一種基于無人機的海上投送式救生裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于無人機的投送式海上救生裝置，包括傳感裝置、救生裝置和旋翼無人機，救生裝置包括救生圈、投放模塊和高強度牽引繩，救生圈在未充氣狀態(tài)下裝載于旋翼無人機艙內(nèi)，艙門的啟閉由投放模塊控制，高強度牽引繩連接救生圈與旋翼無人機，投放模塊根據(jù)接收到的信號控制救生圈的投放，傳感裝置包括空速傳感器、高度傳感器、紅外成像設(shè)備，本發(fā)明基于無人機的海上投送式救生裝置，通過旋翼無人機在落水人員上方投送遇水自動充氣式救生圈，對落水人員開展遠距離、快速施救，無需救援人員下水，能確保海上救生的安全、高效。
【專利說明】
一種基于無人機的海上投送式救生裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明公開了一種基于無人機的海上投送式救生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有水上救生設(shè)備主要有救生圈、救生浮臺、漂浮擔架、救生艇、救生浮索、投射式救生裝置等，救生圈、救生浮臺、漂浮擔架等一般采用人工拋投的方法，對距離較近的落水人員實施救援；出于安全考慮大型船舶不允許太靠近落水人員，吊放救生艇施救易受海況限制，作業(yè)時間較長，且惡劣海況下可能危及救援人員安全;救生浮索利用微型火箭原理，將救生浮索發(fā)射至落水人員附件，具有遠距離投射功能，但投射精度受風速、距離影響較大，容易誤傷落水者;投射式救生裝置，專利號CN101298281B是一種通過將存有救生圈的彈射頭發(fā)射至落水者附近的救生裝置，具有單片機和相關(guān)傳感器，可進行精度解算，但是投射距離有限(不大于150m)。目前，國內(nèi)外關(guān)于具有遠距離投送能力，又可為落水者提供助浮與牽引功能，且不會誤傷落水者的救生裝置的研究較少，遠距離投送救生設(shè)備在造船業(yè)還是空白，相關(guān)研究亟待開展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，公開了一種通過旋翼無人機在落水人員上方投送遇水自動充氣式救生圈，可對落水人員開展遠距離、快速施救，無需救援人員下水，受海況影響較小，精度較高，能確保海上救生的安全、高效的基于無人機的海上投送式救生裝置。
[0004]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:一種基于無人機的投送式海上救生裝置，包括傳感裝置、救生裝置和旋翼無人機，所述救生裝置包括救生圈、投放模塊和高強度牽引繩，所述救生圈在未充氣狀態(tài)下裝載于旋翼無人機艙內(nèi)，艙門的啟閉由投放模塊控制，所述高強度牽引繩連接救生圈與旋翼無人機，所述投放模塊根據(jù)接收到的信號控制救生圈的投放，所述傳感裝置包括空速傳感器、高度傳感器、紅外成像設(shè)備，所述空速傳感器用于監(jiān)測旋翼無人機與風的相對速度，所述高度傳感器用于測量旋翼無人機距離海平面的高度，所述紅外成像設(shè)備用于識別落水人員并進行紅外測距，所述旋翼無人機為傳感裝置和救生裝置的搭載平臺，所述旋翼無人機包括飛控模塊、遙控模塊和動力模塊，所述動力模塊包括電源、電機和螺旋槳，所述電源為電機提供電能，電機帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動產(chǎn)生升力，所述遙控模塊包括信號發(fā)射器和信號接收機，所述信號發(fā)射器選用九通道，由救援人員操控，所述信號接收器安裝于旋翼無人機用于接收信號發(fā)射器傳送的控制信號并將其傳送至飛控模塊，所述飛控模塊包括飛控板和電子調(diào)速器，所述飛控板與信號接收機、電子調(diào)速器以及投放模塊耦合，所述飛控板上集成有陀螺儀、加速計、氣壓傳感器以及控制電路，能夠接收傳感裝置和信號接收機傳入的信號，并根據(jù)內(nèi)部錄制的程序進行解算，解算后輸出信號至電子調(diào)速器和投放模塊，所述電子調(diào)速器根據(jù)接收到的信號改變電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)飛行控制。
[0005]作為本發(fā)明進一步限制地，所述飛控模塊為APM飛控模塊。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)效果:本發(fā)明的一種基于無人機的海上投送式救生裝置，通過旋翼無人機在落水人員上方投送遇水自動充氣式救生圈，可對落水人員開展遠距離、快速施救，無需救援人員下水，受海況影響較小，精度較高，能確保海上救生的安全、高效。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明實施例的一種基于無人機的海上投送式救生裝置的示意圖。
