移动救援设备的制作方法

1.本技术涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于救助有坠落危险的人的移动救援设备。


背景技术：

2.在救援服务中使用跳垫来救援有坠落危险的人。特别是当由于人的救援高度超过了带转盘梯车辆的最大救援高度或车辆不能行驶到救援地点而无法使用带转盘梯车辆时，提供了使用跳垫。跳垫借助于压缩空气瓶或压缩机充气，直至产生例如约0.3bar的过压。如果搭设了跳垫并且有人跳到跳垫上，则此人在沉入期间通过跳垫与周围环境的快速压力平衡而缓慢减速。待救援人的救援高度是对于跳垫的一个限制因素，因为随着掉落高度的增加，跳垫吸收更多的动能并且因此必须尺寸更大。目前，跳垫允许最大60m的救援高度。
3.随着救援高度的增加，从待救援人的角度来看，跳垫显得非常小，由此大大增加了待救援人无法正确跳到跳垫上或根本不跳到跳垫上的风险。这可能产生致命的后果，因为待救援人可能由此而受重伤或因撞击而发生死亡事故。待救援人还可能从跳垫弹起，这对于救援队形成巨大的安全隐患。因此，正确定位跳垫是特别重要的。然而，随着救援高度的增加，这变得困难。附加地，由于跳垫的重量较大，跳垫的位置可能在充气状态下很难改变，这阻碍了快速反应。此外，需要多个人来搭设和拆卸救援垫。
4.现有技术文献
5.cn205814896公开了一种用于救援有坠落危险的人的自动的、无人驾驶的移动救援设备。该救援设备由安装在定位装置上的跳垫构成。该救援设备的运动借助于特定构造的轮子实现，这些轮子可以在地面上实现全方位的运动自由度。附加地，该救援设备配备有多普勒雷达，以便确定掉落人的飞行轨迹。所确定的数据用于精确且快速地定位救援设备，以便该救援设备其操纵到待救援人的飞行轨迹中并且利用跳垫安全地接住待救援人。
6.从cn107346141已知另一种救援设备，其中，跳垫安装在自动的、无人驾驶的移动车架上。这种移动救援设备可以借助于双目系统识别待救援人的飞行轨迹并且借助于特定构造的轮子进入到飞行轨迹中。同时，激活鼓风机以便为跳垫充气。由此，待救援人可以由救援设备安全地接住。
7.在这两个文献中，移动救援设备只可以在地面上移动，这强烈限制了系统的可用性。附加地，不能在难以通行的地段中、例如在树木繁茂或崎岖地区中使用这种移动救援设备。


技术实现要素：

8.本发明的任务
9.本发明的任务在于提供一种救援设备，该救援设备能实现对在较高的救援高度上的有坠落危险的人的救援。
10.所述任务的解决方案
11.上述任务通过权利要求1所述的特征解决。在从属权利要求中请求保护符合目的改进方案。
12.根据本发明，作为移动救援设备的定位装置提供至少一个飞行无人机。所述飞行无人机与用于容纳有坠落危险的人的支承装置连接。优选地，支承装置由护栏围绕，所述护栏优选地在一侧是敞开的。因此，支承装置特别是可以按照在一侧侧向敞开的篮子或在上侧敞开的容器的型式构造。由此引起以下优点：移动救援设备对于待救援人来说是容易接近的。特别是也存在如下可能性：如果环境不允许在待救援人的附近操纵移动救援设备，待救援人可以从一定的距离和/或高度跳到救援设备上。可能的是：在三维空间中任意地定位救援设备。因此，救援设备也允许在较高的高度上、特别是在跳垫的允许跳跃高度之外的高度上救援有坠落危险的人。对救援设备的控制可以从基站进行，必要时所述基站也可以仅由一个人操作。因此，需要比在至今可用的跳垫中少的人员。这允许救援队在投入救援期间进行其他任务。此外，救援设备也可以在特别难以通行的地区中使用。
13.符合目的地，可以使用多个飞行无人机来定位救援设备。由此，特别是也可以在空气湍流时、特别是在困难条件下实现非常好的飞行稳定性和/或响应能力，例如在由于局部热流(例如在建筑物火灾时)产生的不对称空气流动增加的情况下和/或在一侧负载(例如由于一侧跳跃)的情况下和/或在负载分布不均匀的情况下。优选地，在这种情况下可以提供至少四个、特别优选至少六个飞行无人机。
14.优选地，所述飞行无人机可以与所述支承装置的边缘区域和/或角区域连接。
