一种水上救援机器人的控制方法与流程

文档序号:15452077发布日期:2018-09-15 00:13阅读:303来源:国知局

本发明属于水上救援技术领域,特别涉及一种水上救援机器人的控制方法。



背景技术:

救援机器人,为救援而采取先进科学技术研制的机器人,如地震救援机器人,它是一种专门用于大地震后在地下商场的废墟中寻找幸存者执行救援任务的机器人。这种机器人配备了彩色摄像机,热成像仪和通讯系统,其可以分为:军用救援机器人,灾后救援机器人,水下救援机器人、灾难侦察机器人等,在水上救援时,大多水上救援机器人体积庞大,不便于同时携带多个,并且造价昂贵,不合适大面积使用,现有的水上救援,无法多个机器人同时工作,大大降低了救援速度,延长了救援时间,无法使被救人员快速被带出水面,人工施救时,存在速度缓慢和影响救援速度的问题,增加了救援人员的工作量,使救援人员没有多余精力发现更多求救人员。



技术实现要素:

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种水上救援机器人及控制方法,解决了现有救援机器人因无法多个机器人同时工作,大大降低了救援速度,延长了救援时间,无法使被救人员快速被带出水面,人工施救时,存在速度缓慢和影响救援速度的问题,增加了救援人员的工作量,使救援人员没有多余精力发现更多求救人员的问题,为救援带来极大的方便,大大提高了水上救援机器人的实用性。

为了解决上述问题,本发明提供了一种技术方案:

一种水上救援机器人及控制方法,包括救援机器人本体,所述救援机器人本体由悬浮警示机构、下潜救援机构和潜水仓组成,所述悬浮警示机构由环形悬浮气囊、环形悬浮固定板,第一固定杆和第二固定杆组成,所述环形悬浮气囊顶部的一端固定连接有气门嘴,环形悬浮气囊的内部固定气泵,且所述气泵的输入端固定连接有导气管,所述导气管远离气泵的一端与气门嘴的出气孔固定连接,所述气泵与控制盒信号连接,所述环形悬浮气囊的顶部固定连接有环形悬浮固定板,所述环形悬浮固定板顶部的一侧固定连接有第一固定杆,环形悬浮固定板顶部的另一侧固定连接有第二固定杆,所述第一固定杆的一端与第二固定杆的一端之间转动连接有第一收卷轴,所述第一固定杆的另一端与第二固定杆的另一端之间转动连接有第二收卷轴,所述第二固定杆相对与第一收卷轴的一侧均通过电机固定座固定连接有第一电机和第二电机,所述第一电机和第二电机均与控制盒信号连接;

所述第一固定杆和第二固定杆中部之间固定连接有太阳能发电装置,所述太阳能发电装置包括梯形波浪状的光吸收层,所述光吸附层与防水箱内侧固定连接,光吸附层背侧固定连接有温差发电片,且所述温差发电片背侧固定连接散热箱,所述散热箱左侧设有入水口穿出防水箱,散热箱右侧设有出水口穿出防水箱,所述入水口固定连接有微型抽水泵,且所述散热箱下侧与基板上侧固定连接,所述基板下侧固定连接有固定盒,所述固定盒内部固定连接有逆变器和蓄电池控制器,所述逆变器分别与温差发电片、蓄电池控制器电性信号连接,所述蓄电池控制器与蓄电池电性连接,且蓄电池控制器与控制盒信号连接,所述蓄电池控制器太阳能发电装置对蓄电池对充电与断电过程,保护蓄电池,所述逆变器将太阳能发电装置产生的直流电转换成交流电。

所述第一电机靠近第一收卷轴的一侧,且所述第二电机靠近第二收卷轴的一侧,所述第一电机的输出端通过联轴器与第一收卷轴传动连接,所述第二电机的输出端通过联轴器与第二收卷轴传动连接,所述第一收卷轴的两端和第二收卷轴的两端均固定套有收卷槽,且所述收卷槽的内侧均缠绕有钢丝绳索,所述第一收卷轴和第二收卷轴均通过钢丝绳索与下潜救援机构固定连接,所述下潜救援机构包括升降固定担架,所述升降固定担架的两端均固定连接有连接板,且所述连接板均与钢丝绳索固定连接,所述升降固定担架与连接板相邻的一侧通过固定架固定连接有氧气瓶,且所述氧气瓶的输出端通过氧气输送管与呼吸器连接。