[0008]圖中:旋翼無人機I，飛控模塊11，飛控板12，電子調(diào)速器13，遙控模塊14，信號發(fā)射器15，信號接收器16，動力模塊17，電源18，電機和螺旋槳19，傳感裝置2，空速傳感器21，高度傳感器22，紅外成像設(shè)備23，救生裝置3，救生圈31，投放模塊32，高強度牽引繩33。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0010]如圖1所示，本實施例的一種基于無人機的投送式海上救生裝置，包括傳感裝置2、救生裝置3和旋翼無人機I，所述救生裝置3包括救生圈31、投放模塊32和高強度牽引繩33，救生圈31在未充氣狀態(tài)下裝載于旋翼無人機艙內(nèi)，艙門的啟閉由投放模塊控制。所述高強度牽引繩33連接在救生圈31上，所述投放模塊32根據(jù)接收到的信號控制救生圈的投放，所述傳感裝置2包括空速傳感器21、高度傳感器22、紅外成像設(shè)備23，所述空速傳感器21用于監(jiān)測旋翼無人機與風的相對速度，所述高度傳感器22用于測量旋翼無人機距離海平面的高度，所述紅外成像設(shè)備23用于識別落水人員并進行紅外測距。所述旋翼無人機I為傳感裝置2和救生裝置3的搭載平臺。所述旋翼無人機I包括飛控模塊11、遙控模塊14和動力模塊17，所述飛控模塊11包括飛控板12和電子調(diào)速器13，所述飛控板12與信號接收器16、電子調(diào)速器13以及投放模塊32耦合，所述飛控模塊11上集成有陀螺儀、加速計、氣壓傳感器以及控制電路，能夠接收傳感裝置和信號接收器傳入的信號，并根據(jù)內(nèi)部錄制的程序進行解算，解算后輸出信號至電子調(diào)速器和投放模塊，所述電子調(diào)速器13根據(jù)接收到的信號改變電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，進而實現(xiàn)飛行控制，所述遙控模塊14包括信號發(fā)射器15(俗稱“遙控器”)和信號接收器16，信號發(fā)射器15選用九通道，由救援人員操控，信號接收器16安裝于旋翼無人機用于接收信號發(fā)射器傳送的控制信號并將其傳送至飛控模塊，所述動力模塊17包括電源18、電機和螺旋槳19，所述電源18為電機提供電能，電機帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動產(chǎn)生升力。
[0011]本發(fā)明的一種基于無人機的投送式海上救生裝置，在具體使用中，救援人員通過操控信號發(fā)射器控制旋翼無人機飛行至落水人員附近，紅外成像設(shè)備鎖定落水人員并懸停于落水人員正上方，飛控模塊根據(jù)高度傳感器和空速傳感器測定的高度信息和風向風速信息進行解算，確定最優(yōu)投送位置，并懸停于最優(yōu)投送位置，然后飛控模塊向投放模塊發(fā)送投放信號，救生圈投下后遇水自動充氣，救生圈通過高強度牽引繩系于旋翼無人機，當投放位置發(fā)生偏差，救生圈偏離落水人員較遠時，可以手動操控旋翼無人機對救生圈進行拖曳，使其靠近落水人員，當落水人員抓獲救生圈后，操控信號發(fā)射器發(fā)送脫鉤信號，控制投放裝置使高強度牽引繩與旋翼無人機脫開，救援人員操控旋翼無人機返航。救生圈采用遇水自動充氣式救生圈，已有成熟產(chǎn)品。
[0012]進一步地，本裝置最核心的飛控和最優(yōu)投送方案解算程序所需的飛控模塊可采用APM(ArduPiloMega)飛控模塊進行下位機的開發(fā)，APM飛控模塊基于Arduino開源編譯環(huán)境，可根據(jù)需要錄制飛控程序和最優(yōu)投送方案解算程序，能支持的傳感器種類很豐富且精度很高，拓展性強。
[0013]采用上述救生裝置，在距離落水人員較遠情況下可操控旋翼無人機將救生圈投送至落水人員附件，可使救生范圍由人力拋投的十幾米擴大到一千米以上。
[0014]本實施例的一種基于無人機的海上投送式救生裝置通過旋翼無人機在落水人員上方投送遇水自動充氣式救生圈，可對落水人員開展遠距離、快速施救，無需救援人員下水，受海況影響較小，精度較高，能確保海上救生的安全、高效。需要指出的是，上述較佳實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于無人機的投送式海上救生裝置，包括傳感裝置、救生裝置和旋翼無人機，其特征在于:所述救生裝置包括救生圈、投放模塊和高強度牽引繩，所述救生圈在未充氣狀態(tài)下裝載于旋翼無人機艙內(nèi)，艙門的啟閉由投放模塊控制，所述高強度牽引繩連接救生圈與旋翼無人機，所述投放模塊根據(jù)接收到的信號控制救生圈的投放，所述傳感裝置包括空速傳感器、高度傳感器、紅外成像設(shè)備，所述空速傳感器用于監(jiān)測旋翼無人機與風的相對速度，所述高度傳感器用于測量旋翼無人機距離海平面的高度，所述紅外成像設(shè)備用于識別落水人員并進行紅外測距，所述旋翼無人機為傳感裝置和救生裝置的搭載平臺，所述旋翼無人機包括飛控模塊、遙控模塊和動力模塊，所述動力模塊包括電源、電機和螺旋槳，所述電源為電機提供電能，電機帶動螺旋槳轉(zhuǎn)動產(chǎn)生升力，所述遙控模塊包括信號發(fā)射器和信號接收機，所述信號發(fā)射器選用九通道，由救援人員操控，所述信號接收器安裝于旋翼無人機用于接收信號發(fā)射器傳送的控制信號并將其傳送至飛控模塊，所述飛控模塊包括飛控板和電子調(diào)速器，所述飛控板與信號接收機、電子調(diào)速器以及投放模塊耦合，所述飛控板上集成有陀螺儀、加速計、氣壓傳感器以及控制電路，能夠接收傳感裝置和信號接收機傳入的信號，并根據(jù)內(nèi)部錄制的程序進行解算，解算后輸出信號至電子調(diào)速器和投放模塊，所述電子調(diào)速器根據(jù)接收到的信號改變電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)飛行控制。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于無人機的海上投送式救生裝置，其特征在于:所述飛控模塊為APM飛控模塊。
【文檔編號】B63C9/01GK106081017SQ201610573591
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月15日
【發(fā)明人】張錦, 聶偉
【申請人】中國人民解放軍鎮(zhèn)江船艇學院