CN207274309U - 一种快速救援用的两栖无人船 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人船技术领域，具体涉及一种快速救援用的两栖无人船。其中,包括：船体、船舱、桅杆、主控制器、动力模块、通信模块、电力模块和监测模块，船舱安装在船体中段顶部,桅杆安装在船体的尾部，桅杆的顶端通过旋转环安装有照明灯、通讯天线和摄像头；动力模块包括越野轮、发动机、螺旋桨和自动舵；通信模块包括图像电台、定位通信设备和惯导设备；电力模块包括蓄电池、充电器和发电机；监测模块包括微型陀螺仪和水深感应器；主控制器为指挥中枢。该两栖无人船能及时响应内涝救援需求，通行小区内不确定路线；应用其水陆都可通行的特点，对被救援者进行有组织的输送；无需人力导向，满足了内涝环境下的快速救援的需求。

Description

一种快速救援用的两栖无人船

【技术领域】

本实用新型涉及无人船技术领域，具体涉及一种快速救援用的两栖无人船。

【背景技术】

随着自动化设备的普及和计算机技术的进步，无人车/无人船等机器产品越来越广泛应用于生活中，但是受到技术等原因的影响，同时满足“陆地运载和水域摆渡”两种场景，兼具陆地车辆和水上船舶功能，集合了汽车和船舶的双重优点，可弥补无人船无法自行上岸，无人车水中航行难的缺点，能满足这样多种应用场景的无人船机器人较少，远远不能满足人们在生产和生活中的需要。

尤其是在近几年，恶劣天气情况增多，许多城市内出现严重内涝，出现小区深积水、路面难通车等现象，内涝导致险情不断，只能依靠人力携带橡皮筏下水巡查抢运被困群众，橡皮筏由人主导力量有限，且无法高效处理“阶梯下水、顶水楼板探视、越水爬楼、抢运伤员”等危险工作，面对复杂的作业环境，仅靠人力主导无法快速有效的进行救援，但是灾难面前，救援刻不容缓。鉴于此，开发具备可辅助内涝抢险工作的两栖无人船机器人是本技术领域急需解决的问题。

【实用新型内容】

本实用新型实施例要解决的技术问题是：

在城市中出现严重内涝的情况下，小区深积水、路面无法通车、大型救援设备无法使用、群众密集滞留等现象，内涝导致其他险情连锁反应不断，只能依靠人力携带橡皮筏下水巡查，抢救和运送被困群众。但是，橡皮筏由人主导力量有限，无法在有限的时间内进行高效救援。

本实用新型实施例是通过如下技术方案达到上述目的的：

一种快速救援用的两栖无人船，包括：重心偏下的船体、船舱、桅杆、主控制器、动力模块、通信模块、电力模块和监测模块，所述的船舱安装在船体中段顶部，船舱中设置有至少两个座位，供所救援的群众乘坐；所述的桅杆安装在船体的尾部，桅杆的顶端通过旋转环安装有照明灯、通讯天线和摄像头；所述的动力模块包括四个越野轮、发动机、螺旋桨和自动舵，越野轮分别安装在船头和船尾的左右两侧，越野轮为两栖无人船在陆地行驶提供动力来源，螺旋桨和自动舵依次安装在船尾的中部，螺旋桨为两栖无人船在水域中行驶的动力来源，越野轮和螺旋桨分别与发动机连接，发动机为汽油发动机或柴油发动机；所述的通信模块包括图像电台、定位通信设备和惯导设备；电力模块包括蓄电池、充电器和发电机，蓄电池通过充电器和发电机连接；监测模块包括微型陀螺仪和水深感应器；所述的照明灯、通讯天线、摄像头、动力模块、通信模块、电力模块和监测模块分别与主控制器连接，主控制器为整个两栖无人船的控制中枢。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型提供的一种快速救援用的两栖无人船，在外部指挥和主控制器的共同作用下，能及时响应内涝救援需求，通行小区内不确定路线，对小区内涝情况进行采集和分析；应用水陆都可通行的特点，对被救援者进行有组织的输送；满足了内涝环境下的快速救援的需求，无需人力导向，大大提高了内涝环境下的救援效率。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为一种快速救援用的两栖无人船的结构示意图；

