一种用于水中救援的智能机器人及其控制方法技术

一种用于水中救援的智能机器人，包括壳体、救援装置、检测装置、驱动装置、蓄电池、无线装置、导航装置、定位装置及处理器，救援装置包括救生层、充气救生圈及伸缩隔离层，救生层设置于壳体内部，伸缩隔离层设置于壳体中间，检测装置包括摄像头及生命探测仪，摄像头设置于壳体表面，生命探测仪设置于壳体表面，驱动装置包括水平驱动电机、垂直驱动电机、水平推进器及垂直推进器，水平驱动电机设置于壳体尾部，垂直驱动电机设置于壳体尾部，水平推进器设置于壳体尾部，垂直推进器设置于壳体尾部，蓄电池设置于壳体内部，无线装置设置于壳体内部，导航装置设置于无线装置侧方，定位装置设置于导航装置侧方，处理器设置于定位装置侧方。

An Intelligent Robot for Water Rescue and Its Control Method

An intelligent robot for underwater rescue includes a shell, rescue device, detection device, driving device, battery, wireless device, navigation device, positioning device and processor. The rescue device includes a life-saving layer, an inflatable life-saving ring and a telescopic isolation layer. The life-saving layer is set inside the shell, and the telescopic isolation layer is set in the middle of the shell. The detection device includes a camera and a life-saving layer. The driving device includes horizontal drive motor, vertical drive motor, horizontal drive motor and vertical thruster. The horizontal drive motor is set at the tail of the shell, the vertical drive motor is set at the tail of the shell, the horizontal thruster is set at the tail of the shell, the vertical thruster is set at the tail of the shell, the vertical thruster is set at the tail of the shell, and the storage device is set at the tail of the shell. The pool is set inside the shell, the wireless device is set inside the shell, the navigation device is set on the side of the wireless device, the positioning device is set on the side of the navigation device, and the processor is set on the side of the positioning device.

【技术实现步骤摘要】
一种用于水中救援的智能机器人及其控制方法本申请为申请号2017108097564、申请日2017年09月11日、专利技术名称“一种用于水中救援的智能机器人及其控制方法”的分案申请。
本专利技术涉及水中救援领域，特别涉及一种用于水中救援的智能机器人及其控制方法。
技术介绍
