CN109200512A - 一种无人消防船 - Google Patents
一种无人消防船 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109200512A CN109200512A CN201811112575.7A CN201811112575A CN109200512A CN 109200512 A CN109200512 A CN 109200512A CN 201811112575 A CN201811112575 A CN 201811112575A CN 109200512 A CN109200512 A CN 109200512A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fire
- unmanned
- ship
- fighting
- camera
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 238000001931 thermography Methods 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 3
- 230000009429 distress Effects 0.000 abstract description 3
- 208000037805 labour Diseases 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C29/00—Fire-fighting vessels or like floating structures
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C31/00—Delivery of fire-extinguishing material
- A62C31/02—Nozzles specially adapted for fire-extinguishing
- A62C31/03—Nozzles specially adapted for fire-extinguishing adjustable, e.g. from spray to jet or vice versa
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C31/00—Delivery of fire-extinguishing material
- A62C31/28—Accessories for delivery devices, e.g. supports
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62C—FIRE-FIGHTING
- A62C37/00—Control of fire-fighting equipment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种无人消防船，包括船体、消防系统、相机系统、主控制系统；动力定位系统、通信系统和无人机系统。施救方案为：无人消防船通过通信系统接收遇难船舶或水岸的位置。由施救人员在远程终端发送信号进行灭火作业。操作远程终端设备连接无人机系统使小型无人机飞至火源上方至安全距离并开启相机和大功率喊话器，进行监控和救生引导工作。该方案优点在于：该无人消防船能够实时接收求救信号并到达火灾现场；该船还具备自动灭火装置，大大降低了人为灭火的风险和避免人为操作的不确定性；具备无人机系统更近距离的掌握现场灾情，有效的提高了救灾的成功率和效率。整个系统直观、操作效率高、安全度高，具有较大的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及到无人消防船船领域，具体的说是一种远距离操控和自动化进行消防作业并能实时监控火情的无人消防船。
背景技术
随着国内的经济水平和人民生活水平提高，水上交通、娱乐活动日益频繁，水上安全特别是消防安全日益收到人们的重视。水面上出现火灾或落水事故时，往往需要出动消防船或者消防艇，消防船/艇是一种高机动性的水上消防装备，在扑灭各种水上火灾的战斗中发挥了重要作用，尤其在船舶自身消防措施失效的作用下，消防船在海上灭火则发挥了重要的作用，保护了人民的生命财产安全。
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，取代人工操作，并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。