图2为一种快速救援用的两栖无人船的仰视结构示意图；

图3为一种快速救援用的两栖无人船的避障模块结构示意图；

图4为一种快速救援用的两栖无人船的语音模块和灯光模块结构示意图；

图5为一种快速救援用的两栖无人船的救援模块结构示意图；

图6为一种快速救援用的两栖无人船的实施例3中动力模块仰视示意图；

图7为一种快速救援用的两栖无人船的实施例4的结构示意图；

其中：1、船体；2、船舱；3、座位；4、桅杆；5、旋转环；6、照明灯；7、通讯天线；8、摄像头；9、主控制器；10、越野轮；11、发动机；12、螺旋桨；13、自动舵；14、图像电台；15、定位通信设备；16、惯导设备；17、蓄电池；18、充电器；19、发电机；20、微型陀螺仪；21、水深感应器；22、激光雷达；23、毫米波雷达；24、拾音器；25、探照灯；26、航行灯；27、切割器；28、外挂爬梯；29、导向轮；30、压水舱；31、压水泵；32、可密封通风口；33、辅助螺旋桨；34、直驱电机。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本实用新型的限制。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本实用新型。

实施例1:

如图1～2所示，本实用新型实施例1提供了一种快速救援用的两栖无人船，包括：重心偏下的船体1、船舱2、桅杆4、主控制器9、动力模块、通信模块、电力模块和监测模块，所述的船舱2安装在船体1中段顶部，船舱2中设置有至少两个座位3，供所救援的群众乘坐；所述的桅杆4安装在船体1的尾部，桅杆4的顶端通过旋转环5安装有照明灯6、通讯天线7和摄像头8；所述的动力模块包括四个越野轮10、发动机11、螺旋桨12和自动舵13，越野轮10分别安装在船头和船尾的左右两侧，越野轮10为两栖无人船在陆地行驶提供动力来源，螺旋桨12和自动舵13依次安装在船尾的中部，螺旋桨12为两栖无人船在水域中行驶的动力来源，越野轮10和螺旋桨12分别与发动机11连接，发动机11为汽油发动机或柴油发动机；所述的通信模块包括图像电台14、定位通信设备15和惯导设备16；电力模块包括蓄电池17、充电器18和发电机19，蓄电池17通过充电器18和发电机19连接，蓄电池17为无人船内各个组成部分提供电力，当蓄电池17内的电能剩余30％时，发电机19启动，通过充电器18为蓄电池17充电，直至充满，以保证持续供电；监测模块包括微型陀螺仪20和水深感应器21；所述的照明灯6、通讯天线7、摄像头8、动力模块、通信模块、电力模块和监测模块分别与主控制器9连接，主控制器9为整个两栖无人船的控制中枢。

工作时，两栖无人船通过通讯天线7、摄像头8、图像电台14、定位通信设备15观测和收集周围环境信息，并与外部指挥进行信息交换。主控制器9通过对收集的环境信息，收到的外部指令和微型陀螺仪20检测到的船体1信息进行综合分析，规划行进路线，优选的，在地下室停车场等通信信号不佳的环境时，两栖无人船启用惯导设备16进行定位行驶；在夜晚等环境光线较弱的情况下，主控制器9将照明灯6开启，旋转环5将摄像头8转到最佳亮度拍摄位置，辅助两栖无人船对周围环境进行观测。处在浅水区域或陆地行驶时，主控制器9控制发动机11开启，越野轮10由船体1内伸出船体底部，开始工作；对应的，处在内涝水域区作业时，越野轮10收回船体1内，主控制器9控制螺旋桨12和自动舵13开启，在发动机11的作用下，两栖无人船通过螺旋桨12和自由舵在水域中自由行驶。两栖无人船在外部指挥和主控制器9的共同作用下，一次完成行驶、监测、搜寻、记录路线、装载救援和返回指令，从而在无人力引导的情况下，将需要救援的群众找到，并且运送到指定区域，完成救援任务。

实施例2:

