專利名稱：水上應(yīng)急救援機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)，特別涉及一種水上應(yīng)急救援機(jī)器人。
背景技術(shù)：
水上應(yīng)急救援機(jī)器人是一種針對水上產(chǎn)生的突發(fā)緊急情況，能夠高效、高可靠地實(shí)施遠(yuǎn)距離應(yīng)急救援的高端水下電動力航行器。該類型機(jī)器人主要完成以下三類用途①當(dāng)海上、江、流、湖泊、水庫等水域出現(xiàn)人員意外落水時(shí)，受天氣、地理、水流、風(fēng)力等因素影響，無法及時(shí)采取緊急救援時(shí)，該機(jī)器人可立即釋放入水，通過快速送遞救生纜繩、救生圈等方式對落水人員實(shí)施水上救生；當(dāng)自然現(xiàn)象如洪澇災(zāi)害造成人員水中受困時(shí)， 同樣可采用此方式予以救援。②船舶受動力裝置失效、失控、觸礁等因素影響無法前進(jìn)，同時(shí)又處于惡劣海況或地形復(fù)雜(暗礁繁雜)等環(huán)境下，救助船舶無法采用常規(guī)方式實(shí)施遠(yuǎn)距離營救，此時(shí)救援船舶釋放機(jī)器人入水，機(jī)器人攜帶導(dǎo)引線纜至指定位置，采用特殊方式往遇險(xiǎn)船舶送遞導(dǎo)引線纜，完成應(yīng)急救援任務(wù)。該用途還可用于船舶?？看a頭的引纜。③該機(jī)器人兼具水下探測、監(jiān)視功能，可用于指定水域的巡航監(jiān)測、水下油管泄露位置的探測、水下重要儀器設(shè)備工作狀態(tài)的確認(rèn)以及某些國防領(lǐng)域。當(dāng)前公開的最新產(chǎn)品有上海海事大學(xué)的“一種多功能水面機(jī)器人”實(shí)用新型專利 (CN201254266)公開了一種多功能水面機(jī)器人，其主要包括一船體、推進(jìn)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)，該船體包括左右兩個(gè)片體，兩個(gè)片體通過甲板橋連接，且在左右片體的后下方分別設(shè)置有獨(dú)立的推進(jìn)系統(tǒng)；所述甲板橋上安置有控制艙；所述控制系統(tǒng)中的基站通過安置在控制艙內(nèi)的受控系統(tǒng)控制推進(jìn)系統(tǒng)，該機(jī)器人采用無線遙控。中國科學(xué)院沈陽自動化研究所“一種水面救助機(jī)器人”發(fā)明專利(CN1296900)所涉及的是一種水面搶險(xiǎn)救生設(shè)備，由電子艙、推進(jìn)電機(jī)、浮體、垂直箭和水平箭組成，采用無線遙控方式，控制距離為1km。①單一采用線控方式的缺點(diǎn)是機(jī)器人拖曳有線纜，受尖銳物品或惡劣環(huán)境影響存在線纜斷裂、線纜纏繞等風(fēng)險(xiǎn)。②單一采用無線遙控方式的缺點(diǎn)是作用距離短，現(xiàn)有產(chǎn)品最遠(yuǎn)能到1km，適用范圍受此局限，不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離應(yīng)急救援；不能回傳數(shù)據(jù)，只能由操控方單方向給出控制指令，無法實(shí)現(xiàn)雙方互動。另外，機(jī)器人需伸出天線至水面以接收遙控信號。③單一采用自主導(dǎo)航控制方式的缺點(diǎn)是受環(huán)境影響和導(dǎo)航儀精度影響，機(jī)器人導(dǎo)航時(shí)存在一定誤差，另外自主導(dǎo)航需通過衛(wèi)星鏈路，機(jī)器人必須將接收器浮出水面以接收信號指令。從實(shí)用性而言，水上應(yīng)急救援設(shè)備需要具備至少兩種以上的控制方式，因?yàn)樗檄h(huán)境復(fù)雜，救援對象種類較多，針對不同的情況采用不同的方式才能更有效的提高救援質(zhì)量。比如在暗礁復(fù)雜的地形水域，采用遙控方式(自主導(dǎo)航為輔)更有效；當(dāng)面臨寬闊水域、高海況環(huán)境或需要遠(yuǎn)距離實(shí)施救助時(shí)，采用線導(dǎo)能夠更利于準(zhǔn)確找到釋放位置實(shí)施營救；當(dāng)需要監(jiān)測水下油管或探測水下環(huán)境時(shí)，采用線導(dǎo)控制能夠傳輸視頻與圖像數(shù)據(jù)等等。 