所述升降固定担架相对氧气瓶的一侧固定连接有两根固定绷带,所述固定绷带远离升降固定担架的一侧固定连接有插板连接件,所述插板连接件远离固定绷带的一端均固定连接有固定插板,且所述升降固定担架靠近氧气瓶的一侧固定连接有两个插板固定机构,所述插板固定机构由插板固定盒和锁盒组成,所述插板固定盒的中部设有插板限位槽,且所述插板限位槽的底部固定连接有回力弹簧,且所述回力弹簧的顶部固定连接有回力顶板,且所述回力顶板的外侧与插板限位槽的内壁滑动连接,且所述锁盒的一侧插有固定锁杆,所述固定锁杆从锁盒中部穿过且延伸至插板限位槽内,且所述固定锁杆的中部固定连接有限位板,且所述固定锁杆的外侧位于限位板与锁盒内壁之间套有互锁弹簧;

所述升降固定担架底侧固定连接潜水仓,所述潜水仓内设有蓄电池,所述潜水仓上部通过连接环与矩形配重铁连接,所述潜水仓后侧设有推进电机,所述推进电机转轴穿出潜水仓转动连接推进叶轮,且所述推进电机与蓄电池电性连接,所述推进叶轮外部设有防护滤网,所述潜水仓前侧设有搜寻摄像头和红外生命探测仪,所述控制盒分别与推进电机、搜寻摄像头和红外生命探测仪电连接。

作为优选,所述环形悬浮固定板为真空结构,所述环形悬浮固定板的一端固定连接有固定块,且所述固定块的中部设有固定孔。

作为优选,所述入水口和出水口均设有滤网且连接水管通向水面。

作为优选,所述固定插板的中部均设有插板固定孔,且所述插板固定孔为通孔,且所述插板固定孔的直径与固定锁杆的直径相同。

作为优选,所述固定锁杆远离限位板的一端固定连接有解锁拉环,所述环形悬浮气囊相对于气门嘴的另一侧设有出气口。

作为优选,所述回力弹簧和互锁弹簧均处于伸张状态。

作为优选,所述第一固定杆的顶部和第二固定杆的顶部等距固定连接有led警示灯,且所述led警示灯为lt-70型led警示灯。

作为优选,所述蓄电池外侧包裹一层防潮密封层。

作为优选,所述搜寻摄像头进行防水处理,且摄像头可360度旋转。

作为优选,所述红外生命探测仪探测的红外辐射范围为人体主要辐射波段3-50μm。

所述救援机器人的控制方法,包括以下步骤:

(1)通过船只将所述救援机器人本体移动到事故地点,工作人员发送指令后,控制盒打开所述气泵的电源,通过气门嘴对环形悬浮气囊内部进行充气,使所述环形悬浮气囊的内部充满气体且悬浮在水面,打开led警示灯的电源开关,使所述led警示灯对周围发出警示;

(2)控制盒开启第一电机和第二电机,通过所述第一电机和第二电机分别带动第一收卷轴和第二收卷轴旋转,所述第一收卷轴和第二收卷轴通过转动收卷槽将钢丝绳索向下输送,在重力作用下,升降固定担架向下沉降;

(3)通过控制盒开启推进电机,移动本装置,开启搜寻摄像头和红外生命探测仪,摄像头和红外生命探测仪对事故地点进行精准搜寻并且将各自收集的信息发送给控制盒,控制盒将信息处理后发送给搜救人员,搜救人员根据红外生命探测仪探测信息,快速发现生还者位置,通过搜寻摄像头使水面救援人员更加了解水下情况;

(4)在救援人员在水底发现求救人员后,先将呼吸器送入被救人员的口中,并且打开所述氧气瓶的阀门,使氧气经所述氧气输送管送入被救人员的口中,然后将被救人员放在所述升降固定担架顶部,并且将所述固定绷带绕在被救人员外侧,并且将所述固定插板插入插板固定盒内的插板限位槽内,在所述互锁弹簧的作用下,使所述固定锁杆插入插板固定孔内,以此将被救人员固定;

(5)控制盒控制所述第一电机和第二电机反向运动,通过所述收卷槽将钢丝绳索向上拉动,以此将快速将所述升降固定担架向上升起,使被救人员快速浮出水面并得到相应治疗。

本发明的有益效果:通过设置了环形悬浮气囊使水上救援时便于携带机器人,同时通过设置潜水仓更方便对水下情况进行搜寻,并且便于实现多个机器人同时工作,大大增加了救援速度,缩短了救援时间,通过设置了升降固定担架,使被救人员快速被带出水面,避免人工施救时,速度缓慢和影响救援速度的问题,降低了救援人员的工作量,使其有多余精力发现更多求救人员。

附图说明:

为了易于说明,本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明的结构示意图;