15.特别符合目的的可以是：至少一个或多个飞行无人机位于所述支承装置上方。
16.根据本发明的一种备选改进方案，至少一个或多个飞行无人机位于所述支承装置下方。
17.有利地，所述飞行无人机可以在其飞行位置和飞行运动中彼此同步，以便确保相同的飞行轨迹和对救援设备的快速响应。这能实现特别精确的控制并且简化对救援设备的定位。
18.根据本发明的一种符合目的的改进方案，所述救援设备配备有包括至少一个相机的相机系统。这能实现传输关于使用的图像。此外，基站的操作员必要时也可以在没有直接视觉接触的情况下控制救援设备。这种改进方案的另一个优点是：即使在救援高度很大的情况下也可以经由相机系统精确地控制和定位救援设备。因此，可以将错误定位的风险和由此引起的重大事故的风险减小大最低限度。
19.优选地，所述相机系统可以将数据实时地传输给接收器、优选传输给基站。
20.优选地，所述救援设备配备有用于检测周围环境的传感器系统，所述传感器系统包括至少一个、优选多个传感器。
21.通过所述传感器系统配备有距离传感器的方式，通过救援设备可以优选自动地保持与救援设备附近周围环境中的物体、例如与树木和/或建筑物的期望距离。由此，显著简化对救援设备的处理。附加地，救援设备可以优选自动地、精确地、例如与窗户成确定的距离地定位，使得待救援人可以经由这个距离或者间隙容易地且无阻碍地从救援地点到达救援设备。
22.特别符合目的地作为运动检测系统是自动地识别待救援人的跳跃轨迹或掉落运动轨迹并且永久地校正或适配救援设备的位置的运动检测系统。作为运动检测系统适合的
是例如激光雷达、无线电雷达和/或超声系统。由此，所述救援设备的位置可以独立地适配于待救援人的所确定的跳跃或掉落运动轨迹，由此可以保证：待救援人安全地由救援设备接住并且可以避免在跳到救援设备上时的重大事故。
23.此外，所述传感器系统可以具有至少一个用于确定待救援人的飞行高度和/或位置(例如用于确定使用高度和/或距离)的传感器。
24.通过可以将救援设备配备有用于检测倾斜的传感器系统的方式，产生以下优点：救援设备可以总是水平地定向并且例如由于一侧负载或由于热流动的影响引起的倾斜可以利用有针对性地操控单个或多个飞行无人机来补偿。
25.在本发明的一种扩展方案中，所述定位装置在所述飞行无人机与所述支承装置之间的连接部是刚性的，由此将无人机的运动直接传递给支承装置。优选地，使用由塑料、纤维复合材料或金属、特别是轻金属制成的刚性连接元件。
26.根据本发明的一种备选改进方案，所述定位装置在所述飞行无人机与所述支承装置之间的连接部是柔性的，以使飞行无人机能实现相对于支承装置大致自由地定位或运动。柔性连接部例如可以是绳或链。
27.通过所述救援设备的支承装置是至少部分可透过气流的方式，这辅助支持气体动力升力并且因此辅助支持飞行无人机的效率。此外，由于建筑物火灾的生热而可能出现的热流动对支承装置的位置稳定性的不利影响较小。
28.通过在所述支承装置上设有传统的跳垫的方式，也可以在救援设备不能直接定位在待救援人处的情况下对人进行救援。然而，根据本发明的救援设备可以定位在待救援人的位置下方的还足够的“中间高度”中。与至今可用的跳垫相反，因此可以显著降低待救援人的跳跃高度。由此，也降低待救援人在救援跳跃时受伤的风险。此外，在跳跃高度降低时，对待救援人的跳跃抑制也是较低的。
29.优选地，将塑料(优选pvc)、纤维复合材料或金属、特别是轻金属用作箔和框架材料。
30.根据另一种实施方案，所述支承装置可以刚性地构造。由此，待救援人可以特别容易地“爬”到支承装置上。
31.如果需要，支承装置也可以构造为担架。
32.特别有利的是：所述救援设备可以借助于计算机控制、优选借助于平板电脑控制、特别是从地面控制。所述控制优选经由下载到计算机上的可下载的应用程序进行。控制数据可以中央地存储、例如存储在计算机云中。中央存储的数据也可以与来自其他数据库的地点和/或周围环境数据和/或天气数据链接。由此，可以在控制救援设备时一同包含附加的数据。