在以上实施例1的基础上，两栖无人船进行具体的救援任务时会遇到各种复杂的工作环境和突发状况，如由于内涝导致小区内停放的车辆以及公共设施无法移动，对两栖无人船的行进路线造成阻碍；如天气恶劣会影响通讯信号，致使多条两栖无人船同时进行救援时指挥紊乱，两栖无人船的应用功能不足，导致救援效率不高。

针对上述情况，结合附图3～4所示，基于实施例1的结构，本实施例提供一种快速救援用的两栖无人船，包括：重心偏下的船体1、船舱2、桅杆4、主控制器9、动力模块、通信模块、电力模块、监测模块、避障模块、语音模块和灯光模块，所述的船体1重心偏下有助于行驶中稳定船身姿态，所述的船舱2安装在船体1中段顶部，船舱2中设置有至少两个座位3，供所救援的群众乘坐；所述的桅杆4安装在船体1的尾部，桅杆4的顶端通过旋转环5安装有照明灯6、通讯天线7和摄像头8；所述的动力模块包括四个越野轮10、发动机11、螺旋桨12和自动舵13，越野轮10分别安装在船头和船尾的左右两侧，越野轮10为两栖无人船在陆地行驶提供动力来源，螺旋桨12和自动舵13依次安装在船尾的中部，螺旋桨12为两栖无人船在水域中行驶的动力来源，越野轮10和螺旋桨12分别与发动机11连接，发动机11为汽油发动机11或柴油发动机11；所述的通信模块包括图像电台14、定位通信设备15和惯导设备16；电力模块包括蓄电池17、充电器18和发电机19，蓄电池17通过充电器18和发电机19连接，蓄电池17为无人船内各个组成部分提供电力，当蓄电池17内的电能消耗殆尽时，发电机19启动，通过充电器18为蓄电池17充电，以保证持续供电；监测模块包括微型陀螺仪20和水深感应器21。

如图3所示，所述的避障模块包括激光雷达22和毫米波雷达23，避障模块安装在桅杆4的顶部，激光雷达22用于陆地行进避障、水陆转换时避障、巡查救援识别；毫米波雷达23用于水域航行大范围避障。

如图4所示，所述的语音模块和灯光模块，语音模块包括拾音器24、喇叭系统和对讲系统；灯光模块包括探照灯25和航行灯26，所述的探照灯25安装在桅杆4上，所述的航行灯26为成对设置，分布在船体1的两侧。喇叭系统用于监控中心对巡查水域进行喊话，拾音器24用于收集救援对象的语音，并传回监控中心；也可以根据拾音器24收集捕获的语音信息判断被救援者的存在，并通过对讲系统和被救援沟通其所在方位，然后通过摄像头8图像识别确定被救援者的最终位置。探照灯25用于低光照条件下辅助照明，航行灯26用于标示船体位置、夜晚示警、转弯方向预示等。

所述的照明灯6、通讯天线7、摄像头8、动力模块、通信模块、电力模块、监测模块、避障模块、语音模块和灯光模块分别与主控制器9连接，主控制器9为整个两栖无人船的控制中枢。

针对航行路径上低照明条件和复杂的障碍物，两栖无人船可利用避障模块、语音模块和灯光模块，在行驶的同时避开障碍物，增加照明条件，多条船只组合救援时通过航行灯26相互预警，也同时向观测中的无人机发送位置信号，通过语音模块准确定位被救援者，从而达到提高救援效率的目的。

实施例3:

在以上实施例1的基础上，两栖无人船进行具体的救援任务时，尤其是在狂风暴雨的恶劣天气下，小区内的绿化树木会随时倒塌，公共设施和被淹车辆等障碍物也会在狂风暴雨的影响下发生移动，阻碍水域内仅有的行进路线，导致救援输送工作无法完成。