本发明研制的是一种无人消防船，通过自动化灭火装置作业和无人机系统实现无人消防船作业画面以及火灾现场的实时监控。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种无人消防船，以解决现有消防船救援存在不确定危险的安全问题。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种无人消防船体包括船体、消防系统、相机系统、主控制系统；动力定位系统、通信系统和无人机系统；
所述消防系统，包括水泵装置、水幕装置、泡沫浮力舱、火源检测及定位装置、水泡沫混合比例器和灭火装置，能够检测且确定火源的具体位置，调整所述灭火装置的姿态进行灭火作业；
所述相机系统包括至少两个摄像头，所述摄像头能够水平旋转且第一摄像头用于观察前方火情，第二摄像头用于监视灭火装置的运行情况；
所述主控制系统用于控制所述动力定位系统的推力分配、所述通信系统的内外部通讯、消防系统以及控制所述无人机系统的飞行状态；
所述动力定位系统，包括位置测量装置、环境参数测量装置、动力控制系统和推进装置，所述位置测量装置能测量所述无人消防船当前位置，所述环境参数测量装置能够测量所述无人消防船船艏方向和六个自由度运动参数和风速风向；
所述通信系统，包括信号发端设备和信号收端设备，所述信号收端设备用来接收所述无人消防船探测的外部信号，所述信号发端设备由所述远程终端向所述主控制系统发射控制信号；
所述无人机系统，包括小型无人机、探照灯、大功率喊话器、相机、温度预警器和GPS定位装置，监控火灾现场及进行远距离救生引导工作；
根据本发明的其中之一实施方式，所述火源检测及定位装置由紫外线火焰测距模块和热成像模块组成，所述紫外线火焰测距模块和热成像模块运行轨迹始终保持一致，所述紫外线火焰测距模块和热成像模块都可以进行水平和垂直转动。
根据本发明的其中之一实施方式，所述灭火装置由底座、水平回转体、俯仰回转体、伺服电机、T型三通水管、Y型三通水管和炮筒组成，所述伺服电机还包括第一电机、第二电机、第三电机，所述第一电机通过第一皮带与所述水平回转体连接，所述第二电机通过第二皮带与所述第三电机通过第二皮带连接在所述俯仰回转体两侧。
根据本发明的其中之一实施方式，所述推进装置，包括至少一个主推进器和四个侧推力器，用于调整所述无人消防船的运行姿态和船舶定位。
根据本发明的其中之一实施方式，所述运行姿态包括前进、倒退、左转、右转、旋转。
根据本发明的其中之一实施方式，所述大功率喊话器、所述探照灯和所述相机均安装在所述小型无人机机身下方。
根据本发明的其中之一实施方式，所述无人消防船进行自主巡航、自主返航和自动避障所述三种。
根据本发明的其中之一实施方式，所述温度预警器采用温度传感器保证所述小型无人机处于安全温度环境下操作。
根据本发明的其中之一实施方式，所述小型无人机为第一小型无人机和第二小型无人机，正常工作时所述第一小型无人机投入使用，第二小型无人机作为备用。
根据本发明的另外的实施方式，一种无人消防船系统，包括如上所述的无人消防船，通过控制设备实现远程无线控制所述无人消防船，和所述远程终端，通过所述人机交换界面实现对所述无人消防船状态的监测、控制、航线设计以及救火作业视频或实时火情。
综上所述，本发明的无人消防船及其系统，包括了灭火装置、火源检测及定位装置以及无人机等多个设备的相互配合，并运用相应的无人技术和消防系统，保证了无人消防船的工作效率和消防安全，通过使用远距离通讯模块、相机、无人机，能够实时的将火灾现场进行图像或视频的传输，更加清晰的掌握现场灾情，整个系统直观、操作效率高、安全度高，具有较大的应用前景。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明实施例无人消防船系统结构示意图;
图2为本发明实施例无人消防船灭火装置结构示意图;
图3为本发明实施例无人消防船无人机系统结构示意图;
附图说明1.船体，2.消防系统，3.相机系统，4.主控制系统，5.通信系统，6.动力定位系统，7.无人机系统，8.远程终端，20.灭火装置，200.底座，201.水平回转体，202.俯仰回转体，203.T型三通水管，204.Y型三通水管，205.炮筒，206.第一电机，207.第二电机，208.第三电机，209.第一皮带，2010.第二皮带，2011.第三皮带7.无人机系统，70.小型无人机，71.探照灯，72.大功率喊话器，73.相机，74.GPS定位装置，75.温度预警器
具体实施方式：
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。其中相同的零件用相同的附图标记来表示。
