本发明属于水下救援设备，具体涉及一种用于水下救援的智能潜水服。
背景技术：
1、传统的潜水服主要用于保护潜水员免受水压和低温的影响，在常规潜水活动中发挥着重要作用。这些潜水服通常采用防水材料制成，配备基本的呼吸装置和压力调节系统，能够在一定深度范围内为潜水员提供必要的生命支持。然而，随着水下活动范围的扩大和复杂程度的提高，特别是在水下救援等高风险场景中，传统潜水服的局限性日益凸显。
2、在水下救援领域，现有的潜水装备面临诸多挑战。首先，传统潜水服缺乏有效的推进系统，导致水下机动性受限，使潜水员难以快速到达救援目标位置。此外，常规潜水装备的电源系统通常无法满足多功能智能系统的供电需求，从而限制了潜水服功能的扩展。现有潜水服普遍缺乏集成的救援工具系统，限制了潜水员在紧急情况下的救援能力。人机交互界面设计也较为简陋，难以有效显示复杂信息或接收多样化的操作指令，增加了潜水员操作的难度。此外，常规潜水服缺乏全面的传感器系统，影响了整体的安全性和效率。
3、因此，开发这样一种智能化、多功能的水下救援潜水服，将极大地提高水下救援的效率和安全性，满足日益增长的复杂水下救援需求。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种用于水下救援的智能潜水服，以提高水下救援的机动性、安全性、感知能力和操作效率。
2、为达上述目的，本发明实施例提供了一种用于水下救援的智能潜水服，其包括：
3、潜水服本体；
4、设置在所述潜水服本体的外部脚踝部或脚底的推进系统，所述推进系统包括多个推进器；
5、设置在所述潜水服本体的内部的电源系统，用于为各系统供电；
6、设置在所述潜水服本体的外部腰部位置的呼吸系统，用于为潜水员提供呼吸所需的氧气；
7、设置在所述潜水服本体的头盔上的视觉系统，用于采集水下图像并提供照明；
8、设置在所述潜水服本体的手部的救援工具系统；
9、设置在所述潜水服本体的头盔内的人机交互系统，所述人机交互系统用于显示信息和接收操作指令；
10、设置在所述潜水服本体上的传感器系统，用于实时监测环境参数、潜水服本体的工作状态和潜水员生理指标；
11、设置在所述潜水服本体上的通信系统，用于远程监控站进行实时通信；以及
12、设置在所述潜水服本体内部的中央控制器，与所述推进系统、所述电源系统、所述呼吸系统、所述视觉系统、所述救援工具系统、所述人机交互系统、所述传感器系统和所述通信系统电连接，用于控制各系统的工作。
13、在一些可能的实施方式中，所述推进系统包括多个电动推进器，分别设置在所述潜水服本体的左右脚踝部和左右脚底，所述电动推进器与所述电源系统电连接，并受所述中央控制器控制。
14、在一些可能的实施方式中，所述电源系统的电池组为锂电池组，并配备智能电源管理系统，用于实时监控所述锂电池组的电量并根据各系统的功耗需求和优先级动态分配电能。
15、在一些可能的实施方式中，所述呼吸系统包括：
16、设置在所述潜水服本体外部腰部位置的氧气罐，用于储存高压氧气；
17、设置在所述头盔内部的供氧装置，用于向潜水员供应氧气；
18、设置在所述潜水服本体外部腰部位置、靠近所述氧气罐的减压阀，用于将所述高压氧气减压至适合呼吸的压力；
19、设置在所述减压阀与所述供氧装置之间的流量计，用于测量供氧量并将测量到的供氧量发送至所述中央控制器；
20、所述氧气罐通过第一软管与所述减压阀连接，所述减压阀通过第二软管与所述流量计连接，所述流量计通过第三软管与所述供氧装置连接，所述供氧装置与所述头盔的内部连通。
21、在一些可能的实施方式中，所述供氧装置包括：
22、氧气储存腔，用于暂存经减压后的氧气；
23、供氧管道，连接所述氧气储存腔和所述头盔的内部；
24、电磁阀，设置在所述供氧管道上，用于调节氧气流量；
25、所述电磁阀与所述中央控制器电连接，根据所述中央控制器的指令控制所述电磁阀的开度。
26、在一些可能的实施方式中，所述呼吸系统还包括：
27、设置在潜水服本体的背部的二氧化碳吸收装置，用于吸收潜水员呼出的二氧化碳；
28、设置在所述二氧化碳吸收装置与所述供氧装置之间的循环风机，用于促进包含氧气和二氧化碳的混合气体循环；