33.救援设备优选不具有封闭的壳体或底盘，使得支承装置是不受阻碍且可自由接近的。
附图说明
34.借助实施例对本发明的描述
35.下面详细描述本发明的符合目的的实施方案。为清楚起见，重复特征仅提供一次附图标记。附图中：
36.图1a示出根据本发明的救援设备的第一实施方案的示意性透视图；
37.图1b示出一种备选的支承装置的示意性透视图；
38.图1c示出另一中备选的支承装置的示意性透视图；
39.图2示出根据本发明的救援设备的第二实施方案的示意性透视图；
40.图3示出根据本发明的救援设备的第三实施方案的示意性透视图；
41.图4示出根据本发明的救援设备的第四实施方案的示意性透视图；
42.图5a示出救援设备的飞行无人机的功能元件和用于控制救援设备的基站的功能元件的示例图；
43.图5b示出呈平板电脑形式的基站的示例图；并且
44.图6示出使用根据本发明的以根据图1a的救援设备为示例的救援设备的示意图。
具体实施方式
45.图1a中的附图标记1表示根据本发明的移动救援设备的一种实施方案的整体。移动救援设备1包括平坦的、例如方形的、形式为底板的支承装置2。支承装置2可以取代矩形的形状也具有不同的几何形状，例如圆的、椭圆的或多边形的形状。
46.支承装置2由例如四个定位装置3支承，每个定位装置3包括无人驾驶的飞行无人机4a至4d和所属的连接元件20。连接元件20将相应的飞行无人机4a至4d与支承装置2连接、优选在其边缘区域和/或角区域中连接。
47.在图1示出的实施方案中，飞行无人机4a至4d位于支承装置2上方。飞行无人机4a至4d如此设计，使得救援设备1能够在飞行中运送至少一个人。飞行无人机4a至4d有利地在其运动中相互同步。救援设备1可以包括环绕的护栏21作为安全装置。护栏21可以在救援设备1的一侧上完全或至少部分地缺失，以便能实现对支承装置2的接近可能性。护栏21从支承装置2向上延伸一定高度，相当于建筑物中的窗户或门护栏。护栏21例如可以构造为栅栏结构。
48.救援设备1可以包括相机系统。相机系统包括至少一个相机18，所述相机优选实时地将数据传输给基站8a，见图6。相机系统允许在基站8a的区域中对救援设备1的直接使用环境成像、优选实时地成像。
49.此外，救援设备1可以包括传感器系统，所述传感器系统用于实现对救援设备1的定位。在图1a中示出的传感器系统包括不同的传感器。
50.这些传感器例如是距离传感器19a，所述距离传感器能实现对救援设备1与周围环境、例如房屋墙壁之间的距离测量(见图6)。由此，例如可以确定要自动保持的最小距离。例如可以将所生成的距离数据发送给基站8a以用于辅助支持所述控制。
51.此外，传感器系统可以包括具有至少一个运动传感器19b的运动检测系统。运动检测系统特别是适用于对救援设备1的位置进行定向，更确切地说当待救援人(见图6)试图跳到救援设备上时。由此可以安全地接住待救援人5。
52.此外，传感器系统可以包括具有至少一个倾斜传感器19c的倾斜检测系统，以便确定支承装置2的倾斜。由此可以保证：将支承装置2特别是在一侧负载时在其水平位置中定向。上面提及的传感器系统的传感器可以位于支承装置2上和/或中和/或位于飞行无人机4a至4d上。
53.此外，传感器系统可以具有用于确定待救援人的飞行高度和/或位置(例如用于确定行动高度和/或距离)的至少一个传感器。
54.在图1b中示出支承装置2的一种备选实施方案。在这种情况下，支承装置2是部分可透过气流的。在所述实施方案中，在支承装置2的角部处提供两个气流通道30。由飞行无人机4a至4d产生的气流可以流过这些气流通道。由此，对于飞行无人机4a至4d产生较好的气体动力学条件，因此所述飞行无人机可以较有效地工作。气流通道30例如可以是栅栏或网。连接元件20在这种情况下优选可以与栅栏连接，或者例如备选地在(在图1b中未示出的)柱或杆处与支承装置2连接，使得飞行无人机4a至4d定位在气流通道30上方。
