CN105235824B - 水面消防无人艇的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水面消防无人艇，包括无人艇裸船体，一对互为正反桨的第一推进器、第二推进器，还包括第一蓄电池、第二蓄电池、灭火物质贮存仓、控制中心、电机驱动模块、高压水枪、第一火焰传感器、第二火焰传感器、第三火焰传感器、第四火焰传感器、第五火焰传感器、雷达模块、分层甲板；本发明在遇到较大火情时，由母船搭载或拖曳携带多艘水面消防无人艇，在火灾发生点进行快速投放，该装置可自动快速寻找火源，并行驶到火灾发生附近地点灭火。根据不同的灭火需求，该船可携带一定数量的除水以外的其他灭火物质，方便有效的实施灭火。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人艇，尤其涉及一种水面消防无人艇，属于船舶设备技术领域。
背景技术
水面无人艇，或称水面机器人，是一种无人操作的水面舰艇。相比于常规有人操纵船，主要优点是可以通过编写经验控制程序，进而取代人工操作，主要用于执行危险以及不适于有人船只执行的任务。
现有的水面消防艇都为人工灭火装置。遇到火情时需要出动多条消防艇，才能对水面较大的火情进行控制，同时每条船上的灭火装置数量有限，少量的有人消防艇难以快速的全范围内控制火灾。
本发明要研制的是一种具有强大灭火功能的无人消防艇，并通过吊放式、有动力驳船式等投放方式，实现增强单条母船出勤时的灭火能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水面消防无人艇，在遇到较大火情时，由母船搭载或拖曳携带多艘水面消防无人艇，在火灾发生点进行快速投放，该装置可自动快速寻找火源，并行驶到火灾发生附近地点灭火。根据不同的灭火需求，该船可携带一定数量的除水以外的其他灭火物质，方便有效的实施灭火。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种水面消防无人艇，包括无人艇裸船体1，一对互为正反桨的第一推进器201、第二推进器202，还包括第一蓄电池301、第二蓄电池302、灭火物质贮存仓4、控制中心5、电机驱动模块6、高压水枪7、第一火焰传感器801、第二火焰传感器802、第三火焰传感器803、第四火焰传感器804、第五火焰传感器805、雷达模块9、分层甲板10；所述第一蓄电池301、第二蓄电池302、第一推进器201、第二推进器202放置于船体最底部，通过船内分层甲板10进行分隔，分层甲板10以上布置灭火物质贮存仓4、控制中心5、电机驱动模块6、高压水枪7、第一火焰传感器801、第二火焰传感器802、第三火焰传感器803、第四火焰传感器804、第五火焰传感器805、雷达模块9；所述第一推进器201、第二推进器202由第一蓄电池301、第二蓄电池302供电，推进器的转速与转向通过电机驱动模块6受控制中心5控制，所述第一火焰传感器801、第二火焰传感器802、第三火焰传感器803、第四火焰传感器804、第五火焰传感器805在水面消防无人艇被母船投放后自动开启寻找火源，所述雷达模块9进行探测前方障碍物以及在灭火时的动力定位，所述高压水枪7使用灭火物质贮存仓4内的灭火物质，对火焰进行灭火。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
前述水面消防无人艇，其中雷达模块9布置于船头。
前述水面消防无人艇，其中第一火焰传感器801布置于船头，所述第二火焰传感器802、第三火焰传感器803布置于船前部右舷，所述第四火焰传感器804、第五火焰传感器805布置于船前部左舷。
如前述的水面消防无人艇的控制方法，水面消防无人艇在遇到火灾报警时，由消防艇母船搭载多艘或以船队的形式由母船快速拖曳到火灾地点，与母船脱离后，第一推进器201、第二推进器202由控制中心5给电机驱动模块6发送原地回转的指令，电机驱动模块6控制其输出相反的推力，因此水面消防无人艇原地回转，同时，装载于艇上的五个火焰传感器开始检测火焰，若果第一火焰传感器801检测到火焰，则由控制中心5发送前进指令，这时电机驱动模块输出最大的功率给推进器，快速驶向火灾发生点，如果五个火焰传感器开始都未能检测到火焰，则控制中心5继续发送原地回转命令，直到第三火焰传感器803或第五火焰传感器805检测到火焰，若第三火焰传感器803或第二火焰传感器802最先检测到火焰那么控制中心5发送减慢原地回转角速度的指令，直到第一火焰传感器801检测到火焰，则快速驶向火灾发生点，若第二火焰传感器802和第四火焰传感器804先检测到，则控制中心5发送减慢原地回转角速度的指令，直到第一火焰传感器801检测到火焰，则快速驶向火灾发生点。
