高速远距离可视化水上救援通用平台

一、  研究背景

近年来，儿童甚至成人溺水情况频频发生，很多时候由于缺乏快速响应的救援设备而错过了最佳救援时机，远离岸边的落水救援只能由救援人员乘船到达落水现场实施救援，虽然救援机器人的上市解决了部分水上救援时效的问题，但其1万、2万元起步的价格却阻碍了水上快速救援设备的普及使用，加之远离岸边的落水救援，岸边救援人员无法直接看到现场救援情况，不能准确将机器人操纵至落水人员身边，大大降低了其实际应用场景。

我们考虑设计发明一种新型的水上救援通用平台，使其具有控制距离远、可远程视频实时监控、可携带多种救援设备、可实现自主返航等功能，且其造价应尽量低廉，使其能大量普及。

痛点一：远离岸边落水救援时效慢

许多落水的情况发生在远离岸边的位置，通常的救援方式为救援人员游泳或开船至落水点实施救援，但此种速度慢、时间长，通常会错过救援的最佳时间。

痛点二：普通水上救援机器人只能以自身浮力救援单个落水者

目前市面上的水上救援机器人，工作原理通常是利用自身浮力，让落水者趴在其上，利用自身动力将落水者拉拽回岸边。但此种方式一次只能救援一个落水者，面对多个落水者情况显得手足无措。

痛点三：操纵普通救援机器人无法准确停靠至落水者身边

普通的救援机器人，一般由救援人员站在岸边遥控前进至落水者身边实施救援，但远距离落水由于距离较远，加之水面波纹反光，救援人员无法准确地将救援机器人遥控至落水者身边，造成救援时间的损失。

痛点四：市面上救援机器人普遍价格昂贵

救援机器人的出现在一定程度上解决了救援时效慢的问题，但市面上水上救援机器人的价格普遍在1万至2万以上，昂贵的价格导致其不利于其普及。

二、设计与制作

为有效解决情境问题的痛点

针对痛点一：远离岸边落水救援时效慢

我们拟设计一款水上救援通用平台，动力系统可以支持其以60KM/h的速度在水面上前进实施快速救援，能快速到达落水者身边。

针对痛点二：普通水上救援机器人只能以自身浮力救援单个落水者

通用救援平台的意义在于除自身可以依靠浮力救援之外，还可以携带多种救生设备。救生圈、泡沫板、甚至河边漂浮的木板、粗树枝都能为落水者提供浮力。

我们拟为救援平台安装可以夹取各种漂浮物品的专用夹子，其大小可以夹住救生圈、泡沫板、木板等漂浮物，将漂浮物快速运至落水者身边进行救援。

针对痛点三：操纵普通救援机器人无法准确停靠至落水者身边

为了准确定位落水者位置，我们拟为水上救援通用平台安装无限图像传输设备，使岸边操作者可以实时观看到救援设备周围画面，该图像传输设备应具有传输信号稳定、画面清晰、可靠耐用、造价低廉、信号延迟低等特点。

针对痛点四：市面上救援机器人普遍价格昂贵

该水上救援通用平台应该造价低廉，组成材料简单易得，还应具有浮力大、阻力低、耐候性强、强度高等特点。

二、      实验部分

考虑到水中使用的特殊性，我们对水上救援通用平台有以下几点要求：

1、船体本身结构形式应具有较好的姿态稳定性能，即在水中高速行驶不易侧翻、抗波浪性能强

2、船体组成材料应具有质量轻、强度高、浮力大、价格低、易替换等特点。

3、其防水性应满足船体基本要求，做到设备舱不漏水、不进水，所有电气设备具有防水冗余设计，即所有电气设备应本身即具有防水性，能做到遇水、泡水不短路，即使船体进水，设备在水中依然可以保持正常工作。

4、动力系统应具有效率高、动力强、易维护、防水草缠绕等优势。

5、续航应足够久，能够支撑其进行持续、远距离救援。

6、图传系统应具有功率大、信号稳定、传输距离远、抗干扰能力强、找回信号快等特点。

7、可视化摄像头应具备成像清晰、画面清楚、弱光可视等特定，并且能够进行360度环视，可清楚地观看救援通用平台四周的画面。

8、遥控系统应具有传输距离远、信号稳定、抗干扰能力强等特点。

9、为保证救援成功率，救援通用平台应具备即使在丢失遥控信号情况下，依旧可以自主返航至岸边的功能。

10、通用夹取装置应具有通用性强、材质坚固耐腐蚀等特点。