如图1所示，为本发明实施例无人消防船系统结构示意图，除去远程终端8 (即远程人机交换界面与控制设备)可以认为属于无人消防船部分，该无人消防船包括船体1；消防系统2；相机系统3；主控制系统4；动力定位系统5；通信系统6和无人机系统7。动力定位系统5中推进装置的主推进器优选全回转螺旋桨与电机组合，当进行正常巡航可以采用尾部推进方式，保证所述无人消防船可以自由航行。所述电机通过主控制系统4给定动力定位系统5中的动力控制系统信号来控制。相机系统2采用防水材质，通过主控制系统4的控制可以实现水平垂直旋转实现最佳拍摄角度。通信系统6包括信号发端设备和信号收端设备，所述信号收端设备用来接收所述无人消防船探测的外部信号，所述信号发端设备由所述远程终端向所述主控制系统发射控制信号；所述信号收端设备用于接收无人消防船自身的传感器返回的信号、相机系统2拍摄的视频和图像信号以及远程终端8发出的控制信号。所述信号发端设备主要用于向远程终端8的控制设备和人机交互界面发射图像视频信号和无人消防船运行状态。小型无人机70机身内部同样也嵌入所述信号收端设备和所述信号发端设备。所述信号发端设备和信号收端设备优选采用数字微波传输模块。主控制系统4用于控制消防系统2、相机系统3、主动力定位系统5、通信系统6和无人机系统7。
根据本发明的其中之一实施方式，所述火源检测及定位装置由紫外线火焰测距模块和热成像模块组成，所述紫外线火焰测距模块和热成像模块运行轨迹始终保持一致，所述激光红外测距模块和热成像模块都可以进行水平和垂直转动。
根据本发明的其中之一实施方式，所述灭火装置20由底座200、水平回转体201、俯仰回转体202、伺服电机、T型三通水管203、Y型三通水管204和炮筒205组成，所述伺服电机还包括第一电机206、第二电机207、第三电机208，所述第一电机通过第一皮带209与所述水平回转体连接，所述第二电机通过第二皮带2010与所述第三电机通过第二皮带2011连接在所述俯仰回转体两侧。
根据本发明的其中之一实施方式，所述推进装置，包括至少一个主推进器和四个侧推力器，用于调整所述无人消防船的运行姿态和船舶定位。
根据本发明的其中之一实施方式，所述运行姿态包括前进、倒退、左转、右转、旋转。
根据本发明的其中之一实施方式，所述大功率喊话器72、所述探照灯71、所述温度预警器75、所述GPS定位装置74和所述相机73均安装在所述小型无人机机身下方。
根据本发明的其中之一实施方式，所述无人消防船进行自主巡航、自主返航和自动避障所述三种。
根据本发明的另外的实施方式，一种无人消防船系统，包括如上一任所述的无人消防船，通过控制设备实现远程无线控制所述无人消防船，和所述远程终端8，通过所述人机交换界面实现对所述无人消防船状态的监测、控制、航线设计以及救火作业视频或实时火情。
当海中发生船舶失火船舶人员无法进行自救或水岸建筑失火时，所述无人消防船通过通信系统5接收遇难船舶或水岸的位置，施救人员通过远程终端8给主控制系统4发射信号命令所述无人消防船行驶到火灾现场安全距离。通过动力定位系统6中的所述动力控制系统分配推力给所述推进装置从而定位所述无人消防船。此时用远程终端8发射信号给主控制系统4，此时主控制系统4控制所述火源检测及定位装置确定火源所在位置。确定火源位置后由主控制系统4发出信号给消防系统2，主控制系统4确定水平回转体201所需转动角度和俯仰回转体202所需转动角度，将所述所需转动角度转换成电压信号给所述伺服电机；并确定水泵装置所需压力和水泡沫混合比例器所需比例。当上述工作完成后主控制系统4控制所述灭火装置作业；此时，施救操作远程终端设备8连接无人机系统7使小型无人机70飞至火源上方至安全距离并开启相机73和大功率喊话器72，进行现场播放和救生引导工作，并且通过温度预警器判断是否处于安全工作环境。
Claims (7)
1.一种无人消防船，其特征在于：包括船体（1）、消防系统（2）、相机系统（3）、主控制系统（4）、通信系统（5）、动力定位系统（6）、无人机系统（7）、远程终端（8）；
消防系统（2），包括水泵装置、水幕装置、泡沫浮力舱、火源检测及定位装置、水泡沫混合比例器和灭火装置，能够检测且确定火源的具体位置，调整所述灭火装置的姿态进行灭火作业；
相机系统（3）包括至少两个摄像头，所述摄像头能够水平旋转且第一摄像头用于观察前方火情，第二摄像头用于监视灭火装置的运行情况；
主控制系统（4）用于控制动力定位系统（6）的推力分配、通信系统（5）的内外部通讯、消防系统（2）以及控制无人机系统（7）的飞行状态；
动力定位系统（6），包括位置测量装置、环境参数测量装置、动力控制系统和推进装置，所述位置测量装置能测量所述无人消防船当前位置，所述环境参数测量装置能够测量所述无人消防船船艏方向和六个自由度运动参数和风速风向；
通信系统（5），包括信号发端设备和信号收端设备，所述信号收端设备用来接收所述无人消防船探测的外部信号，所述信号发端设备由所述远程终端向所述主控制系统发射控制信号；
无人机系统（7），包括小型无人机（70）、探照灯（71）、大功率喊话器（72）、相机（73）、温度预警器（75）和GPS定位装置（74），监控火灾现场及进行远距离救生引导工作。
2.如权利1所述的无人消防船，其特征在于，所述运行姿态包括前进、倒退、左转、右转、旋转，所述述无人消防船进行自主巡航、自主返航和自动避障所述三种。
3.如权利2所述的无人消防船，其特征在于，所述火源检测及定位装置由紫外线火焰测距模块和热成像模块组成，所述紫外线火焰测距模块和热成像模块运行轨迹始终保持一致，所述紫外线火焰测距模块和热成像模块都可以进行水平和垂直转动。
