技术领域
[0001] 本
发明属于无人艇扫雷技术领域，具体涉及一种无人艇智能扫除水雷装置及其扫雷方法。
背景技术
[0002] 无人艇是一个可以在海洋等复杂水域环境中执行各种民用和军用任务的智能化无人平台，主要用于探测和巡逻，可以长时间在恶劣的海洋环境下执行重复性强的工作。采用无人艇无需顾虑人员
生存空间，可以减小
船舶的舱容和载重，降低人
力成本，通过自主作业提高操作
精度，降低人员操作失误的
风险，同时能使船舶有能力搭载更多的货物或设备。
[0003] 无人艇因体积小、隐形性好，利用无人艇扫雷成为无人艇应用的焦点，当前利用无人艇扫雷主要依靠声纳技术实现，但是现有的声纳设备通常固定于船底，其转动
自由度差，严重影响了声纳设备扫描探测的范围，并且，现有的无人艇扫雷装置只是在船体的一侧设置声纳探测装置，对水雷的
定位准确性不高；此外，对于水雷的扫除，目前多数依靠人工驾驶舰艇扫除水雷，存在扫除效率低以及人员安全系数较低的问题。
发明内容
[0004] 为解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能旋转的无人艇智能扫除水雷装置，以实现对水雷的准确定位并安全爆破，本发明的另一个目的在于提供一种利用无人艇智能扫除水雷的方法。
[0005] 基于上述目的，本发明采用的技术方案为：一种无人艇智能扫除水雷装置，包括固定于无人艇上的旋转架，旋转架包括固定于艇仓
基板上的转盘，转盘上电连接有第一直流
电机，转盘的
中轴线上固定有
转轴，转轴向上依次穿过甲板和固定于甲板上的
支撑台后与W型架固定连接；W型架包括
横杆和设于横杆的两端并垂直向下的立杆，横杆的底面中心与转轴的顶部刚性连接，横杆的顶面中部固定有控制箱；立杆的上端外侧面设有视觉
传感器，立杆的底端固定有与其间隙配合的伸缩套筒，伸缩套筒的外侧面固定有爆破球，伸缩套筒的底部固定有第二直流电机，第二直流电机的下端通过
联轴器固定有探雷声纳。
[0006] 进一步地，支撑台沿无人艇船体方向的两侧设有清洗箱，清洗箱包括顶部为敞口设置的长方体状
箱体，箱体的一
侧壁从上往下设置有进水口和出水口，箱体的同一侧壁还设有沿其垂直轴线对称分布的两个第三直流电机，箱体内设有与所述第三直流电机电连接的刷辊，箱体内还设有高压喷头。
[0007] 进一步地，刷辊平行设于箱体内部，刷辊转轴的两端与箱体内壁转动连接，刷辊的转轴与第三直流电机电连接。
[0008] 进一步地，进水口位于清洗箱侧面的右上方，出水口位于同一侧面的左下方，高压喷头设于刷辊的上方，且均匀分布于箱体四周内壁上。
[0009] 进一步地，支撑台上固定有与转轴相配合的
轴承。
[0010] 进一步地，W型架的横杆和立杆为一体化结构，横杆中部向下突出，突出部分上沿横杆垂直中轴线对称设有立体三
角形镂空结构。
[0011] 利用上述装置进行扫雷的方法，其步骤为：
[0012] 1）接到水雷扫除任务时，派遣已经搭载智能扫除水雷装置的无人艇抵达
指定扫雷区域，开启第一直流电机，带动与直流电机连接的转盘转动，并通过固定于转盘上的转轴带动W型架围绕转轴在水平方向上作360°旋转；
[0013] 2）当固定于W型架上的视觉传感器检测到W型架的立杆转动至船体外侧时，控制箱发出指令，控制伸缩套筒向下伸出，将固定于伸缩套筒底部的探雷声纳和爆破球下降至水中，关闭第一直流电机；
[0014] 3）开启探雷声纳和第二直流电机，通过与第二直流电机连接的联轴器带动联轴器底端固定的探雷声纳进行360°旋转，探测水雷
位置；
[0015] 4）当探雷声纳检测到水雷所在位置时，将爆破球释放至水雷附近，达到设定时间值自动引爆，从而排除水雷；