如前述的水面消防无人艇的控制方法，在前进时雷达模块9处于工作状态，若前方有障碍物，雷达模块9测出安全距离小于设定值时，控制中心5发送命令，控制第一推进器201、第二推进器202停转，避免避碰，在到达火灾现场时，雷达模块9与其保持一定安全距离，打开高压水枪7，或使用灭火物质贮存仓4内的灭火物质，对火焰进行灭火。在高压水枪灭火时，由于冲量定理，水面消防无人艇会后退，该问题由控制中心5判断，雷达模块9反馈的距离若大于设定距离则控制推进器将船推进，若距离小于安全距离，控制中心5控制推进器反向推进，保证达到安全距离。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明以无人艇为载体，通过自主控制核心、传感器及工作实施模块三部分构成，属于智能化无人艇的应用。本发明从分利用了无人艇的艇型大小以及机动性的优点，同时克服了现代有人艇出勤时的安全性及出勤数量的成本问题，也解决了无人艇在执行工作时的动力定位问题，符合时代发展智能化的趋势。
附图说明
图1是本发明的结构剖视图；
图2是本发明的结构俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、2所示，水面消防无人艇，包括无人艇裸船体1，一对互为正反桨的第一推进器201、第二推进器202，还包括第一蓄电池301、第二蓄电池302、灭火物质贮存仓4、控制中心5、电机驱动模块6、高压水枪7、第一火焰传感器801、第二火焰传感器802、第三火焰传感器803、第四火焰传感器804、第五火焰传感器805、雷达模块9、分层甲板10；所述第一蓄电池301、第二蓄电池302、第一推进器201、第二推进器202放置于船体最底部，通过船内分层甲板10进行分隔，分层甲板10以上布置灭火物质贮存仓4、控制中心5、电机驱动模块6、高压水枪7、第一火焰传感器801、第二火焰传感器802、第三火焰传感器803、第四火焰传感器804、第五火焰传感器805、雷达模块9；所述第一推进器201、第二推进器202由第一蓄电池301、第二蓄电池302供电，推进器的转速与转向通过电机驱动模块6受控制中心5控制，所述第一火焰传感器801、第二火焰传感器802、第三火焰传感器803、第四火焰传感器804、第五火焰传感器805在水面消防无人艇被母船投放后自动开启寻找火源，所述雷达模块9进行探测前方障碍物以及在灭火时的动力定位，所述高压水枪7使用灭火物质贮存仓4内的灭火物质，对火焰进行灭火。前述水面消防无人艇，其中雷达模块9布置于船头。前述水面消防无人艇，其中第一火焰传感器801布置于船头，所述第二火焰传感器802、第三火焰传感器803布置于船前部右舷，所述第四火焰传感器804、第五火焰传感器805布置于船前部左舷。
所述的无人艇裸船体指能够承载安装所有设备的船体，所述的两套相同的电机及螺旋桨设备指两套互为正反桨推进系统设备，所述的自主控制核心包括单片机、PAC、PLC等控制硬件以及控制程序构成，所述的电机驱动模块是指能够分别控制两个电机转速和转向的设备，所述的雷达模块是用于船体避碰、定位的设备，所述的火焰感知模块用于自主寻找火源的设备，灭火物质贮存仓是指放在甲板或船体内的存放水以外的灭火物质的设备。
本发明水面消防无人艇在遇到火灾报警时，由消防艇母船搭载多艘或以船队的形式由母船快速拖曳到火灾地点，与母船脱离后，第一推进器201、第二推进器202由控制中心5给电机驱动模块6发送原地回转的指令，电机驱动模块6控制其输出相反的推力，因此水面消防无人艇原地回转，同时，装载于艇上的五个火焰传感器开始检测火焰，若果第一火焰传感器801检测到火焰，则由控制中心5发送前进指令，这时电机驱动模块输出最大的功率给推进器，快速驶向火灾发生点，如果五个火焰传感器开始都未能检测到火焰，则控制中心5继续发送原地回转命令，直到第三火焰传感器803或第五火焰传感器805检测到火焰，若第三火焰传感器803或第二火焰传感器802最先检测到火焰那么控制中心5发送减慢原地回转角速度的指令，直到第一火焰传感器801检测到火焰，则快速驶向火灾发生点，若第二火焰传感器802和第四火焰传感器804先检测到，则控制中心5发送减慢原地回转角速度的指令，直到第一火焰传感器801检测到火焰，则快速驶向火灾发生点。