4.如权利3所的无人消防船，其特征在于，灭火装置（20）由底座（200）、水平回转体（201）、俯仰回转体（202）、伺服电机、T型三通水管（203）、Y型三通水管（204）和炮筒（205）组成，所述伺服电机还包括第一电机（206）、第二电机（207）、第三电机（208），第一电机（206）通过第一皮带（209）与水平回转体（201）连接，第二电机（207）通过第二皮带（2010）与第三电机（208）通过第二皮带（2011）连接在所述俯仰回转体两侧。
5.如权利4所的无人消防船，其特征在于，所述推进装置，包括至少一个主推进器和四个侧推力器，用于调整所述无人消防船的运行姿态和船舶定位。
6.如权利5所的无人消防船，其特征在于，大功率喊话器（72）、探照灯（71）、温度预警器（75）、GPS定位装置（74）和相机（73）均安装在小型无人机（70）机身下方。
7.一种无人消防船系统，其特征在于，包含权利要求1-6任一项所述的无人消防船，通过控制设备实现远程无线控制所述无人消防船，和远程终端（8），通过所述人机交换界面实现对所述无人消防船状态的监测、控制、航线设计以及救火作业视频或实时火情。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811112575.7A CN109200512A (zh) | 2018-09-25 | 2018-09-25 | 一种无人消防船 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811112575.7A CN109200512A (zh) | 2018-09-25 | 2018-09-25 | 一种无人消防船 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109200512A true CN109200512A (zh) | 2019-01-15 |
Family
ID=64985040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811112575.7A Pending CN109200512A (zh) | 2018-09-25 | 2018-09-25 | 一种无人消防船 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109200512A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110639144A (zh) * | 2019-09-20 | 2020-01-03 | 武汉理工大学 | 一种基于火焰图像动态识别的消防无人艇水枪控制装置 |
| CN110683006A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-14 | 武汉理工大学 | 一种基于无人艇的船舶消防系统 |
| CN112190855A (zh) * | 2020-09-15 | 2021-01-08 | 深圳市云洲创新科技有限公司 | 无人消防船的控制方法、装置、设备及存储介质 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012228619A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-11-22 | Samsung Electronics Co Ltd | ロボット掃除機 |
| CN105235824A (zh) * | 2015-10-09 | 2016-01-13 | 江苏科技大学 | 水面消防无人艇 |
| CN105292398A (zh) * | 2015-11-10 | 2016-02-03 | 四方继保（武汉）软件有限公司 | 一种无人船载无人机混合系统 |
| CN205434770U (zh) * | 2015-12-22 | 2016-08-10 | 河北旭峰机电科技有限公司 | 自动跟踪定位射流灭火装置 |
| CN108100172A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-01 | 北京臻迪科技股份有限公司 | 一种多功能无人船及其系统 |
| CN108438137A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-08-24 | 江苏科技大学 | 多功能救援无人驾驶五体船及其工作方法 |
-
2018
- 2018-09-25 CN CN201811112575.7A patent/CN109200512A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012228619A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-11-22 | Samsung Electronics Co Ltd | ロボット掃除機 |