[0016] 5）重复步骤2）～4），直至完成水雷扫除任务，关闭第二直流电机；
[0017] 6）控制箱发出指令控制伸缩套筒收缩，带动探雷声纳上升至初始状态，启动第一直流电机，带动转盘转动，当视觉传感器检测到W型架与船体方向一致时，关闭第一直流电机，此时，探雷声纳停于清洗箱的上方；
[0018] 7）控制箱发出指令，控制伸缩套筒伸出，带动探雷声纳下降至清洗箱中，通过进水口向箱体内注水，高压喷头喷射水柱清洗探雷声纳，开启第三直流电机，带动刷辊转动刷洗探雷声纳，清洗后的污水经出水口排出箱体；
[0019] 8）当清洗工作完成，关闭第三直流电机，结束整个无人艇水雷扫除任务，无人艇返航。与
现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0020] 1. 旋转架通过固定于艇仓基板上的转盘而固定于无人艇上，转盘的中轴线上固定有转轴，转轴向上依次穿过甲板和固定于甲板上的支撑台后与W型架固定连接，W型架为水雷的定位及清除设备提供了安装平台；转盘上电连接有第一直流电机，该直流电机为转盘的转动提供动力；同时，转盘的转动带动设于转盘上的转轴转动，从而通过转轴输出旋转力矩，使得旋转架可围绕转轴进行圆周运动，实现整个智能扫除水雷装置绕转轴的四周转动，提高了对水雷定位的精准性，以及水雷的扫除效率。
[0021] 2. 旋转架底端通过转盘固定于艇仓基板上，并通过转轴依次穿过甲板和固定于甲板上的支撑台，使得旋转架处于直立状态，在旋转过程中更加稳定。
[0022] 3. W型架包括横杆和设于横杆的两端并垂直向下的立杆，为控制箱和扫雷部件提供安装平台；横杆的底面中心与转轴顶部刚性连接，使得横杆与转轴固定连接，且能随着转轴的转动而同步旋转；横杆的顶部固定有控制箱，用于发出各种控制指令以完成整个扫除水雷的任务，实现水雷的安全爆破。
[0023] 4. 立杆的上端外侧面设有视觉传感器，用于判断旋转架与船体的相对位置；立杆的底端固定有与其间隙配合的伸缩套筒，能够与立杆配合以实现上下滑动，从而带动伸缩套筒上固定的探雷声纳及爆破球进出水中；爆破球设于伸缩套筒的外侧面，用于达到设定值自动引爆水雷，从而实现将水雷扫除；伸缩套筒的底部固定有第二直流电机，直流电机的下端通过联轴器固定有探雷声纳，联轴器除了实现将探雷声纳与第二直流电机连接之外，还用于输出第二直流电机旋转力矩，从而带动探雷声纳的进行360°旋转，并通过探雷声纳发送和接收
声波信号，进行全方位探测水雷位置，提高了对水雷定位的精准性，并通过释放爆破球，实现了对水雷的安全爆破。
[0024] 5. 支撑台沿船体方向的两侧设有清洗箱，用于对探雷声纳进行清洗，延长其使用寿命；清洗箱为顶部敞口设置，便于将探雷声纳置于清洗箱中进行清洗；箱体的一侧壁从上往下设置有进水口和出水口，便于将水抽至清洗箱中，同时便于清洗后的污水的排放；箱体的同一侧壁上设有沿其垂直轴线对称分布的两个第三直流电机，箱体内设有与第三直流电机连接的刷辊，通过第三直流电机带动刷辊转动，实现对探雷声纳的自动刷洗，提高了对探雷声纳清洗效率，此外，箱体内还设有高压喷头，通过高压喷头喷射水柱对探雷声纳进行清洗，提高了探雷声纳的洁净度。
[0025] 6. 刷辊平行设于箱体内部，刷辊转轴的两端与箱体内壁转动连接，刷辊的转轴与第三直流电机电连接，通过直流电机为刷辊的转轴提供
扭矩，带动刷辊的转动，刷辊转轴的两端与箱体内壁转动连接，使得刷辊的转动更为流畅，且刷辊平行设于箱体内部，提高了对置于刷辊之间的探雷声纳的清洗效率。
[0026] 7. 进水口设于清洗箱侧面的右上方，出水口设于同一侧面的左下方，使得从进水口进入箱体内的水能够将刷辊润湿，同时将刷辊清洗探雷声纳的污水向下流动，并通过出水口排出，提高了水的利用率；此外，高压喷头设于刷辊的上方，且均匀分布于箱体四周内壁上，通过高压喷头对探雷声纳的高压冲洗后，结合设于高压喷头下方的刷辊的转动清洗，提高了探雷声纳的清洗效果。