图2为本发明俯视图;

图3为本发明插板固定机构的内部结构示意图。

图4为本发明太阳能发电装置结构图。

图中:1、救援机器人本体;2、悬浮警示机构;3、下潜救援机构;4、环形悬浮气囊;5、环形悬浮固定板;6、第一固定杆;7、固定块;8、led警示灯;9、气泵;10、导气管;11、第二固定杆;12、第一收卷轴;13、第二收卷轴;14、收卷槽;15、电机固定座;16、第一电机;17、第二电机;18、出气口;19、钢丝绳索;20、升降固定担架;21、连接板;22、固定绷带;23、插板连接件;24、插板固定机构;25、固定架;26、氧气瓶;27、连接环;28、矩形配重铁;29、呼吸器;30、氧气输送管;31、固定插板;32、插板固定盒;33、锁盒;34、固定锁杆;35、解锁拉环;36、互锁弹簧;37、限位板;38、插板限位槽;39、回力弹簧;40、回力顶板;41、插板固定孔;42、气门嘴;43、潜水仓;44、推进电机;45、转轴;46、推进叶轮;47、防护滤网;48、摇摆舵机;49、摇摆轴;50、转向片;51、蓄电池;52、防潮密封层;53、搜寻摄像头;54、红外生命探测仪;55、太阳能发电装置;56、透明防护层;57、光吸收层;58、温差发电片;59、散热箱;60、基板;61、防水箱;62、固定盒;63、逆变器;64、蓄电池控制器;65、入水口;66、出水口、67、微型抽水泵;68、控制盒。

具体实施方式:

如图1-4所示,本具体实施方式采用以下技术方案:

一种水上救援机器人及控制方法,包括救援机器人本体1,救援机器人本体1由悬浮警示机构2、下潜救援机构3和潜水仓43组成,悬浮警示机构2由环形悬浮气囊4、环形悬浮固定板5,第一固定杆6和第二固定杆11组成,第一固定杆6的顶部和第二固定杆11的顶部等距固定连接有led警示灯8,且led警示灯8为lt-70型led警示灯8,环形悬浮气囊4顶部的一端固定连接有气门嘴42,环形悬浮气囊4的内部固定气泵9,且气泵9的输入端固定连接有导气管10,导气管10远离气泵9的一端与气门嘴42的出气孔固定连接,所述气泵9与控制盒68信号连接,所述环形悬浮气囊4的顶部固定连接有环形悬浮固定板5,环形悬浮固定板5为真空结构,环形悬浮固定板5的一端固定连接有固定块7,且固定块7的中部设有固定孔,环形悬浮固定板5顶部的一侧固定连接有第一固定杆6,环形悬浮固定板5顶部的另一侧固定连接有第二固定杆11,第一固定杆6的一端与第二固定杆11的一端之间转动连接有第一收卷轴12,第一固定杆6的另一端与第二固定杆11的另一端之间转动连接有第二收卷轴13,第二固定杆11相对与第一收卷轴12的一侧均通过电机固定座15固定连接有第一电机16和第二电机17,所述第一电机16和第二电机17均与控制盒28信号连接;

第一固定杆6和第二固定杆11中部之间固定连接有太阳能发电装置55,太阳能发电装置55包括梯形波浪状的光吸收层57,光吸附层57与防水箱61内侧固定连接,光吸附层57背侧固定连接有温差发电片58,且温差发电片58背侧固定连接散热箱59,散热箱59左侧设有入水口65穿出防水箱61,散热箱59右侧设有出水口66穿出防水箱61,入水口65固定连接有微型抽水泵67,入水口65和出水口66均设有滤网且连接水管通向水面,且散热箱59下侧与基板60上侧固定连接,基板60下侧固定连接有固定盒62,固定盒62内部固定连接有逆变器63和蓄电池控制器64,逆变器64分别与温差发电片58、蓄电池控制器64电性信号连接,蓄电池控制器64与蓄电池51电性连接,蓄电池控制器64太阳能发电装置55对蓄电池51对充电与断电过程,保护蓄电池51,逆变器63将太阳能发电装置55产生的直流电转换成交流电;

第一电机16靠近第一收卷轴12的一侧,且第二电机17靠近第二收卷轴13的一侧,第一电机16的输出端通过联轴器与第一收卷轴12传动连接,第二电机17的输出端通过联轴器与第二收卷轴13传动连接,第一收卷轴12的两端和第二收卷轴13的两端均固定套有收卷槽14,且收卷槽14的内侧均缠绕有钢丝绳索19,第一收卷轴12和第二收卷轴13均通过钢丝绳索19与下潜救援机构3固定连接,下潜救援机构3包括升降固定担架20,升降固定担架20的两端均固定连接有连接板21,且连接板21均与钢丝绳索19固定连接,升降固定担架20与连接板21相邻的一侧通过固定架25固定连接有氧气瓶26,且氧气瓶26的输出端通过氧气输送管30与呼吸器29连接。

