[发明专利]一种可自合拢的智能救生圈装置及使用方法

权利要求书

1.一种可自合拢的智能救生圈装置，其特征在于：包括有气囊、喷水推进器、智能图像采集装置和控制器，所述气囊包括有直气囊和弯气囊两种，所述直气囊共有五个，两两相连，设置在本装置的前端；所述弯气囊共有两个，分别与本装置尾端的直气囊相连；所述喷水推进器对称设置在本装置两侧的直气囊上，控制本装置的直行与转向；所述智能图像采集装置设置在两两相连的直气囊中最中心的直气囊上，采集周边环境的信息反馈给控制器；所述控制器与喷水推进器以及智能图像采集装置通过电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种可自合拢的智能救生圈装置，其特征在于：所述直气囊两两之间通过铰接结构相连，所述铰接结构包括有铰接法兰和铰接柱销，所述铰接法兰与铰接柱销相连；所述直气囊与弯气囊两两之间通过铰接结构相连；两个所述弯气囊通过轻质电磁铁结构连接，所述轻质电磁铁结构采用消磁极快的硅钢，通电相吸，放电松开，完成对落水者的自动包围和自动合拢收缩。

3.根据权利要求2所述的一种可自合拢的智能救生圈装置，其特征在于：所述铰接柱销上安装有控制气囊间相对转动角度的微型舵机，所述微型舵机与控制器通过电气连接。

4.根据权利要求2所述的一种可自合拢的智能救生圈装置，其特征在于：所述铰接结构的外部设置有一层可弯曲的软管。

5.根据权利要求1所述的一种可自合拢的智能救生圈装置，其特征在于：所述喷水推进器从直气囊内部伸出，所述喷水推进器采用能够上下左右转动的喷口。

6.根据权利要求1所述的一种可自合拢的智能救生圈装置，其特征在于：所述智能图像采集装置包括有伸缩杆一、伸缩杆二、滑杆、采集平台一、采集平台二、防水摄像机、红外热传感器、声音传感器、强光手电筒一、强光手电筒二和支撑杆，所述伸缩杆一贯穿直气囊，与直气囊滑动连接，所述伸缩杆二从伸缩杆一内伸出，与伸缩杆一滑动连接，所述伸缩杆二内设置有滑杆，所述采集平台一和采集平台二平行设置，分别与滑杆连接，所述采集平台一和采集平台二中间设置有支撑杆，所述采集平台一、采集平台二和支撑杆构成的采集平台沿着滑杆上下滑动；所述防水摄像机设置在采集平台一上，所述防水摄像机的两侧设置有强光手电筒一和强光手电筒二，所述防水摄像机的任意一侧还设置有红外热传感器和声音传感器。

7.根据权利要求1所述的一种可自合拢的智能救生圈装置，其特征在于：所述气囊选用防水防腐蚀材料并且表面设置有便于抓取的粗糙面以及涂有鲜亮显眼的橘黄色油漆。

8.一种可自合拢的智能救生圈装置的使用方法，其特征在于：包括有以下步骤：

S1：本装置在初始状态时，弯气囊之间的轻质电磁铁结构不通电，处于放松状态；

S2：施救者将本装置抛入水中，智能图像采集装置在控制器作用下，伸缩杆一和伸缩杆二伸出直气囊，伸出水面，从而带动设置在采集平台一和采集平台二之间的防水摄像机伸出水面，识别水域环境，同时结合红外热传感器和声音传感器，对落水者位置进行精准定位；

S3：控制器根据落水者位置自动规划处最佳行驶路径，控制喷水推进器移动到落水者位置；

S4：本装置到达落水者位置后，通过防水摄像机判断落水者位于本装置的内侧还是外侧，由控制器控制微型舵机带动铰接结构实现向内或者向外合拢，包裹住落水者；

S5：落水者双腋夹住气囊，弯气囊上的轻质电磁铁结构通电，紧紧固定住落水者后，控制器控制本装置将落水者带回岸边，救援完成。

9.根据权利要求8所述的一种可自合拢的智能救生圈装置，其特征在于：所述S2中智能图像采集装置对采集图像的识别与处理技术基于经典的VGGNet卷积神经网络，采用Python为主要语言，深度学习框架为Tensorflow。

10.根据权利要求8所述的一种可自合拢的智能救生圈装置，其特征在于：所述S3中控制器对于路径的规划技术采用更适用于处于动态变化中未知水域的D*算法。