55.在图1c中示出支承装置2的另一种备选实施方案。在这种情况下，支承装置2是完全可透过气流的。在支承装置2完全可透过气流的情况下，由飞行无人机4a至4d产生的气流可以较有效地流过支承装置2。在支承装置2完全可透过气流的情况下，飞行无人机4a至4d特别是可以相对于支承装置2较自由地定位。
56.图2示出救援设备1的一种备选实施方案。在这种情况下，使用唯一一个飞行无人机4a，该飞行无人机位于支承装置2上方。此外，救援设备1对应于其他实施方案。飞行无人机4a经由多个连接元件20与支承装置2连接。连接元件20例如可以分别从支承装置2的护栏21的角部延伸到飞行无人机4a。连接元件20在这种情况下不仅可以是刚性的、而且可以是柔性的。
57.在图3中示出的移动救援设备1的备选实施方案示出唯一一个飞行无人机4a，该飞行无人机位于支承装置2下方。此外，救援设备1对应于其他实施方案。然而，在这种实施方案中，连接元件20是刚性的并且将飞行无人机4a与支承装置2优选经由其四个角部连接。
58.图4示出救援设备1的一种备选实施方案。在支承装置2上设有跳垫23。这种实施方案特别是可以在不能将救援设备直接定位在待救援人处使得待救援人必须跳到跳垫23上时使用。这例如可以是以下情况：待救援人5例如位于阳台的突出部分下方并且救援设备1因此无法到达人5。支承装置2包括外框架22、优选管状框架，在该外框架上固定有跳垫23。为了跳跃的人不会撞到飞行无人机4a至4d，所述飞行无人机例如通过附加的框架元件22a与支承装置2的表面相比更远地向外错开。连接元件20将飞行无人机4a至4d与框架元件22a连接。此外，救援设备1对应于其他实施方案。
59.根据本发明的救援设备1由操作人32借助于基站8a从地面控制，所述基站与至少一个飞行无人机4a至4d经由无线数据连接(无线电连接)来连接。
60.图5a示出基站8a和示例性飞行无人机4a的功能元件的一种示例性实施方案，分别用于通过操作人32控制根据本发明的救援设备1。基站8a包括控制元件10、控制显示器12、控制单元25以及用于优选实时地双向数据传输的具有天线的收发器9。基站8a的功能元件由能源11(例如电池或蓄电池)以电能供应。控制单元25包括执行基站8a的控制和计算功能的处理器。控制显示器12例如以图形方式示出救援设备1和/或基站8a的不同的相机和/或传感器数据和/或状态数据。基站8a允许借助于控制元件10对救援设备1的简单控制。这优选可以构造为操纵杆。控制命令经由基站8a的收发器9发送给飞行无人机4a的具有天线的收发器15。
61.飞行无人机4a的功能元件被安装在飞行无人机的壳体13中并且有利地被保护以防外部影响、例如湿气和/或灰尘。飞行无人机4a的功能元件包括电源17(例如电池或蓄电
池)、控制单元16、数据接口24以及具有天线的收发器15。收发器15适用于飞行无人机4a与基站8a之间的双向数据传输以及飞行无人机4a与救援设备1的其他飞行无人机之间的双向数据传输。数据接口24调节来自不同的传感器和/或相机系统的数据的、救援设备1可以包括的包含物。飞行无人机4a的控制单元16控制飞行无人机4a的旋翼14。通过有针对性地控制飞行无人机4a的各个旋翼14的升力可以控制相应飞行无人机的运动。这能实现救援设备1在三维空间中有针对性的运动。优选地，控制单元16从基站8a获取用于飞行无人机的控制命令并且必要时附加地也从传感器经由数据接口24接收控制命令。
62.在控制救援设备1时，优选实时地检测和传输传感器数据。通过飞行无人机4a至4d与基站8a之间的双向数据传输可以直接进行所述控制。因此，可能的例如可以是：如果例如倾斜检测系统识别到救援设备1的产生在理论值之上的倾斜，则能实现对救援设备1的自动的飞行适配，或者将救援设备1自动地控制到待救援人5的飞行轨迹中。
63.飞行无人机4a至4d优选经由应用程序控制。相机系统的实时图像和/或不同的传感器系统的实时数据和/或状态数据、例如救援设备1的充电电压和当前必需的功率可以在单个窗口或不同窗口中示出。