| CN105235824A (zh) * | 2015-10-09 | 2016-01-13 | 江苏科技大学 | 水面消防无人艇 |
| CN105292398A (zh) * | 2015-11-10 | 2016-02-03 | 四方继保（武汉）软件有限公司 | 一种无人船载无人机混合系统 |
| CN205434770U (zh) * | 2015-12-22 | 2016-08-10 | 河北旭峰机电科技有限公司 | 自动跟踪定位射流灭火装置 |
| CN108100172A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-01 | 北京臻迪科技股份有限公司 | 一种多功能无人船及其系统 |
| CN108438137A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-08-24 | 江苏科技大学 | 多功能救援无人驾驶五体船及其工作方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110639144A (zh) * | 2019-09-20 | 2020-01-03 | 武汉理工大学 | 一种基于火焰图像动态识别的消防无人艇水枪控制装置 |
| CN110683006A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-14 | 武汉理工大学 | 一种基于无人艇的船舶消防系统 |
| CN110683006B (zh) * | 2019-09-29 | 2021-10-29 | 武汉理工大学 | 一种基于无人艇的船舶消防系统 |
| CN112190855A (zh) * | 2020-09-15 | 2021-01-08 | 深圳市云洲创新科技有限公司 | 无人消防船的控制方法、装置、设备及存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110316327A (zh) | 一种模块化无人艇 | |
| US8677920B1 (en) | Underwater vehicle | |
| CN108045530A (zh) | 一种海底电缆探测水下机器人及作业方法 | |
| CN109200512A (zh) | 一种无人消防船 | |
| CN110354426A (zh) | 一种多旋翼无人机消防系统设计方法及系统 | |
| Matos et al. | Development of an Unmanned Capsule for large-scale maritime search and rescue | |
| KR20190006729A (ko) | 원격 혹은 자체 조종으로 원하는 방향 전환이 즉시 가능한 멀티 제트 방식의 구명장치 및 보트 혹은 잠수정 | |
| KR20160056902A (ko) | 자체추진 선박 | |
| CN105235824B (zh) | 水面消防无人艇的控制方法 | |
| KR20150071472A (ko) | 무인 수상 구조 로봇과 이를 이용한 구조 시스템 및 방법 | |
| CN108248859A (zh) | 系留式海空多栖航行器系统 | |
| CN109263835B (zh) | 海上救生装置及其救生方法 | |
| CN212935938U (zh) | 水域应急救援指挥系统 | |
| CN112429175A (zh) | 一种飞行救生圈 | |
| WO2019072196A1 (zh) | 空气动力冲浪装置 | |
| CN213921429U (zh) | 一种飞行救生圈 | |
| US11518485B2 (en) | Autonomous lifebuoy | |
| CN112278198A (zh) | 一种用于水下救援的无人艇 | |
| CN115531767A (zh) | 一种基于自平衡增稳式系留无人机的消防灭火系统 | |
| CN112478104A (zh) | 一种水空两栖救生担架 | |
| CN112130549A (zh) | 一种工作模式可变的无人艇编队控制系统和控制方法 | |
| CN205707188U (zh) | 一种半潜式无人艇 | |
| CN113443110A (zh) | 智能无人救援船、救援系统及救援方法 | |
| Yoshida et al. | Development of the cruising-AUV “Jinbei” | |
| CN112874726A (zh) | 一种智能搜救艇及其使用方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190115 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |