蛇型水上仿生救援器的制作方法

1.本发明涉及救援工具技术领域，具体为蛇型水上仿生救援器。


背景技术：

2.目前已有的非载人救援设备，一般是对现有救生圈进行改进，例如目前较为常见的喷气式救生圈，在救生圈上配备一个喷气装置，为救生圈提供动力，救援操作时通过遥控该动力装置使救生漂浮物到达待施救目标处。
3.但是，水面上的运动速度往往低于水下运动速度，其原因在于水下运动只受到水的阻力，而在水面上不仅受到水的阻力(即流体阻力)，并且由于行进前方的波浪高于后部的波浪，形成水压差，对前行产生阻力(本领域称为兴波阻力)，而兴波阻力会随着前进速度增加而增加，因此，在没有专业救援人员和设备情况下进行水上救援时，针对目前溺水者远离岸边，救生圈等设备无法抛给溺水者时，救援费时费力，很多装备无法达到快速、安全、精确帮助溺水者，针对现有技术的不足，本发明提供了蛇型水上仿生救援器，以解决上述问题。
4.

技术实现要素：

5.（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了蛇型水上仿生救援器，解决了现有的溺水救援设备针对目前溺水者远离岸边，救生圈等设备无法抛给溺水者时，救援费时费力，很多装备无法达到快速、安全、精确帮助溺水者的问题。
6.（二）技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：蛇型水上仿生救援器，包括依次连接的蛇头部、蛇身部和蛇尾部，所述蛇头部为控制装置，内部配备一个微型电脑，用于处理所有的运动命令，识别前进途中的各种障碍，以调整对策；所述蛇身部采用多节模块设计，每节内带有救援气囊，由控制装置控制，每节之间由万向节连接，可实现多个方向摆动，每节中的救援气囊气阀都有蛇头部中的微型电脑控制开关；所述蛇尾部配备尾板和防水舵机，用于辅助方向的控制。
7.优选的，蛇型水上仿生救援器还包括内置的主控中心、无线信号收发模块、电机和电控充气组件，所述无线信号收发模块用于获取并向所述主控中心发送远程的遥控指令；所述主控中心和无线信号收发模块设置于蛇头部；所述电机包括第一电机和第二电机且设置于蛇身部；所述主控中心通过所述第一电机控制整体设备速度，所述主控中心通过所述第二电机控制整体设备方向，所述主控中心通过所述电控充气组件控制每节中救援气囊气阀的开关。
8.优选的，蛇形仿生救援器还包括与所述主控中心电信号连接的目标检测装置；所述目标检测装置，用于探测待施救目标的位置，并将目标位置信号发送至所述主控中心；所述目标检测装置设置在蛇头部上。
9.优选的，所述目标检测装置包括：设于所述蛇头部的透镜以及热释电红外探测器；所述热释电红外探测器通过所述透镜探测由待施救目标发出的红外信号，并将所述红外信号转换为电信号输出至所述主控中心。
10.优选的，所述蛇头部为半球形的菲涅尔透镜结构，所述蛇头部采用透光材质且所述蛇头部的外表面为光滑面。
11.优选的，所述目标检测装置包括图像采集装置和主控中心电信号连接的图像处理模块。
12.优选的，所述蛇身部包括多组左右万向节和上下万向节，所述左右万向节和上下万向节之间首尾依次连接，所述蛇身部内部设有放置救援气囊单节中腔，所述放置救援气囊单节中腔的内部设有救援气囊。
13.优选的，所述左右万向节和上下万向节包括左右驱动齿轮轴和上下驱动齿轮轴组成，所述左右驱动齿轮轴和上下驱动齿轮轴上均设有转轴中心且转轴中心设置于蛇身部上，所述左右驱动齿轮轴和上下驱动齿轮轴与电机输出端齿轮相连接，配合可以产生蜗轮的效果，通过电机和输出端齿轮的传动更容易实现关节的自锁功能。
14.本发明公开了蛇型水上仿生救援器，其具备的有益效果如下：1、该蛇型水上仿生救援器，减小救援人员在救援行动中的生命危险，减小人力物力的损失，有效地实现无危险救援，在方案创意方面比较符合当下的应急安全、人性化理念，尤其对于非专业人员在事故现场可以更快的实施救援工作，装置根据人为的简单操作，将溺水人员迅速救起，使应用时更加灵活精准，当人处于不同深度时，机械蛇可进行深度的调节，在到达溺水者身边时，自主进行缠绕，智能控制缠绕程度，使蛇身贴合溺水者身体，蛇身关节带有自锁功能，缠绕后电机控制关节自锁，防止溺水者在救援过程中脱落，准确地将人救出水面，水下游动阻力小，能够迅速、安全救援，以达到人力物力损失最小化。