64.所述控制优选经由下载到计算机上的可下载的应用程序进行。控制数据可以中央地存储、例如存储在计算机云中。中央存储的数据也可以与来自其他数据库的地点和/或周围环境数据和/或天气数据链接。由此，可以在控制救援设备时一同包含附加的数据。
65.在一种备选实施方案中，飞行无人机4a至4d的控制装置中央地设置在救援设备1上。
66.飞行无人机4a至4d与此相应地可以是仅包括驱动这种的飞行无人机4a至4d，所有驱动装置由一个(在图中未示出的)共同的控制和监控单元和/或能源来提供。
67.根据基站8a的一种特别实施方案，基站8a是计算机8b、优选是平板电脑，如这在图5b中示出。平板电脑包括传统的多功能显示器26，在该多功能显示器中生成至少一个可由手指操作的触敏控制元件31、用于示出相机系统的实时图像的窗口29、用于示出不同的传感器系统的实时图像的窗口27和飞行无人机4a至4d的状态显示器28。如有需要，平板电脑可以附加地与所描述的型式的用于控制救援设备的控制元件10耦联。
68.在图6中以根据图1a的救援设备1为示例示出根据本发明的救援设备1的使用情况。在这种情况下，例如可以是建筑物火灾情况，其中，只能经由窗户6对待救援人5进行救援。救援设备1可以非常靠近窗户6地定位在窗户的高度中，使得窗户6与支承装置2之间的间隙很小。距离传感器19a在这种情况下防止救援设备1与房屋墙壁7碰撞。这具有以下优点：待救援人5可以直接爬入到救援设备1中并且可以减少待救援人5的焦虑状态。倾斜传感器19c用于支承装置2在人位于其上期间的水平定向。如果支承装置2是至少部分可透过气流的，则在火灾情况下出现的热流可以流过支承装置。
69.要明确指出：单个特征和子特征的组合应可视为是对本发明重要的并且由本技术的公开内容包含。
70.附图标记列表
[0071]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
救援设备
[0072]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
支承装置
[0073]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
定位装置
[0074]
4a
ꢀꢀꢀꢀ
飞行无人机
[0075]
4b
ꢀꢀꢀꢀ
飞行无人机
[0076]
4c
ꢀꢀꢀꢀ
飞行无人机
[0077]
4d
ꢀꢀꢀꢀ
飞行无人机
[0078]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
待救援人
[0079]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
窗户
[0080]7ꢀꢀꢀꢀꢀ
房屋墙壁
[0081]
8a
ꢀꢀꢀꢀ
基站
[0082]
8b
ꢀꢀꢀꢀ
计算机
[0083]9ꢀꢀꢀꢀꢀ
天线
[0084]
10
ꢀꢀꢀꢀ
控制元件
[0085]
11
ꢀꢀꢀꢀ
电源
[0086]
12
ꢀꢀꢀꢀ
控制显示器
[0087]
13
ꢀꢀꢀꢀ
基体
[0088]
14
ꢀꢀꢀꢀ
旋翼
[0089]
15
ꢀꢀꢀꢀ
天线
[0090]
16
ꢀꢀꢀꢀ
控制单元
[0091]
17
ꢀꢀꢀꢀ
电源
[0092]
18
ꢀꢀꢀꢀ
相机系统
[0093]
19a
ꢀꢀꢀ
距离传感器
[0094]
19b
ꢀꢀꢀ
运动传感器
[0095]
19c
ꢀꢀꢀ
倾角传感器
[0096]
20
ꢀꢀꢀꢀ
连接元件
[0097]
21
ꢀꢀꢀꢀ
护栏
[0098]
22
ꢀꢀꢀꢀ
框架
[0099]
22a
ꢀꢀꢀ
框架元件
[0100]
23
ꢀꢀꢀꢀ
跳垫
[0101]
24
ꢀꢀꢀꢀ
数据接口
[0102]
25
ꢀꢀꢀꢀ
控制单元
[0103]
26
ꢀꢀꢀꢀ
显示器
[0104]
27
ꢀꢀꢀꢀ
传感器数据
[0105]
28
ꢀꢀꢀꢀ
状态数据
[0106]
29
ꢀꢀꢀꢀ
实时图像
[0107]
30
ꢀꢀꢀꢀ
气流通道
[0108]
31
ꢀꢀꢀꢀ
触敏控制元件
[0109]
32
ꢀꢀꢀꢀ
操作人。