机固定于救生圈壳体的内部，所述蜗杆固定于驱动电机的输出端，且所述蜗杆和救生圈壳体转动连接，所述第一空心轴和第二空心轴均转动连接于救生圈壳体的内部，且所述第一空心轴和第二空心轴相互远离的一端均贯穿外圈与中圈相连接，其中，位于所述第一形态变换机构内部的第一空心轴和第二空心轴通过曲轴单元相连接，位于所述第二形态变换机构内部的第一空心轴和第二空心轴固定连接。

作为本发明所述一种用于水面救援的飞行救生圈的一种优选方案，其中：所述曲轴单元包括两个凸轮和连杆，两个所述凸轮分别固定于第一形态变换机构内部的第一空心轴和第二空心轴相互靠近的一端，所述连杆固定于两个凸轮之间。

作为本发明所述一种用于水面救援的飞行救生圈的一种优选方案，其中：所述调向机构包括第一轴杆、第二轴杆、连接轴杆、主动锥齿轮、调向齿轮、从动锥齿轮和弧形齿圈，所述第一轴杆和第二轴杆分别转动连接于第一形态变换机构内部的第一空心轴和第二空心轴的内部，所述连接轴杆转动连接于第一轴杆和第二轴杆之间，所述主动锥齿轮固定于第一轴杆和第二轴杆相互靠近的一端，所述调向齿轮固定于第一轴杆和第二轴杆相互远离的一端，所述从动锥齿轮固定于手轮的下端，且所述从动锥齿轮和主动锥齿轮啮合连接，所述弧形齿圈滑动连接于外圈的内部，且所述弧形齿圈位于中圈和内圈之间，所述弧形齿圈和调向齿轮啮合连接，所述弧形齿圈和内圈滑动连接。

作为本发明所述一种用于水面救援的飞行救生圈的一种优选方案，其中：所述外圈的内部开设有导向槽，所述弧形齿圈的两侧均设置有导向销杆，所述中圈上开设有与导向销杆相适配的避让槽，所述导向销杆滑动连接于导向槽的内部。

作为本发明所述一种用于水面救援的飞行救生圈的一种优选方案，其中：所述弧形齿圈的内部固定有传动销杆，所述内圈的外侧开设有弧形联动凹槽，所述弧形联动凹槽的圆弧角为90度，所述传动销杆与弧形联动凹槽相适配。

作为本发明所述一种用于水面救援的飞行救生圈的一种优选方案，其中：所述手轮内部的上端开设有圆形凹槽，所述圆形凹槽的上端固定有透明防水盖，所述圆形凹槽的内部固定有方向辨识元件。

作为本发明所述一种用于水面救援的飞行救生圈的一种优选方案，其中：所述救生圈壳体的一端固定有图像采集元件，所述救生圈壳体的内部固定有供电元件和集成电路板，所述集成电路板至少集成有处理单元、控制单元和信号收发单元，所述图像采集元件和集成电路板以及驱动电机和集成电路板之间均通过导线电性连接。

作为本发明所述一种用于水面救援的飞行救生圈的一种优选方案，其中：所述手轮的外侧装配有防滑套，所述防滑套的外侧开设有若干防滑纹。

本发明取得的技术效果为：

本发明通过启动旋翼模组，能够使得该救生圈降落至落水人员附近，启动第一形态变换机构和第二形态变换机构，带动旋翼模组转向，使得该救生圈由飞行状态变换为推进状态，使得该救生圈能够精准投放于落水人员处，便于对落水人员进行施救；

本发明在落水人员钻入救生圈壳体内部后，通过转动手轮，使得手轮带动调向机构运转，通过调向机构调节调向单元的方向，使得落水人员能够自主调节该救生圈的推进方向，使得落水人员能够快速地靠近安全区域，缩短救援时间，提高救援效率，提高了落水人员的安全保障和该救生圈的安全性能。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明整体结构的俯视图；