29、设置在头盔内部的二氧化碳浓度传感器，用于监测经所述二氧化碳吸收装置处理后气体中的二氧化碳浓度数据，并将所述二氧化碳浓度数据发送至所述中央控制器。
30、在一些可能的实施方式中，所述视觉系统包括：
31、水下摄像头，设置在所述头盔的前部，用于采集水下图像并传输至所述人机交互系统的显示屏以及与所述智能潜水服通信的远程监控站；
32、照明设备，环绕设置在所述头盔周围和肩部，用于提供水下照明；
33、夜视装置，包括设置在所述头盔前部的图像传感器，其灵敏度高于预设灵敏度阈值，用于在人眼无法分辨物体的黑暗水下环境下采集图像；
34、热成像装置，设置在所述头盔内部，用于探测获取水下温度分布数据，包括不同位置的温度数值、温度梯度和热源位置信息，并基于所述水下温度分布数据生成热成像图。
35、在一些可能的实施方式中，所述救援工具系统包括可更换模块化的切割工具、钳子和夹子，通过标准化接口与所述潜水服本体的手部连接，并通过所述人机交互系统接收潜水员的操作指令，由所述中央控制器基于所述操作指令控制所述救援工具系统的工作；所述操作指令包括语音指令、眼动追踪选择和手部动作指令。
36、在一些可能的实施方式中，所述人机交互系统包括：
37、显示屏，用于显示水下图像、各个系统的状态和环境参数；
38、语音控制系统，包括骨传导麦克风和扬声器，所述骨传导麦克风用于采集潜水员的语音指令并发送给所述中央控制器进行处理，所述扬声器用于播放音频信息；
39、眼动追踪系统，包括眼动追踪摄像头和图像处理模块，所述眼动追踪摄像头用于采集潜水员眼球移动图像，所述图像处理模块用于分析所述眼球移动图像并确定潜水员视线焦点，从而根据所述潜水员视线焦点选择所述显示屏上的选项。
40、在一些可能的实施方式中，所述传感器系统包括：
41、环境传感器模块，用于测量环境参数，包括：
42、深度传感器，设置在所述潜水服本体的外部腰部位置，用于测量当前潜水深度；
43、压力传感器，分布设置在所述潜水服本体的外部多个位置，用于测量潜水服所处位置的水压数据；
44、外部温度传感器，设置在所述潜水服本体的外部，用于测量水温数据；
45、水质传感器，设置在所述潜水服本体的外部手臂位置，用于检测水体污染物数据；
46、潜水服状态传感器模块，用于监测智能潜水服的工作状态，包括：
47、内部温度传感器，设置在所述潜水服本体的内部，用于测量潜水服本体内部温度数据；
48、氧气浓度传感器，设置在所述呼吸系统的供氧装置附近，用于监测呼吸气体中的氧气含量数据，并将所述氧气含量数据发送至所述中央控制器；
49、惯性测量单元，设置在所述头盔内部，用于实时监测潜水服本体的姿态数据；
50、生理传感器模块，用于测量潜水员生理指标，包括：
51、光电容积脉搏波传感器，设置在所述潜水服本体内部与潜水员耳朵接触的位置，用于测量潜水员的心率和血氧饱和度；
52、呼吸带传感器，设置在所述潜水服本体内部与潜水员胸部接触的位置，用于测量潜水员的呼吸频率；
53、体温传感器，设置在所述潜水服本体内部与潜水员的腋下或颈部皮肤接触的位置，用于测量潜水员的体温；
54、加速度传感器，设置在所述潜水服本体内部胸部位置，用于采集潜水员活动强度数据。
55、在一些可能的实施方式中，所述中央控制器包括如下任意多个：
56、压力调节模块，用于根据所述水压数据控制设置在所述潜水服本体与外界连通处的压力调节阀，通过调节进出潜水服本体的气体量来调整潜水服本体内部压力；
57、温度调节模块，用于根据所述水温数据和所述内部温度数据控制设置在所述潜水服本体内部并与所述电源系统电连接的加热元件，调节所述潜水服本体的内部温度；
58、供氧调节模块，用于根据所述氧气含量数据、所述当前潜水深度和所述潜水员活动强度数据控制电磁阀的开度，调节供氧量；
59、水质警报模块，用于根据所述水体污染物数据向潜水员和远程监控站发出警告并触发以下一项或多项操作：调整所述推进系统的工作状态，使潜水员远离基于所述水体污染物数据确定的污染区域；向远程监控站发送详细的水体污染物数据和当前位置信息，请求进一步指示；启动应急程序，包括缩短潜水时间和/或调整上升速度；
60、姿态控制模块，用于根据所述潜水服的姿态数据控制所述推进系统的各个推进器的功率和方向，从而调整潜水服的姿态和运动状态；
