一种基于无人机的海上投送式救生装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于无人机的投送式海上救生装置，包括传感装置、救生装置和旋翼无人机，救生装置包括救生圈、投放模块和高强度牵引绳，救生圈在未充气状态下装载于旋翼无人机舱内，舱门的启闭由投放模块控制，高强度牵引绳连接救生圈与旋翼无人机，投放模块根据接收到的信号控制救生圈的投放，传感装置包括空速传感器、高度传感器、红外成像设备，本发明基于无人机的海上投送式救生装置，通过旋翼无人机在落水人员上方投送遇水自动充气式救生圈，对落水人员开展远距离、快速施救，无需救援人员下水，能确保海上救生的安全、高效。
【专利说明】
一种基于无人机的海上投送式救生装置
技术领域
[0001 ]本发明公开了一种基于无人机的海上投送式救生装置。
【背景技术】
[0002]现有水上救生设备主要有救生圈、救生浮台、漂浮担架、救生艇、救生浮索、投射式救生装置等，救生圈、救生浮台、漂浮担架等一般采用人工抛投的方法，对距离较近的落水人员实施救援；出于安全考虑大型船舶不允许太靠近落水人员，吊放救生艇施救易受海况限制，作业时间较长，且恶劣海况下可能危及救援人员安全;救生浮索利用微型火箭原理，将救生浮索发射至落水人员附件，具有远距离投射功能，但投射精度受风速、距离影响较大，容易误伤落水者;投射式救生装置，专利号CN101298281B是一种通过将存有救生圈的弹射头发射至落水者附近的救生装置，具有单片机和相关传感器，可进行精度解算，但是投射距离有限(不大于150m)。目前，国内外关于具有远距离投送能力，又可为落水者提供助浮与牵引功能，且不会误伤落水者的救生装置的研究较少，远距离投送救生设备在造船业还是空白，相关研究亟待开展。
【发明内容】
[0003]本发明为了解决现有技术的问题，公开了一种通过旋翼无人机在落水人员上方投送遇水自动充气式救生圈，可对落水人员开展远距离、快速施救，无需救援人员下水，受海况影响较小，精度较高，能确保海上救生的安全、高效的基于无人机的海上投送式救生装置。
[0004]本发明的具体技术方案如下:一种基于无人机的投送式海上救生装置，包括传感装置、救生装置和旋翼无人机，所述救生装置包括救生圈、投放模块和高强度牵引绳，所述救生圈在未充气状态下装载于旋翼无人机舱内，舱门的启闭由投放模块控制，所述高强度牵引绳连接救生圈与旋翼无人机，所述投放模块根据接收到的信号控制救生圈的投放，所述传感装置包括空速传感器、高度传感器、红外成像设备，所述空速传感器用于监测旋翼无人机与风的相对速度，所述高度传感器用于测量旋翼无人机距离海平面的高度，所述红外成像设备用于识别落水人员并进行红外测距，所述旋翼无人机为传感装置和救生装置的搭载平台，所述旋翼无人机包括飞控模块、遥控模块和动力模块，所述动力模块包括电源、电机和螺旋桨，所述电源为电机提供电能，电机带动螺旋桨转动产生升力，所述遥控模块包括信号发射器和信号接收机，所述信号发射器选用九通道，由救援人员操控，所述信号接收器安装于旋翼无人机用于接收信号发射器传送的控制信号并将其传送至飞控模块，所述飞控模块包括飞控板和电子调速器，所述飞控板与信号接收机、电子调速器以及投放模块耦合，所述飞控板上集成有陀螺仪、加速计、气压传感器以及控制电路，能够接收传感装置和信号接收机传入的信号，并根据内部录制的程序进行解算，解算后输出信号至电子调速器和投放模块，所述电子调速器根据接收到的信号改变电机转速、转向，实现飞行控制。
[0005]作为本发明进一步限制地，所述飞控模块为APM飞控模块。
[0006]本发明的技术效果:本发明的一种基于无人机的海上投送式救生装置，通过旋翼无人机在落水人员上方投送遇水自动充气式救生圈，可对落水人员开展远距离、快速施救，无需救援人员下水，受海况影响较小，精度较高，能确保海上救生的安全、高效。
【附图说明】
[0007]图1是本发明实施例的一种基于无人机的海上投送式救生装置的示意图。
[0008]图中:旋翼无人机I，飞控模块11，飞控板12，电子调速器13，遥控模块14，信号发射器15，信号接收器16，动力模块17，电源18，电机和螺旋桨19，传感装置2，空速传感器21，高度传感器22，红外成像设备23，救生装置3，救生圈31，投放模块32，高强度牵引绳33。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0010]如图1所示，本实施例的一种基于无人机的投送式海上救生装置，包括传感装置2、救生装置3和旋翼无人机I，所述救生装置3包括救生圈31、投放模块32和高强度牵引绳33，救生圈31在未充气状态下装载于旋翼无人机舱内，舱门的启闭由投放模块控制。