图3为本发明图2中A处的局部放大图；

图4为本发明外圈内部的结构示意图；

图5为本发明救生圈壳体内部的结构示意图；

图6为本发明第一形态变换机构的结构示意图；

图7为本发明调向机构的结构示意图；

图8为本发明第一轴杆和第二轴杆的结构剖视图；

图9为本发明中圈和弧形齿圈的结构示意图；

图10为本发明内圈和弧形齿圈的飞行状态示意图；

图11为本发明内圈和弧形齿圈的推进状态示意图；

图12为本发明图11中B处的局部放大图；

图13为本发明推进状态的状态意图；

图14为本发明图13中C处的局部放大图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

10、救生圈壳体；11、外圈；12、中圈；13、内圈；14、旋翼模组；15、调向单元；16、推进单元；17、手轮；18、导向槽；19、方向辨识元件；20A、第一形态变换机构；20B、第二形态变换机构；21、驱动电机；22、蜗杆；23、第一空心轴；24、第二空心轴；25、蜗轮；26、凸轮；27、连杆；30、调向机构；31、第一轴杆；32、第二轴杆；33、连接轴杆；34、主动锥齿轮；35、调向齿轮；36、从动锥齿轮；37、弧形齿圈；38、导向销杆；39、传动销杆；41、图像采集元件；42、供电元件。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

实施例1

如图1-5所示，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种用于水面救援的飞行救生圈，包括救生圈壳体10，救生圈壳体10的外侧均匀设置有四个外圈11，外圈11的内部转动连接有中圈12，中圈12的内部转动连接有内圈13，且内圈13的内部装配有旋翼模组14，位于救生圈壳体10一端的两个旋翼模组14组成调向单元15，位于救生圈壳体10另一端的两个旋翼模组14组成推进单元16，救生圈壳体10的一端转动连接有手轮17，手轮17的外侧装配有防滑套，防滑套的外侧开设有若干防滑纹，手轮17内部的上端开设有圆形凹槽，圆形凹槽的上端固定有透明防水盖，圆形凹槽的内部固定有方向辨识元件19，救生圈壳体10的一端固定有图像采集元件41，救生圈壳体10的内部固定有供电元件42和集成电路板，还包括：

第一形态变换机构20A，第一形态变换机构20A装配于救生圈壳体10内部的一端，且第一形态变换机构20A和位于救生圈壳体10一端的中圈12相连接，第一形态变换机构20A的内部还装配有曲轴单元；

第二形态变换机构20B，第二形态变换机构20B装配于救生圈壳体10内部的另一端，且第二形态变换机构20B和位于救生圈壳体10另一端的中圈12相连接；

调向机构30，调向机构30装配于救生圈壳体10内部靠近第一形态变换机构20A的一端，手轮17和调向机构30以及第一形态变换机构20A和调向机构30之间均相互连接，且调向机构30与曲轴单元相适配；

其中，中圈12的旋转轴线和内圈13的旋转轴线之间的夹角为90度，内圈13与水平面平行时，该救生圈处于飞行状态，内圈13与水平面垂直时，该救生圈处于推进状态；

进一步的，集成电路板至少集成有处理单元、存储单元和信号收发单元，信号收发单元用于接收和发送信号，处理单元用于对信号进行处理并下发相应指令，存储单元用于存储相关信息，图像采集元件41和集成电路板以及驱动电机21和集成电路板之间均通过导线电性连接。

在此，与该救生圈配套使用的还有一遥控该救生圈，且远程遥控该救生圈与信号收发单元相适配。

需要说明的是，方向辨识元件19为指南针或其他具有方向指示功能的元件，在此不做进一步限定。

本发明在使用时，通过配套使用的遥控该救生圈启动旋翼模组14，使得该救生圈飞行至落水人员附近并降落于水中，启动第一形态变换机构20A和第二形态变换机构20B，由于内圈13和第一形态变换机构20A以及内圈13和第二形态变换机构20B之间的相互连接，通过第一形态变换机构20A和第二形态变换机构20B带动内圈13转动，通过中圈12和内圈13的转动连接，使得中圈12带动内圈13和旋翼模组14转动，使得该救生圈由飞行状态变换为推进状态，通过图像采集元件41采集的图像以及旋翼模组14的运转，使得救生圈壳体10向落水人员靠近，当救生圈壳体10行驶至落水人员处后，落水人员可钻入到救生圈壳体10内部，通过救生圈壳体10保持身体悬浮在水中，同时，落水人员可以通过转动手轮17，并通过方向辨识元件19识别前进的方向，对调向单元15的方向进行调整，进而对该救生圈的推进方向进行调整，使得落水人员可以快速靠近安全区域，以缩短救援时间，提高救援效率。

