本发明专利技术公开了一种智能化船用可移动救生装置及其使用方法，包括U型导轨、滑块、固定装置、机械臂系统、机械爪系统及控制系统，其机械爪系统包括柔性机械爪、吸盘形凸起、第一防水摄像探头及红外热传感器，通过环绕抓取、吸附能实现对目标物的快速缠绕，具有高灵活性、高适应性的特点；其中U型导轨安装在船体的外部，在所述U型导轨内和滑块配合组装，以此实现了机械臂单元在船体上的灵活移动，可根据作业需要在船体移动装置组织全方位救援、打捞行动，有效扩大作业范围。本发明专利技术通过采用柔性机械爪结构，相比于传统的机械爪能实现对目标物的快速缠绕，适用于不同的目标对象，能有效提高救援效率和救援作业的灵活性。援效率和救援作业的灵活性。援效率和救援作业的灵活性。
【技术实现步骤摘要】
一种智能化船用可移动救生装置
[0001]本专利技术涉及水上救生
，具体涉及一种智能化船用可移动救生装置。
技术介绍
[0002]我国国土面积幅员辽阔，是一个海陆兼备的国家，其中拥有299.7万平方公里海洋面积。随着经济的发展，近几年出海船只游客落水事件不断地发生，在现有的水上救援装置中，主要通过人工救援来进行对溺水者的打捞抢救，这不但需要耗费大量的人力，且在调用救生艇等过程中耗时较长，易拖延救援时间。
[0003]在专利CN109397280A公开了一种船载机械手臂，可在针对游客意外落水的紧急情况时，利用机械爪的抓取单元展开救援工作，但其设置于机械爪上的救援网兜在面临多位溺水人员救援时，需要反复调整网兜开合，操作不便，且固定于船体上的机械手臂在一定程度上限制了船体作业的灵活性，需不断调整船体位置以适应救援作业需求，易造成救援延误。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种利用柔性机械爪配合溺水紧急救援、满足救援灵活性需求，提高工作效率的智能化船用可移动救生装置。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题采用的技术方案如下：一种智能化船用可移动救生装置，包括船体、固定装置、机械臂系统、机械爪系统及控制系统，所述固定装置设置于所述船体上，所述机械臂系统与所述固定装置铰接，所述机械爪系统与所述机械臂系统铰接；所述机械爪系统包括柔性机械爪、吸盘形凸起、第一防水摄像探头及红外热传感器；所述控制系统包括主控制机、驱动装置及控制器，所述主控制机与第一防水摄像探头、红外热传感器、控制器相连接，所述驱动装置连接固定装置、机械臂系统和机械爪系统，所述主控制机通过控制器控制驱动装置，进行救援行动。
[0006]优选的，所述柔性机械爪模仿章鱼触手形状，为不规则长条圆锥状，采用柔性材料制成，其内部设有弹性纤维棒和柔性波纹管，所述柔性波纹管的数量至少为8个，沿弹性纤维棒轴向套装，各柔性波纹管的波纹处分布有若干气孔，所述弹性纤维棒与柔性机械爪的两端铰接。当进行目标抓取时，主控制机通过控制器传送指令，控制弹性纤维棒弯向目标的具体部位，期间所述柔性波纹管压缩其内部空气使柔性机械爪向目标弯曲，当接触到目标时，所述弹性纤维棒做出环绕目标动作，实现抓取；同时所述柔性机械爪表面的吸盘形凸起启动吸附，以增加抓取动作的稳定程度。
[0007]优选的，所述吸盘形凸起设置于所述柔性机械爪的下侧表面，沿柔性机械爪轴向均匀分布有两列；所述吸盘形凸起由硅胶材料制成，呈碗装结构，在吸盘形凸起根部侧壁上固定嵌设有电磁阀，所述电磁阀的一端延伸至吸盘形凸起内，另一端与主控制机连接；所述柔性机械爪和第三机械臂的连接处设有微型气缸，所述微型气缸通过连接杆与吸盘形凸起连接；所述吸盘形凸起上还设有流水孔。
[0008]优选的，所述机械臂系统包括第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂；所述第一机械臂与所述固定装置铰接，所述第二机械臂与第一机械臂铰接，所述第三机械臂与第二机械臂铰接，所述柔性机械爪与第三机械臂相连；所述第一防水摄像探头与红外热传感器设置于柔性机械爪与第三机械臂的连接处，所述第一防水摄像探头通过实时拍摄水域环境，采集救援目标图像信息，以判断找出柔性机械爪抓取救援目标的最佳方位；所述红外热传感器用于精准定位落水者，进一步确保救援作业的适用性。
[0009]优选的，所述第一机械臂与底座连接处、所述第二机械臂与第一机械臂连接处、所述第三机械臂与第二机械臂连接处、所述柔性机械爪与第三机械臂连接处均设有步进电机和角度传感器，以驱动机械臂系统的协调运动以及多角度转动。
[0010]优选的，所述船体的外部布设U型导轨，在所述U型导轨内配合组装滑块，所述滑块包括六边形面板、滚轮、第一螺孔，所述六边形面板上设有所述第一螺孔，可通过该第一螺孔与固定装置的底端铰接；所述滚轮通过支柱支撑设置于六边形面板下方。
[0011]优选的，所述U型导轨根据不同船体进行定制，其通过支柱焊接在船体的船艏、船左舷、船右舷的外端；所述U型导轨采用中碳钢材料制成，以减轻船体及装置重量，同时确保整个装置作业的安全性；所述U型导轨内圈设有T字型卡槽，所述滑块装配在U型导轨内侧的T字型槽上，所述T字型槽表面光滑，以增加滑块移动速度。
[0012]优选的，所述固定装置包括底座和步进电机，所述底座四周设有第二螺孔，通过第二螺孔使底座与滑块铰接；所述步进电机设置于底座底部，当固定装置与滑块铰接后通过步进电机启动，驱动滑块在U型导轨上的移动。
[0013]优选的，所述船体为双体船，在船两侧设有护栏，甲板上设有上层建筑，所述上层建筑顶端设有若干第二防水摄像探头，所述第二防水摄像探头与主控制机相连。
[0014]优选的，所述控制器选用S7
‑
300PLC模型，用于对设备的直接控制、自动检测。
[0015]一种智能化船用可移动救生装置使用方法，其特征在于，包括：步骤1：定位所述船体、固定装置及滑块至救援目标处；步骤2：所述控制系统控制所述机械臂系统运动，使所述机械爪系统到达工作位置；步骤3：所述控制系统控制所述柔性机械爪和吸盘形凸起实现有效抓取。
[0016]本专利技术的技术方案能产生以下的技术效果：本专利技术通过采用柔性机械爪，相比于传统的机械爪能实现对目标物的快速缠绕，可适用于不同的目标对象，同时结合柔性机械爪表面的仿生吸盘，能改善在使用过程中传统机械抓指适应力差、结构复杂的缺点，且该柔性机械爪能避免抓取过程中对救援对象可能造成的物理伤害。
[0017]本专利技术在船体外围设置U型导轨，配套滑块组合实现了机械臂单元的灵活移动，可根据作业需要在船体四周移动组织全方位救援、打捞行动。同时，该机械爪可有效抓取大型垃圾，在垃圾清理过程中，可绕船体移动的机械臂有利于增大垃圾清理范围，降低清理船在工作过程中的能源消耗。
[0018]本专利技术智能化船用救生装置的便携式可移动结构特点，使得该装置可适用于不同功能、型号的船体，通过便携式安装使各单一功能船能有效综合救援功能。
[0019]本专利技术通过由控制系统所展开的一系列智能识别系统，可实现智能识别、智能救
援打捞一体化的全自动活动，能有效解决传统救援船在恶劣环境下难以展开救援工作的问题；且适用于白昼、黑夜环境下的救援工作。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的智能化船用可移动救生装置的结构示意图。
[0021]图2是本专利技术的智能化船用可移动救生装置的结构俯视示意图。
[0022]图3是本专利技术的船体结构示意图。
[0023]图4是本专利技术的滑块结构示意图。
[0024]图5是本专利技术的固定装置结构示意图。
[0025]图6是本专利技术的机械臂整体工作结构示意图。
[0026]图7是本专利技术的机械臂系统结构示意图。
[0027]图8是本专利技术的机械爪系统结构示意图。
[0028]图9是本专利技术的柔性波纹管组合结构示意图。
[0029]图10是本专利技术的单个柔性波纹管结构示意图。
[0本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种智能化船用可移动救生装置，包括船体（100）、固定装置（400）、机械臂系统（500）、机械爪系统（600）及控制系统（700），其特征在于，所述固定装置（400）设置于所述船体（100）上，所述机械臂系统（500）与所述固定装置（400）铰接，所述机械爪系统（600）与所述机械臂系统（500）铰接；所述机械爪系统（600）包括柔性机械爪（601）、吸盘形凸起（602）、第一防水摄像探头（504）及红外热传感器（505）；所述控制系统（700）包括主控制机（701）、驱动装置及控制器，所述主控制机（701）与第一防水摄像探头（504）、红外热传感器（505）、控制器相连接，所述驱动装置连接固定装置（400）、机械臂系统（500）和机械爪系统（600），所述主控制机（701）通过控制器控制驱动装置。2.根据权利要求1所述的一种智能化船用可移动救生装置，其特征在于，所述柔性机械爪（601）模仿章鱼触手形状，为不规则长条圆锥状，采用柔性材料制成；所述柔性机械爪（601）内部设有弹性纤维棒（604）和柔性波纹管（605），所述柔性波纹管（605）的数量至少为8个，沿弹性纤维棒（604）轴向套装，各柔性波纹管（605）的波纹处分布有若干气孔（606），所述弹性纤维棒（604）与柔性机械爪（601）的两端铰接。3.根据权利要求2所述的一种智能化船用可移动救生装置，其特征在于，所述吸盘形凸起（602）设置于所述柔性机械爪（601）的下侧表面，沿柔性机械爪（601）轴向均匀分布有两列，所述吸盘形凸起（602）由硅胶材料制成，呈碗装结构，在吸盘形凸起（602）根部侧壁上固定嵌设有电磁阀，所述电磁阀的一端延伸至吸盘形凸起（602）内，另一端与主控制机（701）连接；所述柔性机械爪（601）与第三机械臂（503）的连接处还设有微型气缸（607），所述微型气缸（607）的输出端通过连接杆与所述吸盘形凸起（602）连接；所述吸盘形凸起（602）上设有流水孔（603）。4.根据权利要求1所述的一种智能化船用可移动救生装置，其特征在于，所述机械臂系统（500）包括第一机械臂（501）、第二机械臂（502）、第三机械臂（503）；所述第一机械臂（501）与所述固定装置（400）铰接，所述第二机械臂（502）与所述第一机械臂（501）铰接，所述第三机械臂（503）与所述第二机械臂（502）铰接，所述柔性机械爪（601）与所述第三机械臂（503）相连；所述第一防水摄像探头（504）和红外热传感器（505）设置于柔性机械爪（601）与第三机械臂...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹群，董国忠，王文庆，李泓傧，魏宇豪，娄本强，沈中祥，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。