CN108844425B - 一种水下缆绳炸断系统及其引爆方法 - Google Patents

一种水下缆绳炸断系统及其引爆方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水下缆绳炸断系统及其引爆方法，属于爆破装置技术领域。水下缆绳炸断系统包括切割装药、遥控器和多个接收器，遥控器包括单片机Ⅰ、按键、无线通信模块Ⅰ和显示单元，用于控制接收器并根据响应信号判断接收器状态；接收器包括单片机Ⅱ、存储单元、无线通信模块Ⅱ和计时单元，用于接收遥控器指令并给出响应，遥控器与多个接收器无线连接，接收器与切割装药的引爆装置通过电缆连接，遥控器通过无线通信模块Ⅰ向接收器发送问询信号并携带接收器编号，各接收器判断该编号是否与自身编号匹配，若匹配则通过无线通信模块Ⅱ向遥控器发送响应信号，一台遥控器可以控制多台接收器实现多个切割装药同步起爆，并通过验证机制实现精准控制。

Description

一种水下缆绳炸断系统及其引爆方法
技术领域
本发明涉及一种水下缆绳炸断系统及其引爆方法，属于爆破装置技术领域。
背景技术
水下缆绳炸断装置主要用于对水下钢缆、电缆、锚链等目标进行切割处理。该装置体积小，使用方便，可通过潜水员或水下机器人携带直接布放于所需切割目标部位。传统的水下缆绳炸断装置是导爆索起爆或电起爆形式，通过导爆索或者电雷管与装药部分连接，但是水面起爆作业程序复杂，适用于工程爆破中。
发明内容
本发明的目的在于克服现有水下缆绳炸断装置起爆过程中存在的上述缺陷，提出了一种可在水上执行定时、延时和即时起爆的水下缆绳炸断系统。
本发明是采用以下的技术方案实现的：
一种水下缆绳炸断系统，包括切割装药、遥控器和多个接收器，所述遥控器包括单片机Ⅰ、按键、无线通信模块Ⅰ和显示单元，用于控制接收器并根据响应信号判断接收器状态；所述接收器包括单片机Ⅱ、存储单元、无线通信模块Ⅱ和计时单元，用于接收遥控器指令并给出响应，所述遥控器与多个接收器无线连接，所述接收器与切割装药的引爆装置通过电缆连接。
进一步地，所述切割装药包括壳体、电雷管、装药、药型罩和密封炸高，所述药型罩为一对对称结构的圆弧形结构，所述圆弧形结构通过卡锁连接。
进一步地，所述接收器还包括配重模块，用于接收器在水中保持平衡。
进一步地，所述遥控器内还设有BD-2或北斗定位授时模块。
进一步地，所述密封炸高为0.3cm-0.7cm，用于减小水对射流的影响。
进一步地，所述壳体采用可漂浮材料。
一种应用于上述水下缆绳炸断系统的起爆方法，包括以下步骤：
S1选择接收器，遥控器与选定接收器建立通信；
遥控器通过无线通信模块Ⅰ向接收器发送问询信号并携带接收器编号，各接收器判断该编号是否与自身编号匹配，若匹配则通过无线通信模块Ⅱ向遥控器发送响应信号，遥控器接收到所述响应信号后与该接收器通信连接建立成功，此接收器为选定接收器；
S21定时起爆；
S211遥控器向选定接收器发送起爆时刻T1；
S212选定接收器接收并在存储单元中存储该时刻T1，并向遥控器发送准备完成信号及自身编号，若遥控器指定时间内没有接收到所述准备完成信号，返回步骤S211，若遥控器等待N次没有接收到所述准备完成信号，返回步骤S1；
S213选定接收器的单片机判断当前时刻t＝T1,所述单片机向引爆装置输出点火信号；
S22延时起爆；
S221遥控器向选定接收器发送延迟起爆时间t1；
S223选定接收器启动计时模块进入倒计时，并向遥控器发送准备完成信号及自身编号，若遥控器指定时间内没有接收到准备完成信号，返回步骤S221，若遥控器等待N次没有接收到所述准备完成信号，返回步骤S1；
S222选定接收器关闭无线通信模块Ⅱ；
S224计时模块所计的时间达到延迟起爆时间t1时，选定接收器的单片机向引爆装置输出点火信号；
S23即时起爆；
S231遥控器向选定接收器发送即时起爆信号；
S232选定接收器向遥控器发送准备完成信号及自身编号，若遥控器指定时间内没有接收到准备完成信号，返回步骤S231，若遥控器等待N次没有接收到所述准备完成信号，返回步骤S1；
S233选定接收器的单片机向引爆装置输出点火信号；
S21、S22、S23为择一执行。
进一步地，所述N取值为3-5。
