專利名稱：一種海上救生系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海上救生系統(tǒng)，尤其涉及一種高海況下的海上智能救生系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有大風(fēng)浪救助方法的不足直升機(jī)帶纜、救助船后甲板接近遇險(xiǎn)船、聯(lián)系繩索轉(zhuǎn)移人員等都依賴于可靠帶纜的前提、帶纜時(shí)需要人為協(xié)助，存在生命危險(xiǎn)；而且大風(fēng)浪下人工撇纜機(jī)會(huì)少、準(zhǔn)確性低。利用船舶自身的救生艇(拋投救生器)進(jìn)行自救、用撈具撈起漂浮人員只是針對(duì)落水人員的救助，還不能實(shí)現(xiàn)遇險(xiǎn)整艘船舶財(cái)產(chǎn)和船上人員生命的共同救助；油料填浪有污染，而且區(qū)域有限，在大風(fēng)浪作用下遇險(xiǎn)船舶位置會(huì)發(fā)生漂移，其救助區(qū)域發(fā)生變化，填浪區(qū)域需要隨船而跟進(jìn)，不太現(xiàn)實(shí)。因此采用水面救助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)救助是一個(gè)較為安全的方案，但是現(xiàn)有的沈陽自動(dòng)化所開發(fā)的水面救助機(jī)器人其抗海浪等級(jí)最高為5級(jí)，沒有達(dá)到大風(fēng)浪(7級(jí)海況)以上的救助需求，同時(shí)其救助航速在靜止水面最大為5. 5節(jié)，大風(fēng)浪水面航行很難控制方向達(dá)到預(yù)定的航速，這與緊急救助需要快速定向要求不符合；已有的水面救助機(jī)器人無法主動(dòng)回收繩索，需要被救人員手動(dòng)捕捉其投放的救生設(shè)備，這種情況適合遇險(xiǎn)人員已經(jīng)漂浮于水面上，而不適合大多數(shù)遇險(xiǎn)船舶的帶纜(此時(shí)遇險(xiǎn)人員位于離水面較高距離的遇險(xiǎn)船的甲板或船艙中)，其帶纜過程為半自主，增加了生命的風(fēng)險(xiǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)以上問題的提出，而研制的一種海上救生系統(tǒng)，具有拋投救生器和與拋投救生器配合使用的救生機(jī)器人；拋投救生器具有多個(gè)在水中呈放射狀漂浮的網(wǎng)；所述救生機(jī)器人的前部具有翼，該翼的表面具有多個(gè)掛鉤，救生機(jī)器人的尾部具有全向推進(jìn)器和多個(gè)舵面；使用時(shí)，救生機(jī)器人自主尋找載有落水人員的拋投救生器，使用自身翼上的掛鉤， 勾住拋投救生器上的網(wǎng)，將拋投救生器拖至指定地點(diǎn)，完成救生過程。救生機(jī)器人的前端具有碰撞鎖；拋投救生器的周邊具有環(huán)繞拋投救生器側(cè)壁的環(huán)；使用時(shí)，救生機(jī)器人自主尋找載有落水人員的拋投救生器，使用其前端具有的碰撞鎖撞擊并鎖定拋投救生器側(cè)壁的環(huán)，將拋投救生器拖至指定地點(diǎn)，完成救生過程。翼通過連接部與機(jī)器人相連接，所述連接部控制翼，完成翼的收起、展開和翻轉(zhuǎn)。連接部具有推桿和連接軸； 推桿由救生機(jī)器人內(nèi)部的電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)螺母驅(qū)動(dòng)其作軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；連接軸的一端為驅(qū)動(dòng)螺母，另一端具有空心管；驅(qū)動(dòng)螺母與所述推桿相配合，通過推桿的軸向運(yùn)動(dòng)控制翼的轉(zhuǎn)動(dòng)，完成翼的收起與展開；空心管的內(nèi)部設(shè)有回轉(zhuǎn)馬達(dá)，回轉(zhuǎn)馬達(dá)與翼相連接，通過回轉(zhuǎn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)，控制翼的翻轉(zhuǎn)。翼具有多個(gè)當(dāng)翼翻轉(zhuǎn)至豎直位置或一定角度時(shí)，減少行進(jìn)阻力的通孔。
