一种救生圈布放系统
阅读说明：本技术 一种救生圈布放系统 (Life buoy laying system ) 是由 付先平 姚冰 郭志成 陈羿宗 袁国良 于 2021-08-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种救生圈布放系统,包括救生圈投放装置、岸端控制系统、舵机控制系统、船载控制系统和通信系统；救生圈投放装置包括第一救生圈支架、第二救生圈支架、舵机、卡扣、扇叶、支撑架、缆绳和绞车；第一救生圈支架和第二救生圈支架固定在无人船船身上,第一救生圈支架上设有支撑架和绞车,第二救生圈支架靠近支撑架一端设有舵机和扇叶,缆绳连接舵机、救生圈和绞车,卡扣设置在救生圈上。本发明救生圈投放装置接收岸端控制指令实现自主布放,具有快速布放救生圈、实现对落水人员的快速搜救、提高搜救效率,救援搜救成本低的优点,能够减少前期搜救准备工作。(The invention discloses a lifebuoy laying system which comprises a lifebuoy putting device, a shore end control system, a steering engine control system, a shipborne control system and a communication system, wherein the lifebuoy putting device is arranged on the shore end of a lifebuoy; the lifebuoy throwing device comprises a first lifebuoy bracket, a second lifebuoy bracket, a steering engine, a buckle, a fan blade, a support frame, a cable and a winch; the first life buoy support and the second life buoy support are fixed on a ship body of the unmanned ship, the first life buoy support is provided with a support frame and a winch, one end, close to the support frame, of the second life buoy support is provided with a steering engine and fan blades, the cable is connected with the steering engine, the life buoy and the winch, and the buckle is arranged on the life buoy. The lifebuoy releasing device disclosed by the invention receives the shore end control instruction to realize autonomous releasing, has the advantages of quickly releasing lifebuoys, realizing quick search and rescue of personnel falling into water, improving search and rescue efficiency and reducing rescue and search and rescue preparation work in earlier stages.)
技术领域
本发明涉及救生
技术领域
，尤其涉及一种救生圈布放系统。背景技术
海洋孕育了生命，然而多年来，无论是在探测和利用海洋的过程中，还是日常生活中，有无数宝贵的生命葬身大海。由于海上环境错综复杂，人工作业进行海上搜救的过程中，受到自然因素以及海上不确定因素的影响，这对搜救人员的搜救的工作增加困难程度，救助的过程中会浪费很多时间，而且对于落水人员来说，也给他们带来一分的风险，所以搜救工作是一件分秒必争的事情。当海上有突发情况时，对于搜救人员自身来说，也是十分危险的，随时都有可能发生生命危险。因此，海上搜救工作是一件非常危险的事情，受到海上各种因素的影响，最终很有可能导致搜救工作的失败和造成无法估量的损失。
随着科技的迅速发展，智能装备技术愈加的完善，无人船执行海上搜救工作已经成为了一种新的趋势。传统搜救方法需要充分的前期准备工作、多个部门协同工作、调度多方的工作以及搜救成本之高，并且需要人为布放救生圈，不能够满足智能救援的目的。
无人船搜救可以在不同的环境中完成搜救任务，具有操作性强、搜救范围广、搜救成本低以及执行效率高等特点。并且还可以的极其恶劣的自然条件下或者人类不可达的场景下进行搜救工作，因此无人船执行海上搜救任务具有十分广阔的应用前景。
发明内容
本发明提供一种救生圈布放系统，以克服搜救成本高、无法智能布放救生圈、救援工作效率慢等问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种救生圈布放系统，其特征在于，包括：救生圈投放装置、岸端控制系统、舵机控制系统、船载控制系统和通信系统；
所述救生圈投放装置包括第一救生圈支架、第二救生圈支架、舵机、卡扣、扇叶、支撑架、缆绳和绞车；
所述第一救生圈支架和所述第二救生圈支架固定在无人船上，所述第一救生圈支架上设有所述支撑架和所述绞车，所述第二救生圈支架靠近支撑架一端设有所述舵机和所述扇叶，所述缆绳连接所述舵机、救生圈和所述绞车，所述卡扣设置在救生圈上；
所述通信系统用于接收岸端控制系统的控制指令，并传达控制指令到绞车、舵机控制系统和船载控制系统，同时将船载控制系统采集的信息发送到岸端控制系统；
所述舵机控制系统用于接收所述通信系统的控制指令，进而控制舵机的工作状态；
所述船载控制系统包括处理单元、避障单元、水下定位系统、超声波系统和摄像头；
所述处理单元用于接收通信系统的控制指令进而控制船体的电机调整航向和航速；