現(xiàn)在國內(nèi)外的相關(guān)設(shè)備還僅局限于單一性控制方式，并不能很好的適應(yīng)應(yīng)急救助任務(wù)。因此，有必要開發(fā)一種多控制單元模式的水上應(yīng)急救援機(jī)器人，以應(yīng)對日益復(fù)雜的水上應(yīng)急救生現(xiàn)狀。現(xiàn)有國內(nèi)對水上應(yīng)急救援設(shè)備的開發(fā)基本圍繞無線控制為主，將線導(dǎo)控制與自主導(dǎo)航控制運(yùn)用其上的產(chǎn)品尚未出現(xiàn)。目前國內(nèi)對于水面應(yīng)急救援機(jī)器人的研究已有文獻(xiàn)報(bào)道，但是集成線導(dǎo)、自主導(dǎo)航和無線遙控三種控制方式的水上應(yīng)急救援機(jī)器人研究還未見文獻(xiàn)報(bào)道。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服上述缺陷，提供一種可以集成線控、無線遙控與自主導(dǎo)航于一體的水上應(yīng)急救援機(jī)器人，以解決現(xiàn)有產(chǎn)品救援距離受限、無法得到視頻與圖像數(shù)據(jù)以及單一控制單元失效無法繼續(xù)控制的問題，同時(shí)提供控制方式三選二模式，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的適用范圍，以增強(qiáng)救援能力。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的水上應(yīng)急救援機(jī)器人，包括頭艙和艉艙，還包括前艙和舯艙，所述前艙與所述頭艙通過前卡箍相連接，所述舯艙與所述前艙通過中卡箍相連接，所述艉艙與所述舯艙通過后卡箍相連接；其中所述前艙內(nèi)安裝有自主導(dǎo)航模塊、齒輪機(jī)構(gòu)、無線遙控模塊和倒伏式天線，所述倒伏式天線安裝在所述前艙殼體的正上方處并由所述齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動，所述自主導(dǎo)航模塊通過自主導(dǎo)航信號電纜與所述齒輪機(jī)構(gòu)電相連，所述無線遙控模塊通過遙控信號電纜與所述齒輪機(jī)構(gòu)電相連；所述艉艙內(nèi)安裝有控制線纜、線導(dǎo)模塊和推進(jìn)系統(tǒng)，所述控制線纜安裝在所述線導(dǎo)模塊中并由所述線導(dǎo)模塊控制；所述舯艙的上半艙安裝有動力電池艙，所述動力電池艙通過模塊動力電纜向所述自主導(dǎo)航模塊和無線遙控模塊供電并傳輸控制指令，所述動力電池艙通過線導(dǎo)模塊連接電纜向所述線導(dǎo)模塊供電并傳輸控制指令，所述動力電池艙通過電機(jī)連接電纜向所述推進(jìn)系統(tǒng)供電并傳輸控制指令。本實(shí)用新型水上應(yīng)急救援機(jī)器人，其中所述頭艙和前艙分別為分體密閉式艙體， 所述頭艙包括照明燈和避碰聲納，所述避碰聲納安裝在所述頭艙殼體內(nèi)，兩個(gè)所述照明燈安裝在所述頭艙殼體的前端。本實(shí)用新型水上應(yīng)急救援機(jī)器人，其中所述舯艙上半艙為均勻浸水艙，艙內(nèi)安裝救生設(shè)備，所述舯艙下半艙為分體密閉式艙體。本實(shí)用新型水上應(yīng)急救援機(jī)器人，其中所述推進(jìn)系統(tǒng)包括舵機(jī)和與其相連的導(dǎo)管螺旋槳，所述舵機(jī)與所述電機(jī)連接電纜相連。本實(shí)用新型水上應(yīng)急救援機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于由于增設(shè)了前艙和舯艙，前艙內(nèi)安裝有自主導(dǎo)航模塊、齒輪機(jī)構(gòu)、無線遙控模塊和倒伏式天線，艉艙內(nèi)安裝有控制線纜、線導(dǎo)模塊和推進(jìn)系統(tǒng)，腫艙的上半艙安裝有動力電池艙，開發(fā)了一種多控制單元模式的水上應(yīng)急救援機(jī)器人，集成線控、無線遙控與自主導(dǎo)航于一體，解決了現(xiàn)有產(chǎn)品救援距離受限、無法得到視頻與圖像數(shù)據(jù)以及單一控制單元失效無法繼續(xù)控制的問題，同時(shí)提供控制方式三選二模式，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的適用范圍，增強(qiáng)了救援能力。