如图6所示，第一形态变换机构20A和第二形态变换机构20B均包括驱动电机21、蜗杆22、第一空心轴23、第二空心轴24和蜗轮25，驱动电机21固定于救生圈壳体10的内部，蜗杆22固定于驱动电机21的输出端，且蜗杆22和救生圈壳体10转动连接，第一空心轴23和第二空心轴24均通过密封轴承转动连接于救生圈壳体10的内部，且第一空心轴23和第二空心轴24相互远离的一端均贯穿外圈11与中圈12相连接，其中，位于第一形态变换机构20A内部的第一空心轴23和第二空心轴24通过曲轴单元相连接，位于第二形态变换机构20B内部的第一空心轴23和第二空心轴24焊接连接。

本发明在使用时，启动驱动电机21，通过驱动电机21和蜗杆22的固定连接，使得驱动电机21带动蜗杆22转动，通过蜗杆22和蜗轮25的啮合连接，使得蜗杆22带动蜗轮25转动，通过蜗轮25和第二空心轴24的固定连接，使得蜗轮25带动第一空心轴23和第二空心轴24转动，进而通过第一空心轴23和第二空心轴24带动中圈12转动，通过中圈12和内圈13之间的固定连接，使得中圈12带动内圈13转动，进而使得该救生圈由飞行状态变换为推进状态。

曲轴单元包括两个凸轮26和连杆27，两个凸轮26分别固定于第一形态变换机构20A内部的第一空心轴23和第二空心轴24相互靠近的一端，连杆27焊接连接于两个凸轮26之间。

本发明在使用时，曲轴单元的设置，使得调向机构30不会影响第一形态变换机构20A的运转。

实施例2

参照图7-14，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例。

如图7-9所示，外圈11的内部开设有导向槽18，中圈12上开设有避让槽，调向机构30包括第一轴杆31、第二轴杆32、连接轴杆33、主动锥齿轮34、调向齿轮35、从动锥齿轮36和弧形齿圈37，第一轴杆31和第二轴杆32分别转动连接于第一形态变换机构20A内部的第一空心轴23和第二空心轴24的内部，连接轴杆33转动连接于第一轴杆31和第二轴杆32之间，主动锥齿轮34固定于第一轴杆31和第二轴杆32相互靠近的一端，调向齿轮35固定于第一轴杆31和第二轴杆32相互远离的一端，从动锥齿轮36固定于手轮17的下端，且从动锥齿轮36和主动锥齿轮34啮合连接，弧形齿圈37滑动连接于外圈11的内部，且弧形齿圈37位于中圈12和内圈13之间，弧形齿圈37和调向齿轮35啮合连接，弧形齿圈37和内圈13滑动连接，弧形齿圈37的两侧均设置有导向销杆38，导向销杆38与避让槽相适配，且导向销杆38滑动连接于导向槽18的内部，弧形齿圈37的内部固定有传动销杆39，内圈13的外侧开设有弧形联动凹槽，弧形联动凹槽的圆弧角为90度，传动销杆39与弧形联动凹槽相适配。

如图10-12所示，进一步的，弧形联动凹槽的两端分别命名为A1点和A2点，当该救生圈处于飞行状态时，传动销杆39位于A1点，当该救生圈处于推进状态时，传动销杆39位于A2点。