所述避障单元用于采集海面上障碍物的位置信息，并通过通信系统将位置信息发送到岸端控制系统；
所述水下定位系统用于采集无人船当前位置信息、计算当前位置距离岸边的距离信息和计算无人船当前行驶路线与预设轨迹路线的角度偏差及距离信息，并通过通信系统将上述信息发送到岸端控制系统；
所述超声波系统用于采集海面状况信息，并通过通信系统将上述信息发送到岸端控制系统；
所述摄像头用于采集船体当前位置所处环境照片，并通过通信系统将环境照片发送到岸端控制系统；
所述岸端控制系统用于船载控制系统、舵机控制系统与通信系统的控制指令交互和规划无人船巡航轨迹，其中控制指令为舵机的启动和关闭、电机的移动航向、航速和绞车的启动和关闭。
进一步的，相邻两个救生圈之间设有松弛状态的缆绳。
进一步的，每个救生圈上设置两个卡扣。
进一步的，所述支撑架位于所述第一救生圈支架中间。
进一步的，所述支撑架相对于海面的倾斜角度为30度-60度。
进一步的，所述通信系统为5G串口通信模块。
进一步的，所述超声波系统为声呐。
进一步的，所述支撑架上设置可伸缩的钩子。
有益效果：本发明中救生圈布放系统通过岸端控制系统指令实现自主搜救，搜索范围广，增加避障单元、水下定位系统、超声波系统和摄像头能够准确识别目标的位置；救生圈投放装置接收岸端控制指令实现自主布放，具有快速布放救生圈、实现对落水人员的快速搜救、提高搜救效率，救援搜救成本低的优点，可以快速确定落水人员的位置，然后重新规划无人船行驶路线，在接近目标点时，通过船载控制系统发出的指令，传给舵机控制系统，迅速布放救生圈，实现快速救援能够减少前期搜救准备工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明救生圈布放系统侧面结构示意图；
图2为本发明救生圈布放系统正面结构示意图；
图3为本发明救生圈布放系统的系统连接图；
其中，1-1、第一救生圈支架；1-2、第二救生圈支架；2、舵机；3、卡扣；4、扇叶；5、支撑架；6、缆绳；7、绞车。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供了一种救生圈布放系统，如图1-3，包括：一种救生圈布放系统，其特征在于，包括：救生圈投放装置、岸端控制系统、舵机控制系统、船载控制系统和通信系统；
所述救生圈投放装置包括第一救生圈支架1-1、第二救生圈支架1-2、舵机2、卡扣3、扇叶4、支撑架5、缆绳6和绞车7；
所述第一救生圈支架1-1和所述第二救生圈支架1-2固定在无人船上，所述第一救生圈支架1-1上设有所述支撑架5和所述绞车7，所述第二救生圈支架1-2靠近支撑架5一端设有所述舵机2和所述扇叶4，所述缆绳6连接所述舵机2、救生圈和所述绞车7，所述卡扣3设置在救生圈上；
所述通信系统用于接收岸端控制系统的控制指令，并传达控制指令到绞车7、舵机控制系统和船载控制系统，同时将船载控制系统采集的信息发送到岸端控制系统；
所述舵机控制系统用于接收所述通信系统的控制指令，进而控制舵机2的工作状态；
所述船载控制系统包括处理单元、避障单元、水下定位系统、超声波系统和摄像头；
所述处理单元用于接收通信系统的控制指令进而控制船体的电机调整航向和航速；
所述避障单元用于采集海面上障碍物的位置信息，并通过通信系统将位置信息发送到岸端控制系统；避障单元有深度传感器和高度计，深度传感器用于探测海底障碍物(例如礁石)和无人船之间的距离；高度计用于测试海面障碍物和无人船之间的距离；
所述水下定位系统用于采集无人船当前位置信息、获得当前位置距离岸边的距离信息和获得无人船当前行驶路线与预设轨迹路线的角度偏差及距离信息，并通过通信系统将上述信息发送到岸端控制系统；水下定位系统具体指的是USBL(超短基线)；
所述超声波系统用于采集海面状况信息和障碍物位置信息，并通过通信系统将上述信息发送到岸端控制系统；
所述摄像头用于采集船体当前位置所处环境照片，并通过通信系统将环境照片发送到岸端控制系统；
所述岸端控制系统用于船载控制系统、舵机控制系统与通信系统的控制指令交互和规划无人船巡航轨迹，其中控制指令为舵机2的启动和关闭、电机的移动航向、航速和绞车7的启动和关闭。
根据接收到的无人船状态信息、航线信息以及落水目标的具体位置，通过现有的PID算法重新规划无人船的航行路线，并且设定无人船到达落水目标附近布放救生圈的时机，通过岸端控制系统整合这些信息，并通过通信系统将控制指令发送给船载控制系统，且将无人船的状态信息传送给岸端上位机显示。
岸上人员通过通信系统发送开始指令，使舵机2控制扇叶4打开，岸上人员通过通信系统发送布放指令，绞车7下方缆绳6从而使救生圈放置到海中，当放置足够数量的救生圈时，岸上人员发送停止指令，通信系统控制绞车7收回缆绳6，救生圈回收，全部救生圈回到无人船时，岸上人员通过通信系统发送结束指令，舵机2控制扇叶4关闭，落水人员获救。
本发明中救生圈布放系统通过岸端控制系统指令实现自主搜救，搜索范围广，增加避障单元、水下定位系统、超声波系统和摄像头能够准确识别目标的位置；救生圈接收岸端控制指令实现自主布放，具有快速布放救生圈、实现对落水人员的快速、救援搜救成本低的优点，能够减少前期搜救准备工作；操作灵活简便，实现对落水人员精准救援。
在具体实施例中，相邻两个救生圈之间设有松弛状态的缆绳6，防止布放救生圈时，救生圈在海面上发生碰撞。
在具体实施例中，每个救生圈上设置两个卡扣3，方便缆绳6固定救生圈。
在具体实施例中，所述支撑架5位于所述第一救生圈支架1-1中间。
在具体实施例中，所述支撑架5相对于海面的倾斜角度为30度-60度，在遇到海面状况比较恶劣时，若角度过大，不利于卡扣固定救生圈，防止救生圈发生滑落现象；若角度设置过小，不利于救生圈的布放工作，耽误救援的最佳时机；优选倾斜角度为30度-60度，以保证救生圈固定防治滑落。
在具体实施例中，所述通信系统为5G串口通信模块。
在具体实施例中，所述超声波系统为声呐。
在具体实施例中，所述支撑架5上设置可伸缩的钩子，用于固定救生圈，可伸缩钩子为软性的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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