机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动；近年来，机器人已经在我们的生活中得到了广泛的利用。比如，在博物馆中进行讲解的机器人，在餐馆里负责送餐的机器人以及可以陪伴人聊天的机器人等。溺水死亡事故的频频发生让我们认识到我们对于水上救援设备的开发还不够到位。国内最科学的救援设备应属快速救生艇，快速救生艇需要救生员携带绳索、救生衣、救生气囊等一系列救生设备前去救援。救生员在救援过程中还要避免用力过度对溺水者造成伤害，在时事救助过程中，使救助艇向救人舷侧横倾，降低干舷高度，提拉过程中应注意保持救生艇平衡，救生员所用绳索也有很多要求，由于软的救生网在水中无法保持固定形状，因此使用的救生网被绊住和缺乏刚性会影响对遇险人员的控制，救助人员难以将水中遇险人员网入网内，总体上看，这套救援方式没有科学性效率性，很难满足未来的救援需求，毕竟很多场合很难配置这种快速救生艇。也就是说在条件相对简陋的戏水场所，一旦落水事故发生，溺水者很难得到救援。然，如何将机器人与水中救援互相配合工作，从而达到灵活机动、无需人工操作的目的是目前急需解决的问题。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服
技术介绍
中的缺点，本专利技术实施例提供了一种用于水中救援的智能机器人及其控制方法，能够有效解决上述
技术介绍
中涉及的问题。技术方案：一种用于水中救援的智能机器人，包括壳体、救援装置、检测装置、驱动装置、蓄电池、无线装置、导航装置、定位装置以及处理器，所述壳体设计为流线型，用于减小所述壳体在水中的阻力；所述救援装置包括救生层、充气救生圈以及伸缩隔离层，所述救生层设置于所述壳体内部中间位置并设计为圆环形，用于环绕包裹人体腰部；所述充气救生圈设置于所述救生层内侧位置，充气后，用于产生浮力；所述伸缩隔离层设置于所述壳体中间位置，用于开关所述救生层；所述检测装置包括摄像头以及生命探测仪，所述摄像头设置于所述壳体外表面位置并与所述壳体外表面保持同一水平线，用于摄取所述壳体周围的环境影像；所述生命探测仪设置于所述壳体外表面位置，用于探测人体位置信息；所述驱动装置包括水平驱动电机、垂直驱动电机、水平推进器以及垂直推进器，所述水平驱动电机设置于所述壳体尾部内侧位置并与水平推进器连接，用于驱动所述水平推进器运行；所述垂直驱动电机设置于所述壳体尾部内侧位置并与垂直推进器连接，用于驱动所述垂直推进器运行；所述水平推进器设置于所述壳体尾部外侧位置，用于驱动所述壳体水平运行；所述垂直推进器设置于所述壳体尾部外侧位置，用于驱动所述壳体垂直运行；所述蓄电池设置于所述壳体内部位置，用于提供电力；所述无线装置设置于所述壳体内部位置，用于利用卫星信号分别与外部设备、水上救援中心以及网络连接；所述导航装置设置于所述无线装置侧方位置，用于规划行走路线；所述定位装置设置于所述导航装置侧方位置，用于卫星定位所述壳体当前位置信息；所述处理器设置于所述定位装置侧方位置，用于分别与充气救生圈、伸缩隔离层、摄像头、生命探测仪、水平驱动电机、垂直驱动电机、无线装置、导航装置以及定位装置连接。作为本专利技术的一种优选方式，所述救援装置还包括水下探照灯，所述水下探照灯设置于所述壳体外侧位置，用于发出强光。作为本专利技术的一种优选方式，所述救援装置还包括超声波发射器，所述超声波发射器设置于壳体外侧位置并与处理器连接，用于发出超声波。作为本专利技术的一种优选方式，所述救援装置还包括存储仓、氧气装置以及扬声器，所述存储仓设置于所述壳体上方外表面位置并与处理器连接，用于存储氧气装置；所述氧气装置放置于所述存储仓内部位置，人体佩戴后，用于提供氧气；所述扬声器设置于所述壳体上方外表面位置，用于发出语音提示。作为本专利技术的一种优选方式，所述救援装置还包括加热装置以及防水层，所述加热装置设置于所述充气救生圈外表面位置并与处理器连接，用于提供热量；所述防水层为柔性材料并设置于所述加热装置外部位置，用于将加热装置与水隔离。一种用于水中救援的智能机器人控制方法，使用所述的一种用于水中救援的智能机器人，所述方法包括以下步骤：无线装置接收到外部设备发送的巡逻指令则将其发送给处理器，所述处理器接收到则向水平驱动电机发送救援指令以及向生命探测仪发送探测指令，所述水平驱动电机接收到则驱动水平推进器控制壳体按照预设路线进行预设速度航行，所述生命探测仪接收到则实时检测以所述壳体为中心向四周扩散第一预设半径的生命信息并将所述信息返回给所述处理器；所述处理器接收到则分析所述生命信息，若分析出有人体存在则所述处理器向水平驱动电机发送靠近指令以及向摄像头发送摄取指令，所述水平驱动电机接收到则驱动所述水平推进器控制所述壳