阅读说明：本技术 一种水上救援装置 (Water rescue device ) 是由 文比强 许剑 郑鹏翱 葛春波 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种水上救援装置,包括船体,所述船体包括首部、舱体部和推进部；所述首部前端为弧形状,所述首部后端两侧对称设置有两个舱体部,所述舱体部上分别连接有推进部；所述首部前端安装有救援作业灯和摄像头,所述首部内部安装有通讯图传模块、储能电源和控制电路板；所述舱体部向外侧倾斜设置；所述推进部中安装有无轴推进器,所述无轴推进器与控制电路板电连接,所述推进部上设置有进水口和喷水口,所述进水口和喷水口分别位于无轴推进器两端。本发明具有输出功率大,动力强劲的优点。(The invention discloses a water rescue device, which comprises a ship body, wherein the ship body comprises a head part, a cabin body part and a propelling part; the front end of the head part is arc-shaped, two cabin body parts are symmetrically arranged on two sides of the rear end of the head part, and the cabin body parts are respectively connected with a propelling part; the head is internally provided with a communication image transmission module, an energy storage power supply and a control circuit board; the cabin body part is obliquely arranged outwards; the water-saving device is characterized in that a shaftless propeller is installed in the propelling part and electrically connected with the control circuit board, a water inlet and a water spraying opening are arranged on the propelling part, and the water inlet and the water spraying opening are respectively positioned at two ends of the shaftless propeller. The invention has the advantages of large output power and strong power.)

一种水上救援装置

技术领域

本发明涉及水上救援技术领域，更具体地，涉及一种水上救援装置。

背景技术

在洪水台风天气时，或者城市遭遇持续的强降雨天气，就会引发洪水灾害。如果洪水到达一定水位，将威胁群众的生命和财产安全。目前，在对受困人们的救援过程中，主要采用皮划艇、冲锋舟等救援工具，但是在救援的过程中，由于救援设施的配备数量及分布不合理，且皮划艇、冲锋舟等救援工具体积较大，在运送过程中不方便，将严重影响救援的时效性。另一方面，在救援时如果洪流的冲击力过大，洪水的水浪过高的话，则容易将冲锋舟冲翻，因而采用冲锋舟进行营救的话，危险性较高，稍有不慎就可能出现人员伤亡。

为了解决洪水中救人抢险的安全问题，发明了一种具备两面均可作为入水面的航行装置，在岸上或大型舰艇上丢入水中，不论哪面入水，均可驱动航行，在遇到巨浪或撞到障碍物翻转时，另一面仍然能持续航行。此种救生设备除了救人之外，还具备物料运输、搜救探测、牵引、娱乐、捕捞辅助等功能，甚至还可运用于巡逻侦查、单兵助推、装具浮渡、无人***等均是用途。而现有的航行装置采用电机驱动，电机轴带动螺旋桨转动前进，存在功率输出小、动力不足等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种水上救援装置，解决现有技术中存在的输出功率小、体积庞大的问题，而且存放管理方便，以无轴推进器作为动力前进，可实现快速救援。

一种水上救援装置，包括船体，所述船体包括舱体部和位于舱体部后端的推进部，所述推进部设有无轴推进器，所述舱体部上设有无轴推进器控制系统；所述无轴推进器包括电机和螺旋桨，所述电机包括设置在定子和转子所述转子设在定子内圈，转子中心轴为空心轴，螺旋桨设置转子空心轴内；所述无轴推进器的前端设有进水口，尾部设有出水口，进水口连通舱体两面，进水口设有空气隔离装置；所述控制系统包括储能电源、控制器和无线通信模块。

进一步地，所述舱体部设有首部、中部和后部，所述首部为弧形，所述中部设有空腔，空腔内放置控制系统，控制系统表面设有防水盖板，所述后部设有两个，左右对称设置在中部后端，每个后部连接一个推进部，每个推进部上设有至少一个无轴推进器。

进一步地，每个推进部上设有两个推进器，两个推进器上下对称设置。

进一步地，所述舱体上下两面对称设置，两个面上的进水口相通，形成进水室，进水室内设有可上下切换的空气隔离挡板。空气隔离挡板用于隔断上面进水口与与外接的连通，舱体翻转时，将空气隔离挡板到另一面，始终阻挡空气从上面进水口进入推进器。