进一步地，所述步骤S21、S22、S23择一执行后还包括遥控器执行关闭无线通信模块Ⅰ的安全锁定的步骤。
本发明的有益效果是：
(1)遥控器通过无线通信模块Ⅰ向接收器发送问询信号并携带接收器编号，各接收器判断该编号是否与自身编号匹配，若匹配则通过无线通信模块Ⅱ向遥控器发送响应信号，一台遥控器可以控制多台接收器实现多个切割装药同步起爆，并通过验证机制实现精准控制；
(2)定时起爆、即时起爆和延时起爆三种起爆方式，满足不同需求；
(3)选定接收器接收到起爆指令后，向遥控器发送准备完成信号及自身编号，若遥控器等待N次没有接收到准备完成信号，返回重新选择接收器，确认机制确保起爆被成功执行；
(4)选定起爆模式后关闭遥控器的无线通信模块Ⅰ，进入安全锁定状态，防止误操作。
附图说明
图1是本发明的水下缆绳炸断系统的结构示意图。
图中：1显示单元；2按键；3天线Ⅰ；4无线通信模块Ⅰ；5授时模块；6单片机Ⅰ；7天线Ⅱ；8无线通信模块Ⅱ；9单片机Ⅱ；10配重模块；11药型罩；12卡锁；13电雷管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明所述的水下缆绳炸断系统，包括切割装药、遥控器和多个接收器，所述遥控器包括单片机Ⅰ6、按键2、无线通信模块Ⅰ4和显示单元1，用于控制接收器并根据响应信号判断接收器状态；所述接收器包括单片机Ⅱ9、存储单元、无线通信模块Ⅱ8和计时单元，用于接收遥控器指令并给出响应，无线通信模块Ⅰ4和无线通信模块Ⅱ8分别与天线Ⅰ3和天线Ⅱ7连接，所述遥控器与多个接收器无线连接，所述接收器与切割装药的引爆装置通过电缆连接，所述接收器还包括配重模块10，用于接收器在水中保持平衡，所述遥控器内还设有BD-2或北斗定位授时模块5，为定时起爆提供精准时间。
所述切割装药包括壳体、电雷管13、装药、药型罩11和密封炸高，所述药型罩11为一对对称结构的圆弧形结构，所述圆弧形结构通过卡锁12连接。壳体采用塑料或橡胶材料，全部密封防水；电雷管13采用8号军用防水电雷管；药型罩11为圆弧形紫铜罩，顶角为60°，罩厚1mm；密封炸高取0.5cm，用于减小水对射流的影响，壳体既作为电源、电路的腔体，还作为线磙子及水中使用时的浮子，保证其在水中直立漂浮；线磙子上储存20m长电缆线(根据需要，可延长)，放开后可将排爆装置聚能战斗部放入水下20m使用。
当电雷管13起爆主装药后，形成的爆轰波传播到环形药型罩11后与药型罩11相互发生强烈的作用。药型罩11在爆轰波的直接作用下，向对称平面产生加速运动，最后药型罩11的两平面在对称平面上发生碰撞，产生高速金属射流，并形成速度较低的杵体。射流加速区的形成是爆轰波直接作用和爆轰产物膨胀作用的结果，炸药爆轰完成的瞬时，药型罩11只完成了部分压垮，射流头部才开始形成。药型罩11在爆轰产物的膨胀作用下，继续向对称平面汇聚。由于射流质量和能量的流入，射流头部进一步加速，直至达到其最大速度。随着射流质量和能量流入量的减少，射流头部速度逐渐降低，并沿射流长度方向递减，导致了在射流内部形成速度梯度。因此，射流在运动过程中会不断拉伸。并且随着流入能量的不断增加,射流逐渐形成速度较高的头部以及速度较低的杵体。并且在此时，射流将与水下钢缆、电缆、锚链等目标接触，对目标进行切割破坏。
应用于上述水下缆绳炸断系统的起爆方法，包括以下步骤：
S1选择接收器，遥控器与选定接收器建立通信；
遥控器通过无线通信模块Ⅰ4向接收器发送问询信号并携带接收器编号，各接收器判断该编号是否与自身编号匹配，若匹配则通过无线通信模块Ⅱ8向遥控器发送响应信号，遥控器接收到所述响应信号后与该接收器通信连接建立成功，此接收器为选定接收器；
S21定时起爆；
S211遥控器向选定接收器发送起爆时刻T1；
S212选定接收器接收并在存储单元中存储该时刻T1，并向遥控器发送准备完成信号及自身编号，若遥控器指定时间内没有接收到所述准备完成信号，返回步骤S211，若遥控器等待N次没有接收到所述准备完成信号，返回步骤S1，N取值为3-5；
S213选定接收器的单片机判断当前时刻t＝T1,所述单片机向引爆装置输出点火信号；
S22延时起爆；
S221遥控器向选定接收器发送延迟起爆时间t1；