针对上述情况，结合附图5～6所示，基于实施例1的结构，本实施例提供一种快速救援用的两栖无人船，包括：重心偏下的船体1、船舱2、桅杆4、主控制器9、动力模块、通信模块、电力模块、监测模块和救援模块，所述的船体1重心偏下有助于行驶中稳定船身姿态，所述的船舱2安装在船体1中段顶部，船舱2中设置有多个座位3，供所救援的群众乘坐；所述的桅杆4安装在船体1的尾部，桅杆4的顶端通过旋转环5安装有照明灯6、通讯天线7和摄像头8；所述的动力模块包括四个越野轮10、发动机11、螺旋桨12和自动舵13，越野轮10分别安装在船头和船尾的左右两侧，越野轮10为两栖无人船在陆地行驶提供动力来源，螺旋桨12和自动舵13依次安装在船尾的中部，螺旋桨12为两栖无人船在水域中行驶的动力来源，越野轮10和螺旋桨12分别与发动机11连接，发动机11为汽油发动机11或柴油发动机11；所述的通信模块包括图像电台14、定位通信设备15和惯导设备16；电力模块包括蓄电池17、充电器18和发电机19，蓄电池17通过充电器18和发电机19连接，蓄电池17为无人船内各个组成部分提供电力，当蓄电池17内的电能消耗殆尽时，发电机19启动，通过充电器18为蓄电池17充电，以保证持续供电；监测模块包括微型陀螺仪20和水深感应器21。

如图5所示，所述的救援模块包括切割器27、外挂爬梯28、安全绳和供氧器，切割器27安装在船头的端部，外挂爬梯28成对安装在船体1的两侧，安全绳和供氧器对应安装在每个座位3的底部。外挂爬梯28在船体1两侧方便被救援者沿着爬梯上船，外挂爬梯28可在主控制器9的控制下旋转九十度变形为横桥搭载在硬物上，即能稳住船身，也可方便被救援者直接通过横桥上船；安全绳即能像安全带一样给被救援者提供缓冲保护，也能全部带紧后捆绑物品；供氧系统为紧急救援设备可以方便救援溺水者，并在两栖无人船运送被救援者到达救护站前提供氧气支持；切割机用于清除船体1行进路线上的障碍物，如树枝、卡住的木门和线缆等。

如图6所示，所述的动力模块内还设置有两个导向轮29，分别安装在船底中线的前后两段上，导向轮29的安装高度高于越野轮10，所述的导向轮29上还安装有压力传感器，当导向轮29接触到路面时，压力传感器随即触发离合器与发动机11耦合，从而控制导向轮29工作。

所述的照明灯6、通讯天线7、摄像头8、动力模块、通信模块、电力模块、监测模块和救援模块分别与主控制器9连接，主控制器9为整个两栖无人船的控制中枢。

针对必经航行路径上无法避免的障碍物，两栖无人船上的切割器27可进行切割救援，而外挂爬梯28、安全绳和供氧器可提供更多的救援措施。而安装高度稍微高于越野轮10的导向轮29，用于防止船头被顶起而悬空卡住，导向轮29接触到路面时，压力传感器随即触发导向轮29启动，增加行进动力，可避免两栖无人船在水陆交接处卡住或搁浅，保证了救援工作的顺利进行。

实施例4:

在以上实施例1的基础上，两栖无人船进行具体的救援任务时，尤其是在地下室、架空空间等空间积水后，进入该空间的入口被积水淹没，阻碍水域内仅有的行进路线，在水体表面行进的无人船无法进入，导致被困于地下车库内仅有一点生存空隙(水未打顶)的被救援者无法被救，救援工作无法完成。

针对上述情况，结合附图6～7所示，基于实施例1的结构，动力模块内还设置有压水舱30、压水泵31和成对设置的辅助螺旋桨33，压水舱30分布在船体内底部，压水泵31和压水舱30通过管道连接，压水泵31由电力模块供电，压水泵31和压水舱30用于调整两栖无人船在水体中的吃水深度；辅助螺旋桨33分别对应安装在船尾底面的左右两侧，辅助螺旋桨33通过传动轴与直驱电机34连接，直驱电机34由电力模块供电。相应的，所述的船体1上设置有可密封通风口32，可密封通风口32为成对分布在船唇和船尾处。