进一步地，所述舱体上设有与进水口相连的入水导流槽。

进一步地，所述空气隔离装置为浮体材料隔离挡板，如发泡材料、中低密度聚乙烯等可以漂浮在水上的材料构成，进水室内充满水后，浮体材料漂浮在水面上。

进一步地，所述舱体为充气气囊。

进一步地，所述气囊设有一键快速充气装置，所述一键快速充气装置包括烟火式气体发生器和气体发生剂，气体发生剂为叠氮化钠与过渡金属氧化物组合制成的叠氮类气体发生剂。

进一步地，所述舱体采用可降解轻质发泡材料或柔性复合材料及橡胶材料制成。

进一步地，所述舱体上设有舱口，舱口设有防水舱门。

进一步地，所述船体首部前端装有把手，所述舱体部外侧设置有侧把手和救援牵引绳外挂点。

进一步地，所述舱体前端设有救援作业灯，救援作业灯包括救援照明灯和救援警示灯。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明采用无轴推进器，并通过空气隔离挡板隔离空气进入推进器，推进器水流更大，具有输出扭矩大、功率大、动力足的优点。

本发明以柔性复合材料或橡胶为材料，经缝合成型制作船体，弹性好，强度高，可防尖刺、防滑割；同时配合空气阀快速充气成型，在存储时将内部空气排出，折叠后放入存储箱，存放管理方便；设有一键式快速充气装置，可在短时间内快速充气。

本发明通过通讯模块接收工作指令，再由控制电路板根据接收的指令控制无轴推进器的前进方向和速度，可以在激流中稳定行进，实现快速救援。救援人员可远程对救援装置进行操控，保证救援人员的人身安全。摄像头拍摄的画面通过通讯模块实时反馈至救援人员，便于及时勘测水面险情。除了用于水上救援外，本发明还可以用于水域巡逻，近距离物资转运等。

附图说明

图1为一种水上救援装置结构示意图；

图2为一种水上救援装置内部结构图；

图3为水上救援装置表面入水导流槽位置示意图；

图4为实施例1中无轴推进器结构示意图；

图5无轴推进器轴承与螺旋桨安装位示意图；

图6为无轴推进器进水室示意图；

图7为无轴推进器进水室示意图；

图8为无轴推进器进水室示意图；

图9为推进部与无轴推进器位置示意图；

图10为无轴推进器安装位置示意图；

图11为有轴推进器的螺旋桨结构示意图；

图12为无轴推进器的螺旋桨结构示意图；

图13为点火装置示意图。

其中，1为把手，2为救援作业灯，3为摄像头，4为救援牵引绳外挂点，5 为侧把手，6为空气阀，7为进水口，71为上进水口，72下进水口，8为喷水口， 9为通讯模块，10为储能电源，11为控制电路板，12为无轴推进器，13为机壳， 14为转子，15为定子，16为永磁体，17为螺旋桨，18为轴承，19为防水盖板， 20为入水导流槽，21为进水室，213为空气隔离挡板，214为轨道，23为快速充气装置，231气体发生室，232空气过滤层，233通气孔，234出气孔，235点火装置，236点火具，237通气孔。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种水上救援装置，包括船体，船体包括舱体部和推进部。推进部连接在舱体部后端，推进部上设有无轴推进器。

舱体部分为前、中、后三部分，前部为弧形状，安装有把手1，在前部前端设有救援作业灯2和摄像头3，救援作业灯2包括救援照明灯和救援警示灯，其中救援照明灯为节能LED灯、救援警示灯为橙色闪光灯。

舱体部前端一部分向外侧倾斜设置，从前向后形成锥形，有利于克服水的阻力，在舱体部外侧设置有侧把手5和救援牵引绳外挂点4，便于连接牵引绳，控制和固定水上救援装置。

船体部的中部安装有通讯模块9、储能电源10和控制电路板11，本实施例的通讯模块9是基于蜂巢式网络的无线通信，包括数据通信子模块和无线图传子模块；通讯模块9与摄像头3连接，将摄像头3拍摄的画面通过通讯模块9 实时传输至操控人员，同时接收操控人员发出的工作指令；储能电源10分别与摄像头3、通讯模块9、控制电路板11连接，用于供电，船体上设有与储能电源10连接的充电插口；控制电路板与通讯模块9以及推进部上的无轴推进器12 连接，可根据接收到的通讯模块9下达的工作指令，控制无轴推进器12的推进方向和速度；控制电路板采用现有的常规电机控制电路板即可实现；在舱体上也可设置人工控制把手，人员在舱体上可以控制救援装置的速度和方向，远程控制和舱体人工控制的权限可以在后台设置。储能电源为锂电池组，储能电源和通讯模块、控制电路板均用防水盖板密封在舱体内。