15.2、该蛇型水上仿生救援器，该蛇型水上仿生救援器，按照水蛇的运动形态，采用摆动方式前进更加灵活，更容易避开海草、海带等植物，不会被缠住，对于不同体重的溺水者，蛇身可以适应不同溺水者的尺寸更贴合溺水者的身体，如果超过一定限度可以增加救生模块来增加长度，从而增加气囊数，带来更大的浮力。
16.3、该蛇型水上仿生救援器，在功能上实现水面或水下游动，释放气体形成救生圈的功能，在方案设计上也较为合理可行，应用常规设计方法，将复杂危险的人为活动变成简单快捷又安全的机器行为，结构易于实现，不存在技术难题，其使用比较简单，可操作性强。
附图说明
17.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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明提供的蛇形仿生救援器的实施例的结构示意图；图2为本发明提供的蛇形仿生救援器的实施例的侧视图；图3为本发明提供的蛇形仿生救援器的蛇头部的实施例的侧视图；图4为本发明提供的蛇形仿生救援器的蛇身部局部的实施例的俯视、侧视图；图5为本发明提供的万向节组的实施例的运动分析图；图6为本发明提供的蛇形仿生救援器的蛇身部单节模块的实施例的主视图；图7为本发明提供的鱼形仿生救援器的电气配置实施例的方框示意图；图8为本发明提供的鱼形仿生救援器的电气配置较佳实施例的方框示意图；图9为本发明提供的鱼形仿生救援器的电气配置综合实施例的方框示意图。
19.图中：1、蛇头部；2、蛇身部；3、蛇尾部；4、左右万向节；5、上下万向节；6、目标检测装置；7、主控中心；8、转轴中心；9、放置救援气囊单节中腔；10、电机；11、救援气囊；12、左右驱动齿轮轴；13、上下驱动齿轮轴。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
21.本技术实施例通过提供蛇型水上仿生救援器，解决了现有的溺水救援设备针对目前溺水者远离岸边，救生圈等设备无法抛给溺水者时，救援费时费力，很多装备无法达到快速、安全、精确帮助溺水者的问题。
22.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
23.实施例一、本发明实施例公开蛇型水上仿生救援器，根据附图1-9所示，包括依次连接的蛇头部1、蛇身部2和蛇尾部3，蛇头部1为控制装置，内部配备一个微型电脑，用于处理所有的运动命令，识别前进途中的各种障碍，以调整对策；蛇身部2采用多节模块设计，每节内带有救援气囊11，由控制装置控制，每节之间由万向节连接，可实现多个方向摆动，每节中的救援气囊气阀都有蛇头部1中的微型电脑控制开关；蛇尾部3配备尾板和防水舵机，用于辅助方向的控制。
24.该蛇型水上仿生救援器，减小救援人员在救援行动中的生命危险，减小人力物力的损失，有效地实现无危险救援，在方案创意方面比较符合当下的应急安全、人性化理念，尤其对于非专业人员在事故现场可以更快的实施救援工作，装置根据人为的简单操作，将溺水人员迅速救起，使应用时更加灵活精准，当人处于不同深度时，机械蛇可进行深度的调节，在到达溺水者身边时，自主进行缠绕，智能控制缠绕程度，使蛇身贴合溺水者身体，蛇身关节带有自锁功能，缠绕后电机控制关节自锁，防止溺水者在救援过程中脱落，准确地将人救出水面，水下游动阻力小，能够迅速、安全救援，以达到人力物力损失最小化。
25.实施例二、
本发明实施例公开蛇型水上仿生救援器，根据附图1-9所示，包括依次连接的蛇头部1、蛇身部2和蛇尾部3，蛇头部1为控制装置，内部配备一个微型电脑，用于处理所有的运动命令，识别前进途中的各种障碍，以调整对策；蛇身部2采用多节模块设计，每节内带有救援气囊11，由控制装置控制，每节之间由万向节连接，可实现多个方向摆动，每节中的救援气囊气阀都有蛇头部1中的微型电脑控制开关；蛇尾部3配备尾板和防水舵机，用于辅助方向的控制。
26.蛇型水上仿生救援器还包括内置的主控中心7、无线信号收发模块、电机10和电控充气组件，无线信号收发模块用于获取并向主控中心7发送远程的遥控指令；主控中心7和无线信号收发模块设置于蛇头部1；电机10包括第一电机和第二电机且设置于蛇身部2；主控中心7通过第一电机控制整体设备速度，主控中心7通过第二电机控制整体设备方向，主控中心7通过电控充气组件控制每节中救援气囊气阀的开关。
27.蛇形仿生救援器还包括与主控中心7电信号连接的目标检测装置6；目标检测装置6用于探测待施救目标的位置，并将目标位置信号发送至主控中心7；目标检测装置6设置在蛇头部1上。
28.目标检测装置6包括：设于蛇头部1的透镜以及热释电红外探测器；热释电红外探测器通过透镜探测由待施救目标发出的红外信号，并将红外信号转换为电信号输出至主控中心7。
29.蛇头部1为半球形的菲涅尔透镜结构，蛇头部1采用透光材质且蛇头部1的外表面为光滑面。
30.目标检测装置6包括图像采集装置和主控中心7电信号连接的图像处理模块。
31.蛇身部2包括多组左右万向节4和上下万向节5，左右万向节4和上下万向节5之间首尾依次连接，蛇身部2内部设有放置救援气囊单节中腔9，放置救援气囊单节中腔9的内部设有救援气囊11。
32.左右万向节4和上下万向节5包括左右驱动齿轮轴12和上下驱动齿轮轴13组成，左右驱动齿轮轴12和上下驱动齿轮轴13上均设有转轴中心8且转轴中心8设置于蛇身部2上，左右驱动齿轮轴12和上下驱动齿轮轴13与电机10输出端齿轮相连接。配合可以产生蜗轮的效果，通过电机和输出端齿轮的传动更容易实现关节的自锁功能。
33.该蛇型水上仿生救援器，按照水蛇的运动形态，采用摆动方式前进更加灵活，更容易避开海草、海带等植物，不会被缠住，对于不同体重的溺水者，蛇身可以适应不同溺水者的尺寸更贴合溺水者的身体，如果超过一定限度可以增加救生模块来增加长度，从而增加气囊数，带来更大的浮力。
34.在功能上实现水面或水下游动，释放气体形成救生圈的功能，在方案设计上也较为合理可行，应用常规设计方法，将复杂危险的人为活动变成简单快捷又安全的机器行为，结构易于实现，不存在技术难题，其使用比较简单，可操作性强。
35.工作原理：本装置包括依次连接的蛇头部1、蛇身部2和蛇尾部3。蛇头部1为控制装置，内部配备一个微型电脑，利用目标检测装置6充当神经系统，可以像真蛇一样能感觉出
周围空气环境变化，蛇也可以用传感器识别前进途中的各种障碍，以调整对策；蛇身部2采用多节模块设计，每节内带有救援气囊11，由控制装置控制，每节之间由万向节连接，可实现多个方向摆动，使蛇形仿生救援器能更灵活转动前进；蛇尾部3配备尾板和防水舵机，用于辅助方向的控制；蛇形仿生救援器还包括内置的主控中心7、无线信号收发模块、用于控制整体设备速度第一电机、用于控制整体设备方向第二电机、电控充气组件。并且蛇头微型电脑可进行蛇身每节的单独控制或者采用设置好的运动系统进行日常救援。本发明通过模拟水蛇的仿生特性提升救援器的游动速度和灵活性，并通过蛇身气囊爆开形成漂浮物向待施救目标提供有效的救援。
36.在救援功能上为了让救生圈更加新颖，采用蛇的形态，模仿蛇的动作，实现救生圈可移动，可自行围绕到人身上，并且具有自锁功能。相对于传统救援装置，我们将救生圈与机械蛇设计为一体，达到应急救援的目的。
37.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
