[發(fā)明專利]一種蛇形水面救援機器人及其控制方法

有效

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• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111874185B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設計）人: 葉長龍;王瑞;孫英鑫;魏冰;唐彪;鄭博睿;耿瓏玲;范佳琪
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: B63C9/00
• 分類號: B63C9/00;G08C17/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

一種蛇形水面救援機器人及其控制方法，屬于特種機器人設備技術領域，包括蛇形機體前分段、蛇形機體中段及蛇形機體后分段，所述蛇形機體中段兩端分別通過可變形關節(jié)與蛇形機體前分段及蛇形機體后分段連接。本發(fā)明救援機器人通過三角形、直線形、C形及U形的變換到達落水者水域并通過U形狀態(tài)搭載落水者，成功救援后控制機器人返航駛向安全地帶。整個救援過程都是由機械自動實現(xiàn)，人工操作簡單、自動化程度高，準確性好，能保證救援的時效性和工作的安全性。

技術領域

本發(fā)明屬于特種機器人設備技術領域，具體為一種蛇形水面救援機器人及其控制方法，主要用于無障礙水面環(huán)境下落水人員的自動救援。

背景技術

水上安全是關系到國計民生的一件大事，一旦水面運輸系統(tǒng)發(fā)生事故，將造成無法彌補的人員傷亡。由于我國經(jīng)濟建設的飛速發(fā)展，人們參與海洋、江河的生產(chǎn)生活日益頻繁，范圍越來越廣泛。隨著人們與江河湖泊接觸越來越密集，在人們處在水中作業(yè)的過程中，如果不慎發(fā)生溺水事故，而又不能及時得到救援，將引起無法挽回的后果。水中救援設備是救援過程中的關鍵設備，其工作狀況直接關系到救援過程的時效性和成功性，在發(fā)展國民經(jīng)濟以及建設現(xiàn)代化社會等方面都具有舉足輕重的作用?，F(xiàn)今，全國各地溺水事件越來越頻繁，人類社會向信息自動化時代快速邁進，水中救援向大范圍、深水域方向快速發(fā)展，對救援設備的時效性和可靠性提出了更高要求。目前救援設備相對比較落后，且自動化程度較低，而工作人員力量相對減少，在此背景下，傳統(tǒng)的人工救援方式已難以滿足現(xiàn)代化救援發(fā)展需求，須向機器人智能救援方向轉變。目前我國采取的主要救援方式是由救援人員乘坐水面船只進行人工救援，使用的救援設備多為無動力裝置的救生圈、救生衣，人工救援存在易受天氣影響、勞動強度大、工作效率低、管理成本高、主觀因素多、時效性差、難以監(jiān)控、危險系數(shù)大等缺陷，不符合以“信息化、數(shù)字化、自動化、智能化”為特征的現(xiàn)代社會服務模式的發(fā)展趨勢。而且這種人工救援雖然具有一定的應變性，但時效性較差，水面救援過程中時間就是生命，從接到救援任務到抵達救援現(xiàn)場往往需要較長時間。同時，人工救援對施救者的生命安全也構成一定威脅，自身安全得不到保障。

發(fā)明內(nèi)容

在全天候、寬水域等復雜背景下，設計了一種蛇形水面救援機器人及其控制方法，可以完成對相應水域水面情況、周邊救援信號等進行監(jiān)控，進而實施相應水域危情自動救援，及時挽救落水人員，提高水中救援的自動化程度，保證水中救援的成功率。本發(fā)明要解決的問題是提供一種自動化程度高、密封性能好、時效性好、準確性高，能保證救援效率的蛇形水面救援機器人及其控制方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種蛇形水面救援機器人，包括蛇形機體前分段、蛇形機體中段及蛇形機體后分段，所述蛇形機體中段兩端分別通過可變形關節(jié)與蛇形機體前分段及蛇形機體后分段連接。

所述蛇形機體中段包括中段殼體，所述中段殼體頂部設置有中段艙蓋，且中段艙蓋上設置有啟動開關，中段殼體內(nèi)部形成中段密封艙室，且在中段密封艙室兩側設置有線路管道口，中段密封艙室的中間部分為控制器艙室，控制器艙室內(nèi)安裝有控制器、蜂鳴器、無線通訊模塊及圖傳模塊，且蜂鳴器和無線通訊模塊分別通過導線與控制器相連，所述中段艙蓋上嵌入圖傳模塊的針孔攝像頭。

所述可變形關節(jié)包括上基座、法蘭盤軸、軸承、聯(lián)軸器、支架、舵機及舵機座，所述法蘭盤軸通過其法蘭盤與上基座一端通過螺栓連接，法蘭盤軸的軸段外圓面通過軸承與支架同軸套裝，且法蘭盤軸的軸段伸出軸承部分通過聯(lián)軸器與舵機的輸出軸連接，舵機通過螺栓固定在舵機座一端，舵機座另一端與蛇形機體中段的中段殼體鉸接，舵機通過導線與控制器連接。