一种可自供能的水上自主监测救生装置

：本发明涉及一种可自供能的水上自主监测救生装置。

背景技术

0、背景技术：

1、在洪涝灾害频发的季节，意外落水的案例数不胜数，会导致落水人员因救援不及时而受伤或死亡，甚至有参与救援的工作人员会因为环境复杂和救援技巧问题而使自身处于险地，危险系数过高。

2、为了提升水上救援的安全性，一般是设置多类型的水上救援装置来进行辅助救援；但是由于现有多类型的水上救援装置体积较大，大多为半自动控制形式，需要工作人员进行辅助操作，缺乏持续工作能力，不能对救援目标进行实时监测识别；另一方面，现有水上救援装置人工参与程度高，使整体加工维护成本和人力资源成本较高，应用普及难度高。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本发明实施例提供了一种可自供能的水上自主监测救生装置，结构设计合理，基于多个功能模块和设备组件的相互配合作用下，采用光伏板和蓄电池相结合的形式来进行获能供电，保证装置稳定持久供电，再经由目标识别环节进行实时监测，将救援信号传送到定向器，能够搭载双独立电机的推进器来调整自身位置，使定向器与目标同向设置并驶向救援目标，自动化控制，可以长时间稳定工作，同时采用高压气泵和电磁销开关来作为动力源，将两侧救生圈投放至救援目标身旁，从而使得落水目标及时得到救援，减少了人员伤亡的概率，降低了救援成本、维护成本和人力资源成本，方便进行普及推广应用，解决了现有技术中存在的问题。

2、本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

3、一种可自供能的水上自主监测救生装置，所述救生装置包括半球形壳体，在半球形壳体上设有：

4、监测组件，所述监测组件用于对落水目标进行准确识别并当监测到落水目标时及时传输出救援信号；所述监测组件设置在装置顶部，并与持续旋转的主轴相连，可大范围监测所处环节的情况；

5、供能组件，所述供能组件用于为装置提供稳定持久的电能；所述供能组件包括光伏板和蓄电池，所述光伏板倾斜设置在装置上端，所述蓄电池设置在半球形壳体内底部，用于储存光伏板转化的电能；

6、动力组件，所述动力组件用于压缩空气制造高压冲击气流，为救生圈提供动能；所述动力组件包括高压气泵和电磁销开关；

7、主轴，所述主轴的上方与监测组件相连，所述主轴的下方通过涡轮蜗杆与旋转电机相连，以实现持续自转，为监测组件提供动力；

8、推进组件，所述推进组件设置在半球形壳体内底部，以使装置重心下移，完成水平任意方向的移动，使得装置靠近落水目标；

9、定向组件，所述定向组件设置在装置的中间位置，与推进组件相对设置，用于接收监测组件传输的位置信号，便于迅速调整装置的自身位置。

10、在半球形壳体的上部两端分别通过连接机构固定有救生圈。

11、所述高压气泵的数量为四个，每两个设置为一组；所述电磁销开关用于利用电磁铁磁极方向与电流方向相关的特性；当电磁销开关内部线圈通电时，内部产生磁极，可将下方限位销子吸出。

12、所述电磁销开关的限位销子插入连接机构的方管中，以限定救生圈无法水平移动；在电磁销开关通电启动后，限位销子被吸出，以使救生圈的水平一轴自由度约束取消，在高压气流的冲击下弹出。

13、所述推进组件包括推进器，在推进器上设有两个独立工作的驱动电机，分别连接螺旋桨；

14、在定向组件确定的目标位置与推进组件正前进方向不一致时，两个驱动电机就会分别采用正转和反转的方式，使得救生装置旋转，直至方向一致；随后两驱动电机同时正转，快速驶向落水目标。

15、所述驱动电机和蓄电池的水平布局为等边三角形，以使重心处于装置水平中心，提升装置的抗风浪能力。

16、所述救生圈的数量为两个，且不同时工作；当正面救生圈投射完成后，监测组件再将目标位置传输至定向组件，通过两电机正反转，调整救生装置位置至背面救生圈对准落水目标，随后投射背面救生圈，提高了救援的成功率和稳定性。

17、所述光伏板和蓄电池通过整合模块电气相连，以将光伏板转化的电能输送到旋转电机和驱动电机并维持整个救生装置的日常消耗，多余电量输送至蓄电池，当蓄电池电量充满时，自动切断光伏板对光能的转化；在光照不足时，利用蓄电池对旋转电机和驱动电机进行供电；在整体装置至于水面上，水分面位于底部半球与腰部圆环漂子处，光伏板开始工作，开始对装置进行配电。

18、所述监测救生装置的监测救生方法包括以下步骤：

19、s1，当监测组件监测到有目标落水时，通过5g网络向外输送救援信号，监测组件的报警灯灯闪烁，并发出警报声音，同时将落水目标位置信息传输到定向组件；

20、s2，定向组件接收到落水目标位置信息后，推进组件的双驱动电机开始分别带动螺旋桨工作，直至定向组件正对落水目标后，同时双电机一致工作，带动救生装置驶向落水目标；