本发明在使用时，该救生圈由飞行状态变换为推进状态且落水人员钻入到救生圈壳体10内部后，启动旋翼模组14，通过旋翼模组14使得救生圈壳体10带动落水人员移动，转动手轮17，通过从动锥齿轮36和手轮17的固定连接，使得手轮17带动从动锥齿轮36转动，通过从动锥齿轮36和主动锥齿轮34的啮合连接，使得从动锥齿轮36带动主动锥齿轮34转动，进而通过主动锥齿轮34带动第一轴杆31和第二轴杆32转动，通过第一轴杆31和调向齿轮35的固定连接以及第二轴杆32和调向齿轮35的固定连接，使得第一轴杆31和第二轴杆32带动调向齿轮35转动，通过调向齿轮35和弧形齿圈37的啮合连接，使得调向齿轮35带动弧形齿圈37在外圈11内部滑动，由于调向齿轮35和内圈13的滑动连接，并且该救生圈处于推进状态时，传动销杆39位于A2点，使得调向齿轮35带动第一形态变换机构20A内部的内圈13围绕外圈11的轴线转动，进而通过调向单元15调整前进的方向，通过推进单元16提高推进力，使得落水人员可以快速向安全区域靠近，进而缩短了救援时间。

同时，通过两个弧形齿圈37和导向销杆38的配合，形成一个三角支撑，能够避免从动锥齿轮36发生转动，使得从动锥齿轮36能够和调向齿轮35始终保持啮合连接；

进一步的，由于弧形联动凹槽的圆弧角为90度，该救生圈处于推进状态时，通过传动销杆39和弧形联动凹槽的配合，使得第一形态变换机构20A的转动范围为90度，进而使得曲轴单元不会与调向机构30发生碰撞，使得该救生圈能够稳定运转。

本发明的工作原理为：

如图13-14所示，当有落水人员需要救援时，通过配套使用的遥控该救生圈启动旋翼模组14，使得该救生圈飞行至落水人员附近并降落于水中，启动第一形态变换机构20A和第二形态变换机构20B，使得该救生圈由飞行状态变换为推进状态，通过图像采集元件41采集的图像以及旋翼模组14的运转，使得救生圈壳体10向落水人员靠近，当救生圈壳体10行驶至落水人员处后，落水人员可钻入到救生圈壳体10内部，通过救生圈壳体10保持身体悬浮在水中，同时，落水人员可以通过转动手轮17，对调向单元15的方向进行调整，进而对该救生圈的推进方向进行调整，使得落水人员可以快速靠近安全区域，以缩短救援时间，提高救援效率。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、该救生圈以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (9)

1.一种用于水面救援的飞行救生圈，其特征在于，包括救生圈壳体（10）、旋翼模组（14）、第一形态变换机构（20A）、第二形态变换机构（20B）以及调向机构（30）；

所述救生圈壳体（10）的外侧均匀设置有四个外圈（11），所述外圈（11）的内部转动连接有中圈（12），所述中圈（12）的内部转动连接有内圈（13），且所述内圈（13）的内部装配有旋翼模组（14），位于所述救生圈壳体（10）一端的两个旋翼模组（14）组成调向单元（15），位于所述救生圈壳体（10）另一端的两个旋翼模组（14）组成推进单元（16）；

所述第一形态变换机构（20A）装配于救生圈壳体（10）内部的一端，且所述第一形态变换机构（20A）和位于救生圈壳体（10）一端的中圈（12）相连接，所述第一形态变换机构（20A）的内部还装配有曲轴单元；

所述第二形态变换机构（20B）装配于救生圈壳体（10）内部的另一端，且所述第二形态变换机构（20B）和位于救生圈壳体（10）另一端的中圈（12）相连接；

所述调向机构（30）装配于救生圈壳体（10）内部靠近第一形态变换机构（20A）的一端，所述救生圈壳体（10）的一端转动连接有手轮（17）；所述手轮（17）和调向机构（30）以及第一形态变换机构（20A）和调向机构（30）之间均相互连接，且所述调向机构（30）与曲轴单元相适配；

其中，所述中圈（12）的旋转轴线和内圈（13）的旋转轴线之间的夹角为90度，所述内圈（13）与水平面平行时，该救生圈处于飞行状态，所述内圈（13）与水平面垂直时，该救生圈处于推进状态。