在船体首部的上端面设置有舱口，舱口设有防水舱门，舱口内可放置救援物品。

舱体部的后部设置成左右对称的两部分，两部分之间有分叉，分叉的中间可以由人员趴在中间进行操控、或将运输人员放置在中间。舱体部的后部连接推进部。

本实施例中推进部设有两个，分别对称设在舱体部的后部，推进部中安装有无轴推进器12，无轴推进器12与储能电源10连接，在推进部上设有进水口 7和出水口8，进水口7和出水口8分别位于无轴推进器12前端和后端，无轴电机转动，在推进器12内形成负压，将水从进水口7吸入，从出水口8喷出，推动救援装置前进。舱体上设有入水导流槽20，导流槽20与进水口7相连。舱体放入水中后，有一部分舱体(约1/3)在水面以下，水可以顺利通过进水口进推进器。

如图4所示，本实施例中，无轴推进器包括机壳13、驱动电机和螺旋桨17，驱动电机为永磁电机，包括转子14和定子15。定子15与机壳相连，定子15设在转子14外圈，转子14在定子15内部旋转；转子14外壁设有永磁体16，转子14中心轴为中空轴，中空的轴内壁焊接螺旋桨17，转子14中空轴内壁还连接有轴承18，轴承18外壁与中空轴连接，内壁连接在机壳上，转子和定子通过与机壳的连接，固定相对位置关系。如图5所示，本实施例中轴承18设有两个，螺旋桨17焊接在转子中空轴轴向的中间位置，轴承18设置在螺旋桨17的两侧，轴承也可以设置一个，与螺旋桨并列安装。所述驱动电机的其他结构均采用现有技术即可实现。

本实施例中，船体采用柔性复合材料或橡胶材料缝合而成，内部为充气气囊，在船体上安装有空气阀6，充气阀与储能电源10连接，通过空气阀6实现船体的充放气。折叠后的水上救援装置可以容纳在存储箱内，在箱内配有和储能电源相适配的充电器，箱体上部安装有把手，便于携带转移。

具体地，本实施例提供的水上救援装置的工作过程如下：救援时，首先打开储能电源10，开启空气阀6对船体充气；充气完成后将救援装置放入水中，救援人员远程操控，通讯模块9接收指令后输送至电路控制板，电路控制板根据工作指令开启无轴推进器12，喷水口8喷出水流，推动水上救援装置前行；前行途中打开摄像头3和救援作业灯2，便于观察水面情况，寻找被困人员，摄像头3与通讯模块9连接，将摄像头3拍摄的画面通过通讯模块9实时传输至救援人员，供救援人员观测灾情，并随时调整水上救援装置的前进速度和方向。

实施例2

本实施例中的舱体为上下面对称设置，在放入水中时，哪个面入水，此面即为下面，与此面对应的面则为上面。每个面上均设有入水导流槽20和上进水口71、下进水口72，上下两面的进水口相通，形成进水室21。进水口上设有空气隔断挡板213。如图5所示，空气隔断挡板213用于隔断舱体上进水口71与空气的连通，水在从舱体下进水口72进入推进器。在推进器转动时，在推进器中形成负压，将水流吸入。上进水口71不与空气隔断，空气将与水流同时进入推进器，将会影响进水和喷水效率，推进器的输出功率将会下降。

所述空气隔断挡板213为可上下切换的结构，即挡板213可在进水室21上下面切换，用于封闭一个进水口。由于舱体两面对称设置，在紧急救援时，救生装置被扔入水中，入水面随机，需要根据入水面切换挡板213的位置，保证挡板在工作时始终封闭上进水口71。在船体运行过程中撞击障碍或受到风浪冲击翻转，需要将挡板213切换到另一面，仍然封闭上进水口，保证推进器的输出推力。

切换挡板的具体结构有多种实现方式。

方式一：进水室21前壁的上、下面，进水室后壁的上、下面均设有放置挡板的卡槽，在舱体的侧壁开设连通前壁上面与后壁上面卡槽的孔，和连通前壁下面和后壁下面卡槽的孔，孔的宽度稍大于挡板213的宽度，需要切换时，将挡板213从连通下面卡槽的孔中取出，放到连通上面卡槽的孔中既可。

方式二：如图8所示，挡板213切换到进水室21上进水口71时，阻挡从上进水口213进入进水室，水从下进水口72进入。进水室21前壁的上、下面之间，进水室后壁的上、下面之间均设有轨道214，挡板213设置在轨道214上，可以通过手动推动挡板在轨道上上下运动完成切换。也可以通过控制器控制挡板上下切换，轨道214上设有滑块，挡板设在滑块上，轨道214上设有电机，电机驱动滑块在轨道214上下移动，带动挡板213沿轨道214上下移动，电机与舱体控制电路板相连，可以通过控制器控制挡板上下运动，切换方向。电机与滑块的连接、以及与控制电路板采用现有的成熟技术即可实现。

