[发明专利]一种用于水下救援的无人机及机器人联动控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及防灾减灾技术领域，特别是涉及一种用于水下救援的无人机及 机器人联动控制系统。

背景技术

随着世界人口爆炸式增长,维持人类生存所消耗的自然资源越来越多,陆地 上的资源已逐渐枯竭。而海洋里蕴藏着丰富的矿产资源和食物资源，因此,海洋 对人类也就有着越来越强的吸引力。随着海上运输、海上开采、海上捕捞产业 的飞速发展，海洋中所发生的事故也越来越多,全世界每年都有上百艘的轮船、 潜艇、军舰在大洋中倾覆沉没，甚至还发生过军用、民用飞机坠海的惨痛事故。 由于海下深不可测、压力巨大、没有光亮、信息获取困难，环境条件异常恶劣， 再加上人类身体所能承受的压力和所能携带的氧气量十分有限，水下潜深和持 续时间都难以支撑危险复杂的水下救援。即使某些国家已经研制出了可潜入较 深海底的载人设备，水下作业任然具有很高的危险性。因此，水下灾难救援一 直是世界性难题。

在这种背景下，可潜入水下执行海难探测及救援任务的水下机器人就应运 而生。水下机器人是一种无人驾驶的水下作业设备，能够携带机械手、照明灯、 压力及温度传感器、声呐、摄像机等设备，潜入较深的水下区域，对海难中沉 没的舰艇和坠海飞机进行探测定位，并执行图像拍摄、物品打捞和简单救援等 任务等。

然而，由于海水的特性，常用与无线通信的短波在水中衰减极为迅速，传 播距离有限，即使采用长波通讯，其水下有效通讯距离也不超过30米，因此大 多数的水下机器人都需要通讯携带电缆进行水下作业。通讯电缆一头连接水下 机器人，另一头连接水面母舰。受通讯电缆长度的限制，水下机器人的下潜深 度、活动范围、机动性、使用便捷性都受到极大的影响。

鉴于此，本发明提出了一种用于水下救援的无人机及机器人联动控制系统， 通过将无人机作为通信中继，解决水下机器人性能受通信电缆影响的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种用于水下救 援的无人机及机器人联动控制系统。

为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于水下救援的 无人机及机器人联动控制系统，所述系统包括水面通信装置、中继无人机、控 制中心三部分，

所述水面通信装置由两部分构成，分别是水面浮力装置和安装在浮力装置 上的无线电收发装置，水面通信装置通过无线电波与中继无人机进行信息交互， 通过电缆与水下机器人进行信息交互；

控制中心是联动系统的核心，无人机、水下机器人都是在其控制下进行作 业的，此外，控制中心将接收到的数据进行分析和处理，使应急指挥人员及时 准确的掌握水下失事舰艇和飞机的相关情况，为其救援打捞决策提供参考，最 大限度的避免人员伤亡和财产损失，控制中心还负责将各种信息发布，实现更 大范围内的信息共享；

所述中继无人机是水下机器人与控制中心信息交互的桥梁，当控制中向水 下机器人发送指令信息时，先通过无线电波发送到空中的无人机，再由无人机 发送到水下机器人信息接收装置；同理，当水下机器人向控制中心发送图像、 声音、温度、压力等数据时，也要现将数据发送给无人机，再由无人机回传到 控制中心。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：中继无人机的使用，大大扩展了 水下机器人的活动范围，并提高了水下机器人的机动性以及使用维护的便捷性， 便于在产业上推广和应用。

附图说明

图1所示为本发明实施例的结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处 所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

应当说明的是，本申请中所述的“连接”和用于表达“连接”的词语，如 “相连接”、“相连”等，其既可以指代某一部件与另一部件直接连接，也可以 指代某一部件通过其他部件与另一部件相连接。

如图1所示，本发明提出了一种用于水下救援的无人机及机器人联动控制 系统，通过将无人机作为通信中继，解决水下机器人性能受通信电缆影响的问 题，该联动系统主要由水面通信装置、中继无人机、控制中心三部分构成。