38.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.蛇型水上仿生救援器，包括依次连接的蛇头部（1）、蛇身部（2）和蛇尾部（3），其特征在于：所述蛇头部（1）为控制装置，内部配备一个微型电脑，用于处理所有的运动命令，识别前进途中的各种障碍，并配备定位模块，实现远程定位，以调整对策；所述蛇身部（2）采用多节模块设计，每节内带有救援气囊（11），由控制装置控制，每节之间由万向节连接，可实现多个方向摆动，每节中的救援气囊气阀都有蛇头部（1）中的微型电脑控制开关；所述蛇尾部（3）配备尾板和防水舵机，用于辅助方向的控制。2.根据权利要求1所述的蛇型水上仿生救援器，其特征在于：蛇型水上仿生救援器还包括内置的主控中心（7）、无线信号收发模块、电机（10）和电控充气组件，所述无线信号收发模块用于获取并向所述主控中心（7）发送远程的遥控指令；所述主控中心（7）和无线信号收发模块设置于蛇头部（1）；所述电机（10）包括第一电机和第二电机且设置于蛇身部（2）；所述主控中心（7）通过所述第一电机控制整体设备速度，所述主控中心（7）通过所述第二电机控制整体设备方向，所述主控中心（7）通过所述电控充气组件控制每节中救援气囊气阀的开关。3.根据权利要求2所述的蛇型水上仿生救援器，其特征在于：蛇形仿生救援器还包括与所述主控中心（7）电信号连接的目标检测装置（6）；所述目标检测装置（6）用于探测待施救目标的位置，并将目标位置信号发送至所述主控中心（7）；所述目标检测装置（6）设置在蛇头部（1）上。4.根据权利要求3所述的蛇型水上仿生救援器，其特征在于：所述目标检测装置（6）包括：设于所述蛇头部（1）的透镜以及热释电红外探测器；所述热释电红外探测器通过所述透镜探测由待施救目标发出的红外信号，并将所述红外信号转换为电信号输出至所述主控中心（7）。5.根据权利要求1所述的蛇型水上仿生救援器，其特征在于：所述蛇头部（1）为半球形的菲涅尔透镜结构，所述蛇头部（1）采用透光材质且所述蛇头部（1）的外表面为光滑面。6.根据权利要求3所述的蛇型水上仿生救援器，其特征在于：所述目标检测装置（6）包括图像采集装置和主控中心（7）电信号连接的图像处理模块。7.根据权利要求2所述的蛇型水上仿生救援器，其特征在于：所述蛇身部（2）包括多组左右万向节（4）和上下万向节（5），所述左右万向节（4）和上下万向节（5）之间首尾依次连接，所述蛇身部（2）内部设有放置救援气囊单节中腔（9），所述放置救援气囊单节中腔（9）的内部设有救援气囊（11）。8.根据权利要求7所述的蛇型水上仿生救援器，其特征在于：所述左右万向节（4）和上下万向节（5）包括左右驱动齿轮轴（12）和上下驱动齿轮轴（13）组成，所述左右驱动齿轮轴（12）和上下驱动齿轮轴（13）上均设有转轴中心（8）且转轴中心（8）设置于蛇身部（2）上，所述左右驱动齿轮轴（12）和上下驱动齿轮轴（13）与电机（10）输出端齿轮相连接，配合可以产生蜗轮的效果，通过电机和输出端齿轮的传动更容易实现关节的自锁功能。

技术总结
本发明公开蛇型水上仿生救援器，涉及救援工具领域。该蛇型水上仿生救援器包括依次连接的蛇头部、蛇身部和蛇尾部，蛇头部为控制装置，内部配备一个微型电脑，用于处理所有的运动命令，识别前进途中的各种障碍，并配备定位模块，实现远程定位，以调整对策，蛇身部采用多节模块设计，每节内带有救援气囊，由控制装置控制，每节之间由万向节连接，可实现多个方向摆动，每节中的救援气囊气阀都有蛇头部中的微型电脑控制开关。该蛇型水上仿生救援器减小救援人员在救援行动中的生命危险，减小人力物力的损失，有效地实现无危险救援，当人处于不同深度时，机械蛇可进行深度的调节，在到达溺水者身边时，自主进行缠绕，智能控制缠绕程度，使蛇身贴合溺水者身体，蛇身关节带有自锁功能，缠绕后电机控制关节自锁，防止溺水者在救援过程中脱落，准确地将人救出水面，水下游动阻力小，能够迅速、安全救援，以达到人力物力损失最小化。以达到人力物力损失最小化。以达到人力物力损失最小化。


技术研发人员：李天成 符宝鼎 严月 唐耀平
受保护的技术使用者：李天成
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/4/20