方式三：进水室的前壁中部与后壁的上面和下面分别设置放置挡板的卡槽，在舱体的一侧侧壁开设连通前壁卡槽和后壁卡槽的孔，孔的宽度稍大于挡板的宽度，需要将切换挡板时，将挡板从前壁与后壁的下面连接的孔中取出时，***前壁与后壁上面连接的孔中。

方式四：如图6所示，进水室21后壁的设有连接上下面的轨道214，挡板 213为中间设有活页的可折叠结构，活页两侧均设有弹簧使挡板在折弯后恢复原状，切换挡板213时，将挡板从后壁下面通过轨道拉到后壁上面，封闭上进水口71，此时水从下进水口72进入，挡板在通过轨道中部时距离最短，挡板折弯，通过中部到达上面后，在弹簧作用下挡板恢复原状，在弹簧的作用下，挡板没有外力不会向下滑动。轨道214上还可以设置滑块，滑块连接驱动电机，电机带动滑块上下移动，电机与舱体控制电路板相连，通过控制器控制电机驱动挡板上下切换。电机与滑块的连接、以及与控制电路板采用现有的成熟技术即可实现。

方式五：如图7所示，将进水室21内的空气挡板213采用浮体材料制作，可在进水室21上下移动，螺旋桨转动后水流加速涌入将浮体空气挡板213向上推紧贴上进水口71，达到封闭上入水口隔绝空气的功能。

以上仅仅是几种实现方式，只要在本发明创造的思想内，实现挡板上下切换的结构均在本发明的保护范围内。

实施例3

与实施例1不同点在于，推进器的螺旋桨中心设有固定轴孔，固定轴孔内设置固定轴，固定轴与螺旋桨通过轴承连接，固定轴的中间穿过螺旋桨，端部与机壳连接，固定转子与定子的相对位置关系。电机转子转动，带动螺旋桨转动，驱动推进器运动。所述机壳可以将驱动电机包裹在中间，螺旋桨进水口和出水口设置有网，固定轴与网中心通过螺栓连接。

实施例4

舱体的充气气囊设有快速充气装置，快速充气装置采用汽车防爆气囊的启动装置，本实施例为烟火式气体发生器，如图13，包括气体发生室231和冷却过滤层232，气体发生室231与冷却过滤层232之间设有通气孔233，气体发生室231内有气体发生剂和点火装置235，冷却过滤层232内有冷却、过滤材料，冷却过滤层232外壳体上设有出气孔234。通气孔233和出气孔234中都设有防止气体发生剂或者残渣通过的隔膜。通气孔233和出气孔234都设有滤网，滤网仅允许气体通过，防止残渣或者气体发生剂通过从而引起泄露。气体发生剂为叠氮化钠与过渡金属氧化物组合制成的叠氮类气体发生剂，冷却、过滤材料是铁砂或颗粒碳酸氢钠等耐高温或易吸热分解的物质，在高温的作用下它们依然可以保持完整的冷却和过滤形态，或因为分解而吸收大量的热从而降低温度。点火装置235设置在气体发生室内，包括点火壳、点火壳内部的点火具236和点火壳上的点火孔237，点火装置235通过点火孔237进行点火动作。点火装置 235的启动按钮连接在舱体外壁，工作时，按动启动按钮，点火装置235启动，点火具236点火，通过点火孔237引爆气体发生剂，气体发生剂释放出大量氮气，将气囊快速充满，像汽车气囊一样可以迅速将船体充满。

实施例5

如图9、10所示，两个推进部左右对称布置，每个推进部上设有2个推进器，2推进器上下布置。

对本发明的救援装置进行模拟仿真，如图11所示为传统有轴推进器采用螺旋桨，螺旋桨中间的轴孔连接电机输出轴，如图12所示为本发明所述的无轴推进器采用螺旋桨，螺旋桨设置在无轴电机的转子空心轴内。在航行器吃水深度设定为超过水平对称面3cm处、将图11示推进器转速设为7800rpm，将图11所示推进器转速设为3000rpm。计算得到的推进器推力与扭矩如下表所示。

推进器水动力计算结果表

	转速	推力	扭矩	电机输出功率
					采用图11推进器	7800rpm	20.65N	0.377N*m	307.8W
采用图12推进器	3000rpm	51.47N	1.04N*m	326.6W

从表上可知，本发明推进器具有更高的效率，在转速低的情况下仍然输入更大的扭矩和推力，水动力性能更为优良。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。