在前进时雷达模块9处于工作状态，若前方有障碍物，雷达模块9测出安全距离小于设定值时，控制中心5发送命令，控制第一推进器201、第二推进器202停转，保证本发明的安全避碰，在到达火灾现场时，雷达模块9与其保持一定安全距离，打开高压水枪7，或使用灭火物质贮存仓4内的灭火物质，对火焰进行灭火。在高压水枪灭火时，由于冲量定理，水面消防无人艇会后退，该问题由控制中心5判断，雷达模块9反馈的距离若大于设定距离则控制推进器将船推进，若距离小于安全距离，控制中心5控制推进器反向推进，保证达到安全距离。
在灭火结束时，第一火焰传感器801未能检测到火焰，本发明继续原地回转，若所有火焰传感器在旋转一圈后都未能发现火灾，由母船控制本发明的控制中心5，使其安全返航并被回收，在港口内为本发明的蓄电池充电以及补充灭火物质，以备下次使用。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (2)
1.一种水面消防无人艇的控制方法，水面消防无人艇包括无人艇裸船体(1)，一对互为正反桨的第一推进器(201)、第二推进器(202)，还包括第一蓄电池(301)、第二蓄电池(302)、灭火物质贮存仓(4)、控制中心(5)、电机驱动模块(6)、高压水枪(7)、第一火焰传感器(801)、第二火焰传感器(802)、第三火焰传感器(803)、第四火焰传感器(804)、第五火焰传感器(805)、雷达模块(9)、分层甲板(10)；所述雷达模块(9)布置于船头，所述第一火焰传感器(801)布置于船头，所述第二火焰传感器(802)、第三火焰传感器(803)布置于船前部右舷，所述第四火焰传感器(804)、第五火焰传感器(805)布置于船前部左舷；所述第一蓄电池(301)、第二蓄电池(302)、第一推进器(201)、第二推进器(202)放置于船体最底部，通过船内分层甲板(10)进行分隔，分层甲板(10)以上布置灭火物质贮存仓(4)、控制中心(5)、电机驱动模块(6)、高压水枪(7)、第一火焰传感器(801)、第二火焰传感器(802)、第三火焰传感器(803)、第四火焰传感器(804)、第五火焰传感器(805)、雷达模块(9)；所述第一推进器(201)、第二推进器(202)由第一蓄电池(301)、第二蓄电池(302)供电，推进器的转速与转向通过电机驱动模块(6)受控制中心(5)控制，所述第一火焰传感器(801)、第二火焰传感器(802)、第三火焰传感器(803)、第四火焰传感器(804)、第五火焰传感器(805)在水面消防无人艇被母船投放后自动开启寻找火源，所述雷达模块(9)进行探测前方障碍物以及在灭火时的动力定位，所述高压水枪(7)使用灭火物质贮存仓(4)内的灭火物质，对火焰进行灭火；其特征在于，水面消防无人艇在遇到火灾报警时，由消防艇母船搭载多艘或以船队的形式由母船快速拖曳到火灾地点，与母船脱离后，第一推进器(201)、第二推进器(202)由控制中心(5)给电机驱动模块(6)发送原地回转的指令，电机驱动模块(6)控制其输出相反的推力，因此水面消防无人艇原地回转，同时，装载于艇上的五个火焰传感器开始检测火焰，若第一火焰传感器(801)检测到火焰，则由控制中心(5)发送前进指令，这时电机驱动模块(6)输出最大的功率给推进器，快速驶向火灾发生点，如果五个火焰传感器开始都未能检测到火焰，则控制中心(5)继续发送原地回转命令，直到第三火焰传感器(803)或第五火焰传感器(805)检测到火焰，若第三火焰传感器(803)或第二火焰传感器(802)最先检测到火焰，则控制中心(5)发送减慢原地回转角速度的指令，直到第一火焰传感器(801)检测到火焰，则快速驶向火灾发生点，若第二火焰传感器(802)和第四火焰传感器(804)先检测到，则控制中心(5)发送减慢原地回转角速度的指令，直到第一火焰传感器(801)检测到火焰，则快速驶向火灾发生点。
2.如权利要求1所述的水面消防无人艇的控制方法，其特征在于，在前进时雷达模块(9)处于工作状态，若前方有障碍物，雷达模块(9)测出安全距离小于设定值时，控制中心(5)发送命令，控制第一推进器(201)、第二推进器(202)停转，避免避碰，在到达火灾现场时，雷达模块(9)与其保持一定安全距离，打开高压水枪(7)，或使用灭火物质贮存仓(4)内的灭火物质，对火焰进行灭火；在高压水枪(7)灭火时，由于冲量定理，水面消防无人艇会后退，该问题由控制中心(5)判断，雷达模块(9)反馈的距离若大于设定距离则控制推进器将船推进，若距离小于安全距离，控制中心(5)控制推进器反向推进，保证达到安全距离。
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