[0027] 8. 在支撑台上固定有与转轴相配合的轴承，为转轴的转动提供支撑作用，使之能够稳定地沿其轴线进行圆周运动而不会发生偏移，提高了转轴转动的
稳定性；此外，轴承与转轴的配合，有效降低了转轴在转动过程中与支撑台之间的
摩擦系数，提高了转轴转动的流畅性。
[0028] 9. W型架的横杆和立杆为一体化结构，结构稳定性好；横杆中部向下突出，突出部分上沿横杆垂直中轴线对称设有立体三角形镂空结构，减轻整个W型架的重量，同时提高了W型架的支撑稳定性。
[0029] 综上所述，本发明在旋转架上设置水雷的定位和清除设备，通过旋转架以及探雷声纳的旋转，提高了水雷的精准定位和安全爆破；此外，本发明还设有清洗箱，便于对探雷声纳进行及时清洗，提高其使用寿命。
附图说明
[0030] 图1：为本发明的整体结构示意图；
[0031] 图2：为本发明清洗箱的结构示意图；
[0032] 图中：1、艇仓基板；2、转盘；3、第一直流电机；4、转轴；5、甲板；6、支撑台；7、控制箱；8、W型架；9、轴承；10、视觉传感器；11、伸缩套筒；12、爆破球；13、第二直流电机；14、联轴器；15、探雷声纳；16、清洗箱；17、箱体；18、出水口；19、第三直流电机；20、进水口；21、刷辊；22、高压喷头。
具体实施方式
[0033] 下面将结合附图对本发明进行进一步的说明。
[0034] 一种无人艇智能扫除水雷装置，其结构如1-3所示，包括固定于无人艇上的旋转架，旋转架为水雷定位及清除设备提供了安装平台；旋转架包括固定于艇仓基板1上的转盘2，转盘2上电连接有第一直流电机3，该直流电机为转盘2的转动提供动力，转盘2的中轴线上固定有转轴4，转轴4向上依次穿过甲板5和固定于甲板5上的支撑台6后与W型架8固定连接，使得旋转架处于直立状态，在旋转过程中更加稳定；同时，转盘2的转动带动设于转盘2上的转轴4转动，从而通过转轴4输出旋转力矩，使得旋转架可围绕转轴4进行圆周运动，实现整个智能扫除水雷装置绕转轴4的四周转动，提高了对水雷定位的精准性，以及水雷的扫除效率；支撑台6上固定有与转轴4相配合的轴承9，为转轴4的转动提供支撑作用，使之能够稳定地沿其轴线进行圆周运动而不会发生偏移，提高了转轴4转动的稳定性；此外，轴承9与转轴4的配合，有效降低了转轴4在转动过程中与支撑台6之间的摩擦系数，提高了转轴4转动的流畅性；W型架8包括横杆和设于横杆的两端并垂直向下的立杆，为控制箱7和扫雷部件提供安装平台；W型架8的横杆和立杆为一体化结构，结构稳定性好，横杆中部向下突出，突出部分上沿横杆垂直中轴线对称设有立体三角形镂空结构，减轻整个W型架8的重量，同时提高了W型架8的支撑稳定性；横杆的底面中心与转轴4的顶部刚性连接，使得横杆与转轴4固定连接，且能随着转轴4的转动而同步旋转；横杆的顶面中部固定有控制箱7，用于发出各种控制指令以完成整个扫除水雷的任务，实现水雷的安全爆破；立杆的上端外侧面设有视觉传感器10，用于判断旋转架与船体的相对位置；立杆的底端固定有与其间隙配合的伸缩套筒11，伸缩套筒11的外侧面固定有爆破球12，能够与立杆配合以实现上下滑动，从而带动伸缩套筒11上固定的探雷声纳15及爆破球12进出水中，爆破球12设于伸缩套筒11的外侧面，用于达到设定值自动引爆水雷，从而实现将水雷扫除；伸缩套筒11的底部固定有第二直流电机13，第二直流电机13的下端通过联轴器14固定有探雷声纳15，联轴器14除了实现将探雷声纳15与第二直流电机13连接之外，还用于输出第二直流电机13旋转力矩，从而带动探雷声纳15的进行360°旋转，并通过探雷声纳15发送和接收声波信号，进行全方位探测水雷位置，提高了对水雷定位的精准性，并通过释放爆破球12，实现了对水雷的安全爆破。