升降固定担架20相对氧气瓶26的一侧固定连接有两根固定绷带22,固定绷带22远离升降固定担架20的一侧固定连接有插板连接件23,插板连接件23远离固定绷带22的一端均固定连接有固定插板31,且升降固定担架20靠近氧气瓶26的一侧固定连接有两个插板固定机构24,插板固定机构24由插板固定盒32和锁盒33组成,插板固定盒32的中部设有插板限位槽38,且插板限位槽38的底部固定连接有回力弹簧39,且回力弹簧39的顶部固定连接有回力顶板40,且回力顶板40的外侧与插板限位槽38的内壁滑动连接,且锁盒33的一侧插有固定锁杆34,固定锁杆34从锁盒33中部穿过且延伸至插板限位槽38内,且固定锁杆34的中部固定连接有限位板37,且固定锁杆34的外侧位于限位板37与锁盒33内壁之间套有互锁弹簧36,固定插板31的中部均设有插板固定孔41,且插板固定孔41为通孔,且插板固定孔41的直径与固定锁杆34的直径相同,固定锁杆34远离限位板37的一端固定连接有解锁拉环35,环形悬浮气囊4相对于气门嘴42的另一侧设有出气口18,回力弹簧39和互锁弹簧36均处于伸张状态;

升降固定担架20底侧固定连接潜水仓43,潜水仓43内设有蓄电池51,蓄电池51外侧包裹一层防潮密封层52,潜水仓43上部通过连接环27与矩形配重铁28连接,潜水仓43后侧设有推进电机44,推进电机44转轴穿出潜水仓43转动连接推进叶轮46,且推进电机44与蓄电池51电性连接,推进叶轮46外部设有防护滤网47,潜水仓43前侧设有搜寻摄像头53和红外生命探测仪54,搜寻摄像头53可360度旋转,红外生命探测仪54探测的红外辐射范围为3-50μm,控制器68分别与推进电机44、搜寻摄像头53和红外生命探测仪54电连接。

救援机器人的控制方法,包括以下步骤:通过船只将所述救援机器人本体1移动到事故地点,工作人员发送指令后,控制盒68打开所述气泵9的电源,通过气门嘴42对环形悬浮气囊4内部进行充气,使所述环形悬浮气囊4的内部充满气体且悬浮在水面,打开led警示灯8的电源开关,使所述led警示灯8对周围发出警示;

控制盒68开启第一电机16和第二电机17,通过所述第一电机16和第二电机17分别带动第一收卷轴12和第二收卷轴13旋转,所述第一收卷轴12和第二收卷轴13通过转动收卷槽14将钢丝绳索19向下输送,在重力作用下,升降固定担架20向下沉降;

通过控制盒68开启推进电机44,移动本装置,开启搜寻摄像头53和红外生命探测仪54,摄像头53和红外生命探测仪54对事故地点进行精准搜寻并且将各自收集的信息发送给控制盒68,控制盒68将信息处理后发送给搜救人员,搜救人员根据红外生命探测仪54探测信息,快速发现生还者位置,通过搜寻摄像头53使水面救援人员更加了解水下情况;

在救援人员在水底发现求救人员后,先将呼吸器29送入被救人员的口中,并且打开所述氧气瓶26的阀门,使氧气经所述氧气输送管30送入被救人员的口中,然后将被救人员放在所述升降固定担架20顶部,并且将所述固定绷带22绕在被救人员外侧,并且将所述固定插板31插入插板固定盒32内的插板限位槽38内,在所述互锁弹簧36的作用下,使所述固定锁杆34插入插板固定孔41内,以此将被救人员固定;

控制盒68控制所述第一电机16和第二电机17反向运动,通过所述收卷槽14将钢丝绳索19向上拉动,以此将快速将所述升降固定担架20向上升起,使被救人员快速浮出水面并得到相应治疗。

本发明通过设置了环形悬浮气囊使水上救援时便于携带机器人,并且便于实现多个机器人同时工作,大大增加了救援速度,缩短了救援时间,通过设置了升降固定担架,使被救人员快速被带出水面,避免人工施救时,速度缓慢和影响救援速度的问题,降低了救援人员的工作量,使其有多余精力发现更多求救人员。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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