2.根据权利要求1所述的一种用于水面救援的飞行救生圈，其特征在于：所述第一形态变换机构（20A）和第二形态变换机构（20B）均包括驱动电机（21）、蜗杆（22）、第一空心轴（23）、第二空心轴（24）和蜗轮（25），所述驱动电机（21）固定于救生圈壳体（10）的内部，所述蜗杆（22）固定于驱动电机（21）的输出端，且所述蜗杆（22）和救生圈壳体（10）转动连接，所述第一空心轴（23）和第二空心轴（24）均转动连接于救生圈壳体（10）的内部，且所述第一空心轴（23）和第二空心轴（24）相互远离的一端均贯穿外圈（11）与中圈（12）相连接，其中，位于所述第一形态变换机构（20A）内部的第一空心轴（23）和第二空心轴（24）通过曲轴单元相连接，位于所述第二形态变换机构（20B）内部的第一空心轴（23）和第二空心轴（24）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于水面救援的飞行救生圈，其特征在于：所述曲轴单元包括两个凸轮（26）和连杆（27），两个所述凸轮（26）分别固定于第一形态变换机构（20A）内部的第一空心轴（23）和第二空心轴（24）相互靠近的一端，所述连杆（27）固定于两个凸轮（26）之间。

4.根据权利要求2所述的一种用于水面救援的飞行救生圈，其特征在于：所述调向机构（30）包括第一轴杆（31）、第二轴杆（32）、连接轴杆（33）、主动锥齿轮（34）、调向齿轮（35）、从动锥齿轮（36）和弧形齿圈（37），所述第一轴杆（31）和第二轴杆（32）分别转动连接于第一形态变换机构（20A）内部的第一空心轴（23）和第二空心轴（24）的内部，所述连接轴杆（33）转动连接于第一轴杆（31）和第二轴杆（32）之间，所述主动锥齿轮（34）固定于第一轴杆（31）和第二轴杆（32）相互靠近的一端，所述调向齿轮（35）固定于第一轴杆（31）和第二轴杆（32）相互远离的一端，所述从动锥齿轮（36）固定于手轮（17）的下端，且所述从动锥齿轮（36）和主动锥齿轮（34）啮合连接，所述弧形齿圈（37）滑动连接于外圈（11）的内部，且所述弧形齿圈（37）位于中圈（12）和内圈（13）之间，所述弧形齿圈（37）和调向齿轮（35）啮合连接，所述弧形齿圈（37）和内圈（13）滑动连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于水面救援的飞行救生圈，其特征在于：所述外圈（11）的内部开设有导向槽（18），所述弧形齿圈（37）的两侧均设置有导向销杆（38），所述中圈（12）上开设有与导向销杆（38）相适配的避让槽，所述导向销杆（38）滑动连接于导向槽（18）的内部。

6.根据权利要求5所述的一种用于水面救援的飞行救生圈，其特征在于：所述弧形齿圈（37）的内部固定有传动销杆（39），所述内圈（13）的外侧开设有弧形联动凹槽，所述弧形联动凹槽的圆弧角为90度，所述传动销杆（39）与弧形联动凹槽相适配。

7.根据权利要求1所述的一种用于水面救援的飞行救生圈，其特征在于：所述手轮（17）内部的上端开设有圆形凹槽，所述圆形凹槽的上端固定有透明防水盖，所述圆形凹槽的内部固定有方向辨识元件（19）。

8.根据权利要求1所述的一种用于水面救援的飞行救生圈，其特征在于：所述救生圈壳体（10）的一端固定有图像采集元件（41），所述救生圈壳体（10）的内部固定有供电元件（42）和集成电路板，所述集成电路板至少集成有处理单元、控制单元和信号收发单元，所述图像采集元件（41）和集成电路板以及驱动电机（21）和集成电路板之间均通过导线电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种用于水面救援的飞行救生圈，其特征在于：所述手轮（17）的外侧装配有防滑套，所述防滑套的外侧开设有若干防滑纹。

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