救生機(jī)器人為流線型旋轉(zhuǎn)體，救生機(jī)器人的中部具有豎直的通孔，該通孔的內(nèi)部具有改變救生機(jī)器人航行深度的推進(jìn)器。拋投救生器所懸掛的網(wǎng)所采用的纜繩為S型纜繩，該纜繩靠近固定端的一段纜繩的密度大于海水的密度，靠近自由端的一段纜繩的密度小于海水的密度救生機(jī)器人的尾部設(shè)有全向推進(jìn)器。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明所述的一種海上救生系統(tǒng)，其救助機(jī)器人從救助船或直升機(jī)上施放，而救援拋投器從遇險(xiǎn)船上投放，讓救助機(jī)器人主動(dòng)捕捉救援拋投器， 實(shí)現(xiàn)自主互動(dòng)救助。能實(shí)現(xiàn)大風(fēng)浪下快速航行到遇險(xiǎn)船附近，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)給遇險(xiǎn)船帶纜， 而帶纜過程中不需要遇險(xiǎn)船人員到甲板上輔助的自主帶纜特征，而通過可靠對(duì)接救援拋投器，實(shí)現(xiàn)和救援拋投器鎖緊，回航，實(shí)現(xiàn)自主帶纜，其救助是自主智能的，不需要人為參與；救助航行能實(shí)現(xiàn)快速性，操縱性好；提高大風(fēng)浪下可靠對(duì)接，帶纜可靠性高。
為了更清楚的說明本發(fā)明的實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明救生機(jī)器人的俯視2為本發(fā)明救生機(jī)器人的側(cè)視3為本發(fā)明救生機(jī)器人的立體4為本發(fā)明拋投救生器的側(cè)視5為本發(fā)明拋投救生器的俯視6為本發(fā)明連接部的立體示意7為本發(fā)明救生機(jī)器人使用碰撞鎖捕捉拋投救生器的示意8為本發(fā)明救生機(jī)器人使用翼鉤捕捉拋投救生器的示意圖
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖I-圖8所示一種海上救生系統(tǒng)，具有由海上航行船只攜帶的拋投救生器 Al，在船只遇險(xiǎn)或有人員落海時(shí)，航行船只將攜帶的拋投救生器Al，拋投至落水人員附近， 搭載落水人員，等待救援。救援船只或救援直升機(jī)，攜帶帶有自主動(dòng)力和具有自主尋的能力的救生機(jī)器人BI，到達(dá)失事海域后，釋放救生機(jī)器人BI，救生機(jī)器人BI自主尋找目標(biāo)，潛航接近拋投救生器Al，捕捉搭載有拋投救生器Al，將拋投救生器BI連同遇險(xiǎn)人員拖至指定區(qū)域，完成救生過程。
4
考慮到本系統(tǒng)在使用時(shí)，海上風(fēng)浪通常都比較大，拋投救生器Al隨海浪波動(dòng)較大，難于捕捉。為了增加救生機(jī)器人BI捕捉拋投救生器Al的成功率，作為一個(gè)較佳的實(shí)施方式，如圖7、圖I、圖2、圖3、圖4和圖5所示在拋投救生器Al的底部設(shè)置有多個(gè)條狀的網(wǎng)A2，網(wǎng)A2的一端固定在拋投救生器Al的底部，多個(gè)網(wǎng)A2的固定端構(gòu)成一個(gè)圓形，以保證網(wǎng)A2在水中漂浮時(shí)，呈放射狀，以增大接觸面積。同時(shí)，在救生機(jī)器人BI的前部設(shè)有翼 B2，在翼B2上設(shè)有多個(gè)掛鉤B21。使用時(shí)，救生機(jī)器人BI依靠其前部翼B2上的掛鉤B21勾住網(wǎng)A2，完成對(duì)拋投救生器Al的捕捉，將拋投救生器Al拖至指定地點(diǎn)即可。在海況允許的情況下，作為另一個(gè)較佳的救生機(jī)器人BI捕捉拋投救生器Al的方式，如圖8所示救生機(jī)器人BI的前端具有碰撞鎖B3 ;在拋投救生器Al的四周設(shè)有多個(gè)環(huán) A3，環(huán)A3環(huán)繞整個(gè)拋投救生器Al的側(cè)壁，救生機(jī)器人BI依靠其前端碰撞鎖B3，碰撞環(huán)A3， 將整個(gè)拋投救生器Al鎖定，拖至指定地點(diǎn)即可。碰撞鎖B3固定在救生機(jī)器人BI的前端，整體為一環(huán)，該環(huán)的前緣具有開口，開口的一端活動(dòng)連接有一個(gè)可活動(dòng)一定角度的桿，該桿只有在承受外界指向環(huán)內(nèi)部的壓力時(shí)， 桿才會(huì)以連接點(diǎn)為軸向環(huán)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，當(dāng)外力消失時(shí)，桿回到原位。為了增加翼B2上的掛鉤B21捕捉網(wǎng)A2的成功率，優(yōu)選的，所述掛鉤B21的數(shù)量為多個(gè)，均勻分布在整個(gè)翼B2的一面或者兩面。