体前往所述人体预设距离位置处，所述摄像头接收到则实时摄取所述人体影像并将其实时返回给所述处理器；所述处理器接收到则根据所述影像实时分析所述人体是否为溺水状态；若是则所述处理器向伸缩隔离层发送收缩指令以及根据所述影像实时分析所述人体位置信息并将所述实时人体位置信息、所述实时人体影像以及救援指令发送给所述水平驱动电机以及垂直驱动电机，所述伸缩隔离层接收到则控制自身完全收缩，所述水平驱动电机以及垂直驱动电机接收到则驱动所述水平推进器以及垂直推进器相互协助将所述救生层环绕至所述人体腰部位置并将环绕完成信息返回给所述处理器；所述处理器接收到则向充气救生圈发送充气指令以及向定位装置发送定位指令并向所述垂直驱动电机发送上浮指令，所述充气救生圈接收到则控制自身进入完全充气状态，所述定位装置接收到则定位所述壳体当前位置并将获取的定位数据返回给所述处理器，所述垂直驱动电机接收到则驱动所述垂直推进器控制所述壳体上浮至水面；所述处理器接收到则向无线装置发送所述定位数据以及搜索指令，所述无线装置接收到则搜索电子地图上以所述定位数据为中心向四周扩散第二预设半径的水上救援中心信息并所述水上救援中心信息返回给所述处理器；所述处理器接收到则向导航装置发送所述定位数据、水上救援中心信息以及导航指令，所述导航装置接收到则根据所述定位数据以及水上救援中心信息规划最优的航行路线并将其返回给所述处理器；所述处理器接收到则向水平驱动电机发送所述航行路线以及救援指令并向所述水上救援中心发送所述人体影像以及人体信息，所述水平驱动电机接收到则根据所述航行路线驱动所述水平推进器控制所述壳体前往所述水上救援中心。作为本专利技术的一种优选方式，所述生命探测仪实时检测以所述壳体为中心向四周扩散第一预设半径的生命信息并将所述信息返回给所述处理器时，所述方法还包括以下步骤：所述处理器接收到则根据所述生命信息分析是否有人体存在；若有则所述处理器向水下探照灯发送灯光指令，所述水下探照灯接收到则控制自身进入开启状态。作为本专利技术的一种优选方式，在所述水平驱动电机以及垂直驱动电机驱动所述水平推进器以及垂直推进器相互协助将所述救生层环绕至所述人体腰部位置并将环绕完成信息返回给所述处理器后，所述方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水中救援的智能机器人，包括壳体、救援装置、检测装置、驱动装置、蓄电池、无线装置、导航装置、定位装置以及处理器，其特征在于，所述壳体设计为流线型，用于减小所述壳体在水中的阻力；所述救援装置包括救生层、充气救生圈以及伸缩隔离层，所述救生层设置于所述壳体内部中间位置并设计为圆环形，用于环绕包裹人体腰部；所述充气救生圈设置于所述救生层内侧位置，充气后，用于产生浮力；所述伸缩隔离层设置于所述壳体中间位置，用于开关所述救生层；所述检测装置包括摄像头以及生命探测仪，所述摄像头设置于所述壳体外表面位置并与所述壳体外表面保持同一水平线，用于摄取所述壳体周围的环境影像；所述生命探测仪设置于所述壳体外表面位置，用于探测人体位置信息；所述驱动装置包括水平驱动电机、垂直驱动电机、水平推进器以及垂直推进器，所述水平驱动电机设置于所述壳体尾部内侧位置并与水平推进器连接，用于驱动所述水平推进器运行；所述垂直驱动电机设置于所述壳体尾部内侧位置并与垂直推进器连接，用于驱动所述垂直推进器运行；所述水平推进器设置于所述壳体尾部外侧位置，用于驱动所述壳体水平运行；所述垂直推进器设置于所述壳体尾部外侧位置，用于驱动所述壳体垂直运行；所述蓄电池设置于所述壳体内部位置，用于提供电力；所述无线装置设置于所述壳体内部位置，用于利用卫星信号分别与外部设备、水上救援中心以及网络连接；所述导航装置设置于所述无线装置侧方位置，用于规划行走路线；所述定位装置设置于所述导航装置侧方位置，用于卫星定位所述壳体当前位置信息；所述处理器设置于所述定位装置侧方位置，用于分别与充气救生圈、伸缩隔离层、摄像头、生命探测仪、水平驱动电机、垂直驱动电机、无线装置、导航装置以及定位装置连接；所述救援装置还包括超声波发射器，所述超声波发射器设置于壳体外侧位置并与处理器连接，用于发出超声波；所述救援装置还包括存储仓、氧气装置以及扬声器，所述存储仓设置于所述壳体上方外表面位置并与处理器连接，用于存储氧气装置；所述氧气装置放置于所述存储仓内部位置，人体佩戴后，用于提供氧气；所述扬声器设置于所述壳体上方外表面位置，用于发出语音提示。...

