救援系统机器人安装在船舶基座处(基座位于船尾舱),一旦需要进行救援,机器人从基座自主启动。
机器人的数量取决于每艘船舶规定的乘客人数。
救援系统的工作原理如下:每位乘船人员都须佩戴具有磁性安全扣的手环,在登船时佩戴于手腕处。
当手环在无线电覆盖范围之外并接触水面时,会发出两个信号:其中一个信号由三个接收器接收,在进行三角测量后通过无线电发送确切位置给救援机器人,另一个是gps坐标信号。在系统接收到这两个信号后,机器人会被系统弹射到水中。当机器人接收到明确的坐标后,根据手环所发送的信号寻找落水人员。一旦机器人找到该人员,系统则通过无线电向机器人发送两个指令:一个指令是让机器人附着于手环上,另一个命令是让充气救生圈进行充气,该救生圈类似于安全气囊并放置于机器人内部,落水人员可以抓住充气救生圈进行漂浮。当落水人员被机器人找到后并附着于手环上五秒内,系统程序会发送一个激活救援绞盘的命令。
当船舶发生沉没时,系统的水平倾角传感器和垂直倾角传感器会记录船舶变化情况,如果检测到船体正在下沉,系统对救生筏上的紧急系统进行更改,并使救生筏上的紧急系统采用与该紧急救援系统相同的方式和流程进行工作,救生筏上的紧急系统根据船舶的方向对手环的位置准确地进行三角测量,在救生筏提供人员坐标后,救生筏中的机器人采用与主船相同的流程和救援方法进行救援。
背景技术:
本发明涉及一种新颖创新且实用的自主救援系统,该系统应用于船舶并且通过软件和硬件程序平台智能控制,以自主的方式对落水人员进行救援。当人员不慎从甲板落水时该系统就开始运行。一旦乘客佩戴的手环接触水面,手环会发出一个信号并通过无线电射频技术发送两条指令:一条是发出报警信号,另一条是通知救援机器人,之后机器人智能地自主启动并将待救援人员带回船上,无需人工操作即可完成。
技术实现要素:
本发明旨在救援落水人员。当发生沉船事故时,本发明同样可对所有落水人员进行救援。
众所周知,所有船舶都有标准的救援设备,这种救援对于那些熟悉水性的乘船人员来说是非常实用的。但这种救援设备的缺点是需要有人员进行操作并有专门人员进行监测。根据以往经验表明,若落水人员不会游泳,或在落水时昏迷,则现有救援设备不足以挽救其生命。若落水人员会游泳,则原有的救生装置才能有效发挥作用,但是需要花费很长时间去搜索和救援。
另外,对于极地公海海域中航行的中型捕鱼船的救援系统来讲,一旦发生人员落水,虽然落水人员大都会游泳,但船只后退速度非常缓慢,不能快速搜索和救援,导致落水人员大多死于长时间的体温过低。
对于装配救援摩托艇的大型船只来讲,在救援落水人员时必须在海上进行转弯,但这类船只不能在水上突然停止前进,也不能进行突然转弯。这类船只平均航行速度为25至30节,若有人员落水,那么以此速度,该船需要花费相当长的时间才能对落水人员进行救援。若落水人员不会游泳,过长的营救时间对于落水人员来说是致命的。
具体实施方式
本发明涉及一种新颖创新且实用的自主救援系统,系统应用于船舶上并且通过软件程序智能控制。软件程序需要同多个装置进行联动,各个装置之间不会相互影响。
系统的成功运行需要船员都佩戴带有磁性安全扣的手环,在登船时手环佩戴于手腕处(图2)。当手环在无线电覆盖范围之外(图3)并接触水面时(图2-4),手环会发出两个信号,其中一个信号发送给无线电台(图2-1)并由三个接收器(图3-1,3-1.2,3-1.3)接收,成功接收后无线电台通过天线(图2-1.2,2-1.3)发送坐标信号给三角测量电台(图3-2.1,3-2.2和图3-2.3),在进行三角测量后通过无线电发送确切位置给救援机器人,另一个是gps坐标信号(图2-2),系统微处理器在接收到gps和三角测量信号后得出确切的位置并向机器人(图1-8)发出救援指令,然后将机器人弹射到水中(图5-2)。此时机器人舵机(图1.4.2)开始启动,随后机器人向落水人员处移动。机器人装配有磁钩(图1-6.3)、压缩空气瓶(图1-6.2)、救生圈固定绳(图1-6.1)和救生圈(图1-6.1)。当机器人搜索到落水人员后,就会通过装备的磁钩(图1-6.3)附着于落水人员佩戴的磁性手环上(图2-1.3和图1-5.1),之后类似于安全气囊的救生圈(放置于机器人内部)进行充气,落水人员可以抓住充气救生圈进行漂浮。与此同时,救生浮标(图1-6.3)经系统(图1-8)确认后5秒内开始进行膨胀使机器人(图1-7)漂浮在水面上。救援绞盘(图5-4)在没有任何人操作的情况下自动启动,绞盘通过附着于落水人员的手环上的机器人来导引线缆将落水人员带回船上。
当船舶发生沉没或出现沉船时,系统的水平倾角传感器和垂直倾角传感器(图5-5)会记录船舶的变化情况,如果检测到船体正在下沉,系统对救生筏上的紧急系统进行改进,并使救生筏上的紧急系统采用与该紧急救援系统相同的方式和流程进行工作,救生筏上的紧急系统根据船舶的方向对手环的位置准确地进行三角测量,在救生筏提供坐标后,救生筏中的机器人采用与主船相同的流程和救援方法进行救援。
附图说明
结合如下附图对系统进行说明
图1机器人
图2手环
图3三角测量无线电台
图4机器人基座
图5基座仓库管理系统
图1-机器人
1-24伏动力机器人螺旋桨马达电源线
2-24伏变桨距驱动马达
3-马达控制器
4-舵机控制器和漂浮调平器
4-1漂浮调平器马达
4-2舵机马达
5-手环固定挂钩调节器
5-1电动螺旋桨固定挂钩手环
5-2磁性手环
6.救生圈控制器
6-1救生圈
6-2救生圈固定绳
6-3救生圈充气用压缩空气管
7-维持机器人漂浮的空气补偿器和膨胀浮标
8-手环识别系统内的可编程微处理器,可存储3000个手环类型
图2手环
1-深海用uhf-bhf和fr无线电发射台的微处理器
1-2无线电发射台天线
1-3磁扣乳胶带固定装置
2-gps
3-动力电池
4-水传感器
4-1水传感器通过无线电台发送信号触发报警
图3三角测量无线电台
1-1.2,1.3,1.4和1.5三角测量接收节点
2-手环发送2.1,2.2,2.3信号
图4机器人基座
1-船尾舱或船尾
2-机器人仓库
3-弹射机器人的弹簧
4-人员救援绞盘以及机器人和救生圈
图5基座仓库管理系统
1-机器人放置舱
2-活塞驱动式机器人
3-电力电缆和可伸缩式电缆
4-可伸缩式绞盘