[0021]下面將結(jié)合實(shí)施例參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是本實(shí)用新型水上應(yīng)急救援機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1，本實(shí)用新型水上應(yīng)急救援機(jī)器人，包括頭艙1、前艙5、舯艙14和艉艙 19。圖中1.頭艙，2.避碰聲納，3.照明燈，4.前卡箍，5.前艙，6.自主導(dǎo)航模塊，7.自主導(dǎo)航信號電纜，8.齒輪機(jī)構(gòu)，9.遙控信號電纜，10.無線遙控模塊，11.倒伏式天線，12.中卡箍，13.模塊動力電纜，14.舯艙，15.動力電池艙，16.救生設(shè)備，17.后卡箍，18.線導(dǎo)模塊連接電纜，19.艉艙，20.線導(dǎo)模塊，21.電機(jī)連接電纜，22.舵機(jī)，23.推進(jìn)系統(tǒng)，24.導(dǎo)管螺旋槳，25.控制線纜。本實(shí)用新型水上應(yīng)急救援機(jī)器人，避碰聲納2和兩個(gè)照明燈3安裝于頭艙1殼體前端，通過頭部視窗口能夠?qū)ν獠凯h(huán)境進(jìn)行照明觀察，而避碰聲納能夠探測200米范圍內(nèi)障礙物，操控人員能夠操作機(jī)器人主動規(guī)避障礙。頭艙1為分體密閉式，通過前卡箍4與前艙5連接。前艙5屬于分體密閉式，艙內(nèi)安裝有自主導(dǎo)航模塊6、齒輪機(jī)構(gòu)8和無線遙控模塊 9，齒輪機(jī)構(gòu)8、無線導(dǎo)航模塊和自主導(dǎo)航模塊位于前艙殼體底部。齒輪機(jī)構(gòu)8與自主導(dǎo)航模塊6通過自主導(dǎo)航信號電纜7相連，齒輪機(jī)構(gòu)8與無線遙控模塊10通過遙控信號電纜9 相連。前艙5殼體正上方處安裝有倒伏式天線11，倒伏式天線11的驅(qū)動力來自齒輪機(jī)構(gòu) 8。前艙5與舯艙14通過中卡箍12連接。舯艙14上半艙為均勻浸水艙，艙內(nèi)安裝救生設(shè)備16 ；下半艙為分體密閉式，艙內(nèi)安裝動力電池艙15，動力電池艙15通過兩根模塊動力電纜13分別向自主導(dǎo)航模塊6和無線遙控模塊10供電，并且傳輸控制指令。舯艙14與艉艙 19靠后卡箍17連接，艉艙19為均勻浸水艙，艙內(nèi)由線導(dǎo)模塊20、舵機(jī)22、推進(jìn)系統(tǒng)23和導(dǎo)管螺旋槳M組成。線導(dǎo)模塊20由動力電池艙15通過線導(dǎo)模塊連接電纜18供電與控制。 推進(jìn)系統(tǒng)23由舵機(jī)22和導(dǎo)管螺旋槳M組成，舵機(jī)22與電機(jī)連接電纜21相連。推進(jìn)系統(tǒng) 23也是由動力電池艙15通過電機(jī)連接電纜21供電與控制。在機(jī)器人航行過程中，線導(dǎo)模塊20內(nèi)的控制線纜25將以機(jī)器人相對水流前行的航速同步進(jìn)行釋放，不會出現(xiàn)過大拉力以致斷裂。下面說明本實(shí)用新型水上應(yīng)急救援機(jī)器人的使用。參照圖1，倒伏式天線11非工作狀態(tài)天線呈水平放置狀態(tài)。自主導(dǎo)航模塊6和無線遙控模塊10動作時(shí)需要將天線置于水面上以接收信號，當(dāng)采用此兩種操控方式時(shí)，自主導(dǎo)航模塊6通過自主導(dǎo)航信號電纜7、無線遙控模塊10通過遙控信號電纜9控制齒輪機(jī)構(gòu) 8將倒伏式天線11升至豎直狀態(tài)。當(dāng)施救方操作人員(稱為岸基)擬采用無線遙控或自主導(dǎo)航方式控制機(jī)器人時(shí)， 機(jī)器人通過齒輪機(jī)構(gòu)將倒伏式天線驅(qū)動至豎立狀態(tài)后，天線信號接收器露出水面，岸基通過衛(wèi)星鏈路即可操控機(jī)器人的航向和航姿。當(dāng)機(jī)器人前行時(shí)，控制線纜25通過推進(jìn)系統(tǒng)的推進(jìn)軸往外釋放控制線纜。水上應(yīng)急救援機(jī)器人的三種控制模塊自主導(dǎo)航模塊6、無線遙控模塊10與線導(dǎo)模塊20均通過動力電池艙15供電和發(fā)出控制指令，三個(gè)模塊屬于獨(dú)立單元，互不干擾，可根據(jù)具體使用情況搭配選擇使用。本實(shí)用新型提出的三種控制模塊與動力電池艙分別由一根水密電纜連接，該電纜既能供電，也起到傳輸信號的作用。當(dāng)機(jī)器人需要針對具體環(huán)境去除某一控制模塊時(shí)，不會影響另外兩個(gè)模塊正常工作。