所述高强度牵引绳33连接在救生圈31上，所述投放模块32根据接收到的信号控制救生圈的投放，所述传感装置2包括空速传感器21、高度传感器22、红外成像设备23，所述空速传感器21用于监测旋翼无人机与风的相对速度，所述高度传感器22用于测量旋翼无人机距离海平面的高度，所述红外成像设备23用于识别落水人员并进行红外测距。所述旋翼无人机I为传感装置2和救生装置3的搭载平台。所述旋翼无人机I包括飞控模块11、遥控模块14和动力模块17，所述飞控模块11包括飞控板12和电子调速器13，所述飞控板12与信号接收器16、电子调速器13以及投放模块32耦合，所述飞控模块11上集成有陀螺仪、加速计、气压传感器以及控制电路，能够接收传感装置和信号接收器传入的信号，并根据内部录制的程序进行解算，解算后输出信号至电子调速器和投放模块，所述电子调速器13根据接收到的信号改变电机转速、转向，进而实现飞行控制，所述遥控模块14包括信号发射器15(俗称“遥控器”)和信号接收器16，信号发射器15选用九通道，由救援人员操控，信号接收器16安装于旋翼无人机用于接收信号发射器传送的控制信号并将其传送至飞控模块，所述动力模块17包括电源18、电机和螺旋桨19，所述电源18为电机提供电能，电机带动螺旋桨转动产生升力。
[0011]本发明的一种基于无人机的投送式海上救生装置，在具体使用中，救援人员通过操控信号发射器控制旋翼无人机飞行至落水人员附近，红外成像设备锁定落水人员并悬停于落水人员正上方，飞控模块根据高度传感器和空速传感器测定的高度信息和风向风速信息进行解算，确定最优投送位置，并悬停于最优投送位置，然后飞控模块向投放模块发送投放信号，救生圈投下后遇水自动充气，救生圈通过高强度牵引绳系于旋翼无人机，当投放位置发生偏差，救生圈偏离落水人员较远时，可以手动操控旋翼无人机对救生圈进行拖曳，使其靠近落水人员，当落水人员抓获救生圈后，操控信号发射器发送脱钩信号，控制投放装置使高强度牵引绳与旋翼无人机脱开，救援人员操控旋翼无人机返航。救生圈采用遇水自动充气式救生圈，已有成熟产品。
[0012]进一步地，本装置最核心的飞控和最优投送方案解算程序所需的飞控模块可采用APM(ArduPiloMega)飞控模块进行下位机的开发，APM飞控模块基于Arduino开源编译环境，可根据需要录制飞控程序和最优投送方案解算程序，能支持的传感器种类很丰富且精度很高，拓展性强。
[0013]采用上述救生装置，在距离落水人员较远情况下可操控旋翼无人机将救生圈投送至落水人员附件，可使救生范围由人力抛投的十几米扩大到一千米以上。
[0014]本实施例的一种基于无人机的海上投送式救生装置通过旋翼无人机在落水人员上方投送遇水自动充气式救生圈，可对落水人员开展远距离、快速施救，无需救援人员下水，受海况影响较小，精度较高，能确保海上救生的安全、高效。需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于无人机的投送式海上救生装置，包括传感装置、救生装置和旋翼无人机，其特征在于:所述救生装置包括救生圈、投放模块和高强度牵引绳，所述救生圈在未充气状态下装载于旋翼无人机舱内，舱门的启闭由投放模块控制，所述高强度牵引绳连接救生圈与旋翼无人机，所述投放模块根据接收到的信号控制救生圈的投放，所述传感装置包括空速传感器、高度传感器、红外成像设备，所述空速传感器用于监测旋翼无人机与风的相对速度，所述高度传感器用于测量旋翼无人机距离海平面的高度，所述红外成像设备用于识别落水人员并进行红外测距，所述旋翼无人机为传感装置和救生装置的搭载平台，所述旋翼无人机包括飞控模块、遥控模块和动力模块，所述动力模块包括电源、电机和螺旋桨，所述电源为电机提供电能，电机带动螺旋桨转动产生升力，所述遥控模块包括信号发射器和信号接收机，所述信号发射器选用九通道，由救援人员操控，所述信号接收器安装于旋翼无人机用于接收信号发射器传送的控制信号并将其传送至飞控模块，所述飞控模块包括飞控板和电子调速器，所述飞控板与信号接收机、电子调速器以及投放模块耦合，所述飞控板上集成有陀螺仪、加速计、气压传感器以及控制电路，能够接收传感装置和信号接收机传入的信号，并根据内部录制的程序进行解算，解算后输出信号至电子调速器和投放模块，所述电子调速器根据接收到的信号改变电机转速、转向，实现飞行控制。2.如权利要求1所述的一种基于无人机的海上投送式救生装置，其特征在于:所述飞控模块为APM飞控模块。
【文档编号】B63C9/01GK106081017SQ201610573591
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月15日
【发明人】张锦, 聂伟
【申请人】中国人民解放军镇江船艇学院