当被困于地下车库内仅有一点生存空隙(水未打顶)的群众需要被救援时，两栖无人船需要潜水穿行通过已经被没顶的地下车库入口，后将被救援者原路运回岸上。此时两栖无人船由惯导设备16进行导航，当需要潜水行进时，主控制器9发出潜水指令，通风口密封，压水泵31开始工作，压水舱30注水使得无人船增重潜入水体中，所述的动力模块内由发动机11供能的螺旋桨12关闭，两栖无人船转换为依靠辅助螺旋桨33行进，潜水通过地下车库入口后，再切换回发动机11供能的螺旋桨12行进，搜寻到被困人员后，利用救援模块指导被困人员进入无人船，后将被救援者运回安全的陆地，完成救援。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种快速救援用的两栖无人船，包括：重心偏下的船体(1)、船舱(2)、桅杆(4)、主控制器(9)、动力模块、通信模块、电力模块和监测模块，其特征在于：所述的船舱(2)安装在船体(1)中段顶部，船舱(2)中设置有至少两个座位(3)；所述的桅杆(4)安装在船体(1)的尾部，桅杆(4)的顶端通过旋转环(5)安装有照明灯(6)、通讯天线(7)和摄像头(8)；所述的动力模块包括四个越野轮(10)、发动机(11)、螺旋桨(12)和自动舵(13)，越野轮(10)分别安装在船头和船尾的左右两侧，螺旋桨(12)和自动舵(13)依次安装在船尾的中部，越野轮(10)和螺旋桨(12)分别与发动机(11)连接，动力模块由自动舵(13)实现转向；所述的通信模块包括图像电台(14)、定位通信设备(15)和惯导设备(16)；电力模块包括蓄电池(17)、充电器(18)和发电机(19)，蓄电池(17)通过充电器(18)和发电机(19)连接；监测模块包括微型陀螺仪(20)和水深感应器(21)；所述的照明灯(6)、通讯天线(7)、摄像头(8)、动力模块、通信模块、电力模块和监测模块分别与主控制器(9)连接。

2.根据权利要求1所述的一种快速救援用的两栖无人船，其特征在于：所述的船体(1)内设置有避障模块，包括激光雷达(22)和毫米波雷达(23)，避障模块安装在桅杆(4)的顶部，避障模块与主控制器(9)连接。

3.根据权利要求1所述的一种快速救援用的两栖无人船，其特征在于：所述的船体(1)内设置有语音模块，包括拾音器(24)、喇叭系统和对讲系统，语音模块与主控制器(9)连接。

4.根据权利要求1所述的一种快速救援用的两栖无人船，其特征在于：所述的船体(1)内设置有灯光模块，所述灯光模块包括探照灯(25)和航行灯(26)，所述的探照灯(25)安装在桅杆(4)上，所述的航行灯(26)为成对设置，分布在船体(1)的两侧；灯光模块与主控制器(9)连接。

5.根据权利要求1所述的一种快速救援用的两栖无人船，其特征在于：所述的船体(1)内设置有救援模块，救援模块包括切割器(27)、外挂爬梯(28)、安全绳和供氧器，切割器(27)安装在船头的端部，外挂爬梯(28)成对安装在船体(1)的两侧，安全绳和供氧器对应安装在每个座位(3)的底部。

6.根据权利要求1所述的一种快速救援用的两栖无人船，其特征在于：所述的动力模块内设置有两个导向轮(29)，分别安装在船底中线的前后两段上，导向轮(29)的安装高度高于越野轮(10)，所述的导向轮(29)上还安装有压力传感器，压力传感器触发离合器与发动机(11)耦合，从而控制导向轮(29)工作。

7.根据权利要求1所述的一种快速救援用的两栖无人船，其特征在于：所述的动力模块内设置有压水舱(30)和压水泵(31)，压水舱(30)分布在船体(1)内底部，压水泵(31)和压水舱(30)通过管道连接，压水泵(31)由电力模块供电。

8.根据权利要求7所述的一种快速救援用的两栖无人船，其特征在于：所述的船体(1)上设置有可密封通风口(32)，可密封通风口(32)为成对分布在船唇和船尾处。

9.根据权利要求8所述的一种快速救援用的两栖无人船，其特征在于：所述的动力模块内成对设置有辅助螺旋桨(33)，辅助螺旋桨(33)分别对应安装在船尾底面的左右两侧，辅助螺旋桨(33)通过传动轴与直驱电机(34)连接，直驱电机(34)由电力模块供电。