上面所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)方案前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型請求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求1.一種水上應(yīng)急救援機(jī)器人，包括頭艙(1)和艉艙(19)，其特征在于還包括前艙(5) 和舯艙(14)，所述前艙(5)與所述頭艙⑴通過前卡箍⑷相連接，所述舯艙(14)與所述前艙(5)通過中卡箍(12)相連接，所述艉艙(19)與所述舯艙(14)通過后卡箍(17)相連接；其中所述前艙(5)內(nèi)安裝有自主導(dǎo)航模塊(6)、齒輪機(jī)構(gòu)(8)、無線遙控模塊(10)和倒伏式天線(11)，所述倒伏式天線(11)安裝在所述前艙(5)殼體的正上方處并由所述齒輪機(jī)構(gòu) ⑶驅(qū)動，所述自主導(dǎo)航模塊(6)通過自主導(dǎo)航信號電纜(7)與所述齒輪機(jī)構(gòu)⑶電相連， 所述無線遙控模塊(10)通過遙控信號電纜(9)與所述齒輪機(jī)構(gòu)(8)電相連；所述艉艙(19)內(nèi)安裝有控制線纜(25)、線導(dǎo)模塊00)和推進(jìn)系統(tǒng)(23)，所述控制線纜05)安裝在所述線導(dǎo)模塊OO)中并由所述線導(dǎo)模塊OO)控制；所述舯艙(14)的上半艙安裝有動力電池艙(15)，所述動力電池艙(1 通過模塊動力電纜(13)向所述自主導(dǎo)航模塊(6)和無線遙控模塊(10)供電并傳輸控制指令，所述動力電池艙(15)通過線導(dǎo)模塊連接電纜(18)向所述線導(dǎo)模塊OO)供電并傳輸控制指令，所述動力電池艙(1 通過電機(jī)連接電纜向所述推進(jìn)系統(tǒng)供電并傳輸控制指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水上應(yīng)急救援機(jī)器人，其特征在于其中所述頭艙(1)和前艙( 分別為分體密閉式艙體，所述頭艙(1)包括照明燈和避碰聲納，所述避碰聲納(2) 安裝在所述頭艙(1)殼體內(nèi)，兩個(gè)所述照明燈(3)安裝在所述頭艙(1)殼體的前端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水上應(yīng)急救援機(jī)器人，其特征在于其中所述舯艙(14)上半艙為均勻浸水艙，艙內(nèi)安裝救生設(shè)備(16)，所述舯艙(14)下半艙為分體密閉式艙體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水上應(yīng)急救援機(jī)器人，其特征在于其中所述推進(jìn)系統(tǒng)03) 包括舵機(jī)0 和與其相連的導(dǎo)管螺旋槳(M)，所述舵機(jī)0 與所述電機(jī)連接電纜相連。
專利摘要本實(shí)用新型提供的水上應(yīng)急救援機(jī)器人，包括頭艙、前艙、舯艙和艉艙，前艙內(nèi)安裝有自主導(dǎo)航模塊、齒輪機(jī)構(gòu)、無線遙控模塊和倒伏式天線，倒伏式天線由齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動，自主導(dǎo)航模塊通過自主導(dǎo)航信號電纜與齒輪機(jī)構(gòu)電相連，無線遙控模塊通過遙控信號電纜與齒輪機(jī)構(gòu)電相連。艉艙內(nèi)安裝有控制線纜、線導(dǎo)模塊和推進(jìn)系統(tǒng)，舯艙的上半艙安裝有動力電池艙，動力電池艙向自主導(dǎo)航模塊、無線遙控模塊、線導(dǎo)模塊和推進(jìn)系統(tǒng)供電并傳輸控制指令。其優(yōu)點(diǎn)在于提供了多控制單元模式的水上應(yīng)急救援機(jī)器人，集成線控、無線遙控與自主導(dǎo)航于一體，解決了現(xiàn)有產(chǎn)品救援距離受限、無法得到視頻與圖像數(shù)據(jù)以及單一控制單元失效無法繼續(xù)控制的問題，增強(qiáng)了救援能力。
文檔編號B63H21/17GK201971132SQ20112000741
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者劉寧, 楊濤, 猶云 申請人:昆明五威科工貿(mào)有限公司