[0035] 支撑台6的两侧设有清洗箱16，且清洗箱16的放置方向与船体的方向一致，用于对探雷声纳15进行清洗，延长其使用寿命；清洗箱16包括顶部为敞口设置的长方体状箱体17，便于将探雷声纳15置于清洗箱16中进行清洗；箱体17的一侧壁从上往下设置有进水口20和出水口18，便于将水抽至清洗箱16中，同时便于清洗后的污水的排放；进水口20位于清洗箱16侧面的右上方，出水口18位于同一侧面的左下方，使得从进水口20进入箱体17内的水能够将刷辊21润湿，同时将刷辊21清洗探雷声纳15的污水向下流动，并通过出水口18排出，提高了水的利用率；箱体17的同一侧壁还设有沿其垂直轴线对称分布的两个第三直流电机
19，箱体17内设有与所述第三直流电机19电连接的刷辊21，通过第三直流电机19带动刷辊
21转动，实现对探雷声纳15的自动刷洗，提高了对探雷声纳15清洗效率，此外，箱体17内还设有高压喷头22，通过高压喷头22喷射水柱对探雷声纳15进行清洗，提高了探雷声纳15的洁净度；箱体17内还设有高压喷头22；高压喷头22设于刷辊21的上方，且均匀分布于箱体17四周内壁上，通过高压喷头22对探雷声纳15的高压冲洗后，结合设于高压喷头22下方的刷辊21的转动清洗，提高了探雷声纳15的清洗效果；刷辊21平行设于箱体17内部，刷辊21转轴的两端与箱体17内壁转动连接，刷辊21转轴与第三直流电机19电连接，通过直流电机为刷辊21转轴提供扭矩，带动刷辊21的转动，刷辊21转轴的两端与箱体17内壁转动连接，使得刷辊21的转动更为流畅，且刷辊21平行设于箱体17内部，提高了对置于刷辊21之间的探雷声纳15的清洗效率。
[0036] 利用上述装置进行扫雷，其步骤如下：
[0037] S01：当接到水雷扫除任务时，派遣已经搭载智能扫除水雷装置的无人艇抵达指定扫雷区域，开启第一直流电机3带动转盘2转动，通过固定于转盘2上的转轴带动W型架8围绕转轴在水平方向上作360°旋转，使得整个旋转架绕转轴进行旋转运动；
[0038] S02：当固定于W型架上的视觉传感器10检测到W型架8的立杆转动至船体外侧时，控制箱7发出指令，控制伸缩套筒11向下伸出，将固定于伸缩套筒11底部的探雷声纳15以及爆破球12下降至水中，关闭第一直流电机3；
[0039] S03：开启探雷声纳15，使之开始发射和接收声波信号，同时开启第二直流电机13，通过与第二直流电机13连接的联轴器14带动联轴器14底端固定的探雷声纳15进行360°旋转，探测水雷位置；
[0040] S04：当探雷声纳15检测到水雷所在位置时，将爆破球12释放至水雷附近，达到设定的时间值自动引爆，从而排除水雷；
[0041] S05重复步骤S02-S04，直至完成扫除水雷任务，关闭第二直流电机13；
[0042] S05：控制箱7发出指令控制伸缩套筒11收缩，带动探雷声纳15上升至初始状态，启动第一直流电机3，带动转盘2转动，当视觉传感器10检测到W型架8与船体方向一致时，关闭第一直流电机3，此时探雷声纳15停于清洗箱16的上方；
[0043] S06：控制箱7发出指令，控制伸缩套筒11伸出，带动探雷声纳15下降至清洗箱16中，通过进水口20向箱体17内注水，高压喷头22喷射水柱清洗探雷声纳15，开启第三直流电机19，带动刷辊21转动刷洗探雷声纳15，清洗后的污水经由出水口18排出箱体17；
[0044] S07：当清洗工作完成时，关闭第三直流电机19，结束整个无人艇水雷扫除的任务，无人艇返航。