S223选定接收器启动计时模块进入倒计时，并向遥控器发送准备完成信号及自身编号，若遥控器指定时间内没有接收到准备完成信号，返回步骤S221，若遥控器等待N次没有接收到所述准备完成信号，返回步骤S1，N取值为3-5；
S222选定接收器关闭无线通信模块Ⅱ8；
S224计时模块所计的时间达到延迟起爆时间t1时，选定接收器的单片机向引爆装置输出点火信号；
S23即时起爆；
S231遥控器向选定接收器发送即时起爆信号；
S232选定接收器向遥控器发送准备完成信号及自身编号，若遥控器指定时间内没有接收到准备完成信号，返回步骤S231，若遥控器等待N次没有接收到所述准备完成信号，返回步骤S1，N取值为3-5；
S233选定接收器的单片机向引爆装置输出点火信号；
S21、S22、S23为择一执行。
步骤S21、S22、S23择一执行后还包括遥控器执行关闭无线通信模块Ⅰ4的安全锁定的步骤，防止误操作。
遥控器通过无线通信模块Ⅰ4向接收器发送问询信号并携带接收器编号，各接收器判断该编号是否与自身编号匹配，若匹配则通过无线通信模块Ⅱ8向遥控器发送响应信号，一台遥控器可以控制多台接收器实现多个切割装药同步起爆，并通过验证机制实现精准控制。
选定接收器接收到起爆指令后，向遥控器发送准备完成信号及自身编号，若遥控器等待N次没有接收到所述准备完成信号，返回重新选择接收器，确认机制确保起爆被成功执行。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (3)

1.一种水下缆绳炸断系统的起爆方法，其特征在于：采用水下缆绳炸断系统，水下缆绳炸断系统包括切割装药、遥控器和多个接收器，所述遥控器包括单片机Ⅰ(6)、按键(2)、无线通信模块Ⅰ(4)和显示单元(1)，用于控制接收器并根据响应信号判断接收器状态；所述接收器包括单片机Ⅱ(9)、存储单元、无线通信模块Ⅱ(8)和计时单元，用于接收遥控器指令并给出响应，所述遥控器与多个接收器无线连接，所述接收器与切割装药的引爆装置通过电缆连接，所述接收器还包括配重模块(10)，包括以下步骤：
S1选择接收器，遥控器与选定接收器建立通信；
遥控器通过无线通信模块Ⅰ(4)向接收器发送问询信号并携带接收器编号，各接收器判断该编号是否与自身编号匹配，若匹配则通过无线通信模块Ⅱ(8)向遥控器发送响应信号，遥控器接收到所述响应信号后与该接收器通信连接建立成功，此接收器为选定接收器；
S21定时起爆；
S211遥控器向选定接收器发送起爆时刻T1；
S212选定接收器接收并在存储单元中存储该时刻T1，并向遥控器发送准备完成信号及自身编号，遥控器接收到在显示单元(1)显示，若遥控器指定时间内没有接收到所述准备完成信号，返回步骤S211，若遥控器等待N次没有接收到所述准备完成信号，返回步骤S1；
S213选定接收器的单片机判断当前时刻t＝T1,所述单片机向引爆装置输出点火信号；
S22延时起爆；
S221遥控器向选定接收器发送延迟起爆时间t1；
S223选定接收器启动计时模块进入倒计时，并向遥控器发送准备完成信号及自身编号，遥控器接收到在显示单元(1)显示，若遥控器指定时间内没有接收到准备完成信号，返回步骤S221，若遥控器等待N次没有接收到所述准备完成信号，返回步骤S1；
S222选定接收器关闭无线通信模块Ⅱ(8)；
S224计时模块所计的时间达到延迟起爆时间t1时，选定接收器的单片机向引爆装置输出点火信号；
S23即时起爆；
S231遥控器向选定接收器发送即时起爆信号；
S232选定接收器向遥控器发送准备完成信号及自身编号，遥控器接收到在显示单元(1)显示，若遥控器指定时间内没有接收到准备完成信号，返回步骤S231，若遥控器等待N次没有接收到所述准备完成信号，返回步骤S1；
S233选定接收器的单片机向引爆装置输出点火信号；
S21、S22、S23为择一执行。
2.根据权利要求1所述的起爆方法，其特征在于：所述N取值为3-5。
3.根据权利要求1所述的起爆方法，其特征在于：所述步骤S21、S22、S23择一执行后还包括遥控器执行关闭无线通信模块Ⅰ(4)的安全锁定的步骤。
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