為了保證救生機(jī)器人BI在航行時(shí)具有最小的阻力，翼B2設(shè)計(jì)成可折疊式，在航行至靠近救生拋投器Al時(shí),翼B2展開,而在航行和存儲(chǔ)狀態(tài)時(shí),翼B2為收起狀態(tài)。作為一個(gè)較佳的實(shí)施方式，每個(gè)救生機(jī)器人BI具有兩個(gè)對(duì)稱的翼B2，翼B2通過連接部B5與救生機(jī)器人BI相連接，連接部B5控制翼B2的展開、收起和翻轉(zhuǎn)，如圖6所示。優(yōu)選的，連接部B5具有推桿B51和與推桿B51相連的連接軸B52。推桿B51由救生機(jī)器人BI內(nèi)部的電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)螺母，驅(qū)動(dòng)其作軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；連接軸B52的一端為驅(qū)動(dòng)螺母B521，另一端為空心管B522 ;驅(qū)動(dòng)螺母B521與所述推桿B51相配合，通過推桿B51 的軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制完成翼B2的收起與展開；空心管B522的內(nèi)部設(shè)有回轉(zhuǎn)馬達(dá)，回轉(zhuǎn)馬達(dá)與翼B2相連接，通過回轉(zhuǎn)馬達(dá)B533的轉(zhuǎn)動(dòng)，控制翼B2的翻轉(zhuǎn)。在翼B2的掛鉤B21，勾住網(wǎng)A2后，為了加強(qiáng)連接效果，優(yōu)選的，翼B2進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，將網(wǎng)A2纏繞在翼B2上。為了在翼B2展開，且翻轉(zhuǎn)至垂直位置或接近垂直位置的情況下，減少救生機(jī)器人 BI的航行阻力，所述翼B2上設(shè)有多個(gè)通孔?，F(xiàn)有的海上救生機(jī)器人一般為船型，其抗風(fēng)浪系能較差，在惡劣海況下，航行的速度也不理想。作為一個(gè)較佳的實(shí)施方式，所述救生機(jī)器人BI為流線型旋轉(zhuǎn)體，外形類似于魚雷，確保其完全浸沒時(shí)的排水量大于重力，即保證救生機(jī)器人BI能浮于水面上，對(duì)于這種外形，救生機(jī)器人BI即使被大風(fēng)浪打翻，打沉，由于其重力小于淹沒浮力，仍然能自動(dòng)浮于水面，同時(shí)又由于其截面為圓，重量集中于底部布置，則很快能恢復(fù)到平衡位置，從而提高了大風(fēng)浪下的航行穩(wěn)定性。本發(fā)明所述的救生機(jī)器人BI在整個(gè)救援過程中，為了避開水面的波浪，采用水下航行，快速到達(dá)救生拋投器Al附近，然后上浮，張開雙翼，進(jìn)行捕捉。除了靠機(jī)器人尾部的舵葉，控制航行深度外，優(yōu)選的，在救生機(jī)器人BI的中部設(shè)置有豎直方向的推進(jìn)器B7，以到達(dá)快速控制救生機(jī)器人BI航行深度的目的。進(jìn)一步的，所述救生機(jī)器人BI的中部開有豎直方向的通孔B6，將推進(jìn)器B7安裝在通孔B6中ο以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種海上救生系統(tǒng)，其特征在于具有拋投救生器(Al)和與拋投救生器(Al)配合使用的救生機(jī)器人(BI)；拋投救生器(Al)具有多個(gè)在水中呈放射狀漂浮的網(wǎng)(A2)；救生機(jī)器人(BI)的前部具有翼(B2)，該翼(B2)的表面具有多個(gè)掛鉤(B21)；使用時(shí)，救生機(jī)器人自主尋找載有落水人員的拋投救生器(Al)，使用自身翼(B2)上的掛鉤(B21)，勾住拋投救生器(Al)上的網(wǎng)(A2)，將拋投救生器(Al)拖至指定地點(diǎn)，完成救生過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海上救生系統(tǒng)，其特征還在于所述救生機(jī)器人(BI)的前端具有碰撞鎖(B3);拋投救生器(Al)的周邊具有環(huán)繞拋投救生器(Al)側(cè)壁的環(huán)(A3);使用時(shí)，救生機(jī)器人自主尋找載有落水人員的拋投救生器(Al)，使用其前端具有的碰撞鎖(B3) 撞擊環(huán)(A3)以鎖定拋投救生器(Al)，將拋投救生器(Al)拖至指定地點(diǎn)，完成救生過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種海上救生系統(tǒng)，其特征還在于所述翼(B2)通過連接部 (B5)與機(jī)器人(BI)相連接，所述連接部(B5)控制翼(B2)，完成翼(B2)的收起、展開和翻轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種海上救生系統(tǒng)，其特征還在于所述連接部(B5)具有 推桿(B51)和固定連接翼(B2)的連接軸(B52)；所述推桿(B51)由救生機(jī)器人(BI)內(nèi)部的電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)螺母驅(qū)動(dòng)其作軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；連接軸(B52)的一端為驅(qū)動(dòng)螺母(B521)，另一端具有空心管(B522)；驅(qū)動(dòng)螺母(B521)與所述推桿(B51)相配合，通過推桿(B51)的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制連接軸(B52)，使連接軸(B52)完成水平轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而控制翼(B2)進(jìn)行水平轉(zhuǎn)動(dòng)，完成翼(B2)的收起與展開；空心管(B522)的內(nèi)部設(shè)有回轉(zhuǎn)馬達(dá)(B533)，回轉(zhuǎn)馬達(dá)(B533)與翼(B2)相連接，通過回轉(zhuǎn)馬達(dá)(B533)的轉(zhuǎn)動(dòng)，控制翼(B2)的翻轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的一種海上救生系統(tǒng)，其特征還在于所述翼(B2)具有多個(gè)減少當(dāng)翼(B2)翻轉(zhuǎn)至豎直位置或一定角度時(shí)，減少行進(jìn)阻力的通孔(B22)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種海上救生系統(tǒng)，其特征還在于所述救生機(jī)器人(BI)為流線型旋轉(zhuǎn)體，救生機(jī)器人(BI)的中部具有改變救生機(jī)器人(BI)航行深度的推進(jìn)器(B7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種海上救生系統(tǒng)，其特征還在于所述救生機(jī)器人(BI)的中部開有豎直的通孔(B6)，所述推進(jìn)器(B7)，設(shè)置在通孔(B6)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種海上救生系統(tǒng)，其特征還在于所述拋投救生器(Al)所懸掛的網(wǎng)(A2)所采用的纜繩為S型纜繩，具有衰減水面波浪的擾動(dòng)作用，該纜繩靠近固定端的一段纜繩的密度大于海水的密度，靠近自由端的一段纜繩的密度小于海水的密度。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種海上救生系統(tǒng)，其特征還在于所述拋投救生器(Al)為救生圈。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海上救生系統(tǒng)，具有拋投救生器和與拋投救生器配合使用的救生機(jī)器人；拋投救生器具有多個(gè)在水中呈放射狀漂浮的網(wǎng)；所述救生機(jī)器人的前部具有翼，該翼的表面具有多個(gè)掛鉤，救生機(jī)器人的尾部具有全向推進(jìn)器和多個(gè)舵面；使用時(shí)，救生機(jī)器人自主尋找載有落水人員的拋投救生器，使用自身翼上的掛鉤，勾住拋投救生器上的網(wǎng)，將拋投救生器拖至指定地點(diǎn)，完成救生過程。救助機(jī)器人從救助船或直升機(jī)上施放，而救援拋投器從遇險(xiǎn)船上投放，讓救助機(jī)器人主動(dòng)捕捉救援拋投器，實(shí)現(xiàn)自主互動(dòng)救助。能實(shí)現(xiàn)大風(fēng)浪下快速航行到遇險(xiǎn)船附近。
文檔編號(hào)B63C9/00GK102582804SQ20121006730
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者吳利紅, 弓永軍, 張會(huì)臣, 許文海, 閆鵬 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)