61、二氧化碳控制模块，用于根据所述二氧化碳浓度数据控制所述循环风机的转速，并在所述二氧化碳浓度数据超过预设阈值时向潜水员发出警告。
62、在一些可能的实施方式中，所述供氧调节模块具体用于：
63、获取所述氧气含量数据、所述当前潜水深度和所述潜水员活动强度数据；
64、根据预设的潜水深度与供氧量对应关系确定基础供氧量；
65、根据所述潜水员活动强度数据对所述基础供氧量进行第一次修正；
66、根据所述氧气含量数据对第一次修正后的供氧量进行第二次修正；
67、根据第二次修正后的供氧量数据控制所述电磁阀的开度。
68、在一些可能的实施方式中，所述通信系统包括无线通信信息，其包括水声换能器、信号处理模块和通信控制器；
69、所述水声换能器安装在所述头盔的外部，用于将来自所述通信控制器的电信号转换为声波信号并发射，以及接收外部声波信号并转换为电信号；
70、所述信号处理模块，用于将所述水声换能器接收到的电信号进行放大、滤波和模数转换，将模拟状态的电信号转换为数字信号；
71、所述通信控制器，用于管理经所述信号处理模块处理后的数字信号的编码、加密、发送和接收；
72、所述信号处理模块和所述通信控制器集成在所述头盔的内部。
73、在一些可能的实施方式中，所述通信系统还包括有线通信系统，其包括：
74、通信电缆，一端与所述潜水服本体连接，另一端延伸至远程监控站；
75、电缆接口，设置在所述潜水服本体上，用于连接所述通信电缆；
76、有线信号处理单元，用于处理通过所述通信电缆传输的信号。
77、在一些可能的实施方式中，所述通信系统还包括：通信切换模块，用于在所述无线通信系统和所述有线通信系统之间进行切换或同时使用两种通信方式；
78、所述通信切换模块具体用于：实时监测无线通信系统和有线通信系统的信号质量和稳定性；当检测到无线通信信号质量下降时，自动切换到有线通信系统；在所述有线通信系统出现故障时，立即切换回所述无线通信系统；在紧急情况下，通过两种通信系统同时发送求救信号。
79、上述技术方案具有如下有益效果：
80、通过在潜水服外部设置推进系统，显著提高了水下救援的机动性和效率；内置电源系统为各功能模块提供可靠的电力供应，支持智能潜水服的长时间运行；外部腰部的呼吸系统确保了潜水员的供氧需求，增强了水下作业的安全性。头盔上的视觉系统集成了图像采集和照明功能，提升了水下环境的感知能力，而手部的救援工具系统扩展了潜水员的作业能力，提高了救援效率。头盔内的人机交互系统实现了信息的有效显示和操作指令的便捷输入，优化了操作体验。全面的传感器系统实时监测环境、设备和潜水员状态，增强了救援的安全性和可控性；通信系统确保了与远程监控站的实时数据交换，增强了救援行动的协调性。中央控制器统一管理和协同各系统，提高了整体救援效率和可靠性。作为一个整体，该智能潜水服系统显著提升了水下救援的安全性、效率和成功率，为复杂水下环境中的救援行动提供了全面的技术支持。
1.一种用于水下救援的智能潜水服，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的智能潜水服，其特征在于，所述推进系统包括多个电动推进器，分别设置在所述潜水服本体的左右脚踝部和左右脚底，所述电动推进器与所述电源系统电连接，并受所述中央控制器控制；
3.根据权利要求1所述的智能潜水服，其特征在于，所述呼吸系统包括：
4.根据权利要求3所述的智能潜水服，其特征在于，所述供氧装置包括：
5.根据权利要求1所述的智能潜水服，其特征在于，所述视觉系统包括：
6.根据权利要求1所述的智能潜水服，其特征在于，所述救援工具系统包括可更换模块化的切割工具、钳子和夹子，通过标准化接口与所述潜水服本体的手部连接，并通过所述人机交互系统接收潜水员的操作指令，由所述中央控制器基于所述操作指令控制所述救援工具系统的工作；所述操作指令包括语音指令、眼动追踪选择和手部动作指令。
7.根据权利要求1所述的智能潜水服，其特征在于，所述人机交互系统包括：
8.根据权利要求1所述的智能潜水服，其特征在于，所述传感器系统包括：
9.根据权利要求8所述的智能潜水服，其特征在于，所述中央控制器包括如下任意多个：
10.根据权利要求9所述的智能潜水服，其特征在于，所述供氧调节模块具体用于：