【技术特征摘要】
1.一种用于水中救援的智能机器人，包括壳体、救援装置、检测装置、驱动装置、蓄电池、无线装置、导航装置、定位装置以及处理器，其特征在于，所述壳体设计为流线型，用于减小所述壳体在水中的阻力；所述救援装置包括救生层、充气救生圈以及伸缩隔离层，所述救生层设置于所述壳体内部中间位置并设计为圆环形，用于环绕包裹人体腰部；所述充气救生圈设置于所述救生层内侧位置，充气后，用于产生浮力；所述伸缩隔离层设置于所述壳体中间位置，用于开关所述救生层；所述检测装置包括摄像头以及生命探测仪，所述摄像头设置于所述壳体外表面位置并与所述壳体外表面保持同一水平线，用于摄取所述壳体周围的环境影像；所述生命探测仪设置于所述壳体外表面位置，用于探测人体位置信息；所述驱动装置包括水平驱动电机、垂直驱动电机、水平推进器以及垂直推进器，所述水平驱动电机设置于所述壳体尾部内侧位置并与水平推进器连接，用于驱动所述水平推进器运行；所述垂直驱动电机设置于所述壳体尾部内侧位置并与垂直推进器连接，用于驱动所述垂直推进器运行；所述水平推进器设置于所述壳体尾部外侧位置，用于驱动所述壳体水平运行；所述垂直推进器设置于所述壳体尾部外侧位置，用于驱动所述壳体垂直运行；所述蓄电池设置于所述壳体内部位置，用于提供电力；所述无线装置设置于所述壳体内部位置，用于利用卫星信号分别与外部设备、水上救援中心以及网络连接；所述导航装置设置于所述无线装置侧方位置，用于规划行走路线；所述定位装置设置于所述导航装置侧方位置，用于卫星定位所述壳体当前位置信息；所述处理器设置于所述定位装置侧方位置，用于分别与充气救生圈、伸缩隔离层、摄像头、生命探测仪、水平驱动电机、垂直驱动电机、无线装置、导航装置以及定位装置连接；所述救援装置还包括超声波发射器，所述超声波发射器设置于壳体外侧位置并与处理器连接，用于发出超声波；所述救援装置还包括存储仓、氧气装置以及扬声器，所述存储仓设置于所述壳体上方外表面位置并与处理器连接，用于存储氧气装置；所述氧气装置放置于所述存储仓内部位置，人体佩戴后，用于提供氧气；所述扬声器设置于所述壳体上方外表面位置，用于发出语音提示。2.根据权利要求1所述的一种用于水中救援的智能机器人，其特征在于，所述救援装置还包括水下探照灯，所述水下探照灯设置于所述壳体外侧位置，用于发出强光。3.根据权利要求1所述的一种用于水中救援的智能机器人，其特征在于，所述救援装置还包括加热装置以及防水层，所述加热装置设置于所述充气救生圈外表面位置并与处理器连接，用于提供热量；所述防水层为柔性材料并设置于所述加热装置外部位置，用于将加热装置与水隔离。4.一种用于水中救援的智能机器人控制方法，使用权利要求1-5所述的一种用于水中救援的智能机器人，其特征在于，所述方法包括以下步骤：无线装置接收到外部设备发送的巡逻指令则将其发送给处理器，所述处理器接收巡逻指令到则向水平驱动电机发送救援指令以及向生命探测仪发送探测指令，所述水平驱动电机接收到救援指令则驱动水平推进器控制壳体按照预设路线进行预设速度航行，所述生命探测仪接收到探测指令则实时检测以所述壳体为中心向四周扩散第一预设半径的生命信息并将所述信息返回给所述处理器；所述处理器接收到生命信息则分析所述生命信息，若分析出有人体存在则所述处理器向水平驱动电机发送靠近指令以及向摄像头发送摄取指令，所述水平驱动电机接收到靠近指令则驱动所述水平推进器控制所述壳体前往所述人体预设距离位置处，所述摄像头接收到摄取指令则实时摄取所述人体影像并将其实时返回给所述处理器；所述处理器接收到人体影像则根据所述影像实时分析所述人体是否为溺水状态；若是则所述处理器向伸缩隔离层发送收缩指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：李莉，
申请(专利权)人：郑州赫恩电子信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41