21、s3，当救生装置接近落水目标时，两个驱动电机停止运行，动力组件的高压气泵通电加压，使救生装置逐渐减速直至停止，并在当前位置再次确定落水目标位置；若位置在允许范围内，启动正面电磁销开关和高压气泵，将正面救生圈准确投放至落水目标附近，完成第一次救生圈投放；

22、s4，监测组件再次监测落水目标状态，判断落水目标是否通过救生圈获得救援，若未获得救援，将定位组件正背对落水目标，启动背侧电磁销开关和高压气泵，将背面救生圈准确投放至落水目标附近，完成第二次救生圈投放，完成对落水目标的救援。

23、本发明采用上述结构，通过光伏板转化光能为电能为救生装置供电，可以保证救援装置长时间持续工作；利用目标识别技术监测落水目标，采用双电机的推进器和定向器与救援目标的定位方式，能够准确及时到达救援目标附近；采用电磁销和高压气泵的组合方式，使得救生圈投放迅速可靠，并且根据目标获救情况可再次投放救生圈，极大地提高救援目标获救的概率；能够等待重新装载，具有恢复救援功能，可进行重复使用，从而使得落水目标及时得到救援，减少了人员伤亡的概率，降低了救援成本，解决了现阶段落水救援不及时、造成更多人员伤亡的问题,具有及时稳定、实用可靠、成本低廉的优点。

技术特征：

1.一种可自供能的水上自主监测救生装置，其特征在于，所述救生装置包括半球形壳体，在半球形壳体上设有：

2.根据权利要求1所述的一种可自供能的水上自主监测救生装置，其特征在于：在半球形壳体的上部两端分别通过连接机构固定有救生圈。

3.根据权利要求1所述的一种可自供能的水上自主监测救生装置，其特征在于：所述高压气泵的数量为四个，每两个设置为一组；所述电磁销开关用于利用电磁铁磁极方向与电流方向相关的特性；当电磁销开关内部线圈通电时，内部产生磁极，可将下方限位销子吸出。

4.根据权利要求3所述的一种可自供能的水上自主监测救生装置，其特征在于：所述电磁销开关的限位销子插入连接机构的方管中，以限定救生圈无法水平移动；在电磁销开关通电启动后，限位销子被吸出，以使救生圈的水平一轴自由度约束取消，在高压气流的冲击下弹出。

5.根据权利要求1所述的一种可自供能的水上自主监测救生装置，其特征在于：所述推进组件包括推进器，在推进器上设有两个独立工作的驱动电机，分别连接螺旋桨；

6.根据权利要求5所述的一种可自供能的水上自主监测救生装置，其特征在于：所述驱动电机和蓄电池的水平布局为等边三角形，以使重心处于装置水平中心，提升装置的抗风浪能力。

7.根据权利要求2所述的一种可自供能的水上自主监测救生装置，其特征在于：所述救生圈的数量为两个，且不同时工作；当正面救生圈投射完成后，检测组件再将目标位置传输至定向组件，通过两电机正反转，调整救生装置位置至背面救生圈对准落水目标，随后投射背面救生圈，提高了救援的成功率和稳定性。

8.根据权利要求1所述的一种可自供能的水上自主监测救生装置，其特征在于：所述光伏板和蓄电池通过整合模块电气相连，以将光伏板转化的电能输送到旋转电机和驱动电机并维持整个救生装置的日常消耗，多余电量输送至蓄电池，当蓄电池电量充满时，自动切断光伏板对光能的转化；在光照不足时，利用蓄电池对旋转电机和驱动电机进行供电；在整体装置至于水面上，水分面位于底部半球与腰部圆环漂子处，光伏板开始工作，开始对装置进行配电。

9.根据权利要求1所述的一种可自供能的水上自主监测救生装置，其特征在于，所述监测救生装置的监测救生方法包括以下步骤：

技术总结一种可自供能的水上自主监测救生装置，所述救生装置包括半球形壳体，在半球形壳体上设有：监测组件，用于对落水目标进行准确识别并当监测到落水目标时及时传输出救援信号；供能组件，用于为装置提供稳定持久的电能；动力组件，用于压缩空气制造高压冲击气流，为救生圈提供动能；主轴，所述主轴的上方与检测组件相连，所述主轴的下方通过涡轮蜗杆与旋转电机相连，以实现持续自转，为监测组件提供动力；推进组件，设置在半球形壳体内底部，以使装置重心下移，完成水平任意方向的移动，使得装置靠近落水目标；定向组件，所述定向组件设置在装置的中间位置，与推进组件相对设置，用于接收监测组件传输的位置信号，便于迅速调整装置的自身位置。技术研发人员：刘延俊,孙军涛,薛钢,袁震宇,闫祥磊受保护的技术使用者：山东大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15