CN109163611B - 一种用于战后扫雷的地雷安全挖掘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于战后扫雷的地雷安全挖掘装置，包括电机、压盘、设置在刷辊上的刷头、把手、电源；所述电机与把手固连；所述刷头的刷辊套在电机的转动轴上；刷辊两侧均连接有压盘，所述压盘与电机的转动轴固定，两个压盘将刷头的刷辊固定；电源与把手固定，用以为电机提供驱动力；所述电源为电机供电时，电机旋转带动压盘旋转，压盘旋转带动刷头旋转，刷头旋转清除雷体伪装层土壤和异物。所述把手后端还连接有升降机构，压力传感器检测到力大小变化，通过传感反馈，控制升降机构下降，使得真个装置自动下降，实现刷头清除深度的自动调节；本发明的扫雷装置可代替现有的人工挖掘作业方式，实现对埋设地雷更加安全、高效的挖掘。
Description
技术领域
本发明属于扫雷领域，特别是一种用于战后扫雷的地雷安全挖掘装置。
背景技术
目前国际上战后扫雷的方法主要有：机械扫雷法、爆破扫雷法、人工搜排法等，其中机械和爆破扫雷属于盲扫法，虽速度较快，但清除率低，还需进行人工搜排复查。人工搜排法是国际上一种通行的扫雷方法，虽具有清除率高的优点，但存在作业效率低，安全风险大等不足，特别是对于探测定位后的埋设地雷进行人工挖掘时，安全风险尤为突出，作业效率极低。
根据《国际地雷行动标准》(IMAS)，战后扫雷主要采用人工搜排方法，人工搜排法是目前各国依然普遍采用的主要方法，作业人员在排雷过程中，使用小铁锹、手铲、小刷子、小土耙等工具，手工挖掘清除地雷周围的土壤及伪装物，判定地雷类型及状态，继而进行处置。
目前对于处在沙漠地域的雷区，也有国外扫雷机构使用高压气体吹除或水射流的方法清除雷体周围的沙土。
在专利公布号为CN201803647U的实用新型中公开的快速扫除绊雷工具和专利公布号为CN107121018A的发明专利中公开的全地形扫雷排雷装置中，在清除地雷周围的土壤及伪装物的环节中，仍需要人工进行作业，导致存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于战后扫雷的地雷安全挖掘装置，以解决目前人工扫雷方法中存在的安全问题。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种用于战后扫雷的地雷安全挖掘装置，包括电机、压盘、设置在刷辊上的刷头、把手、电源；
所述电机与把手固连所述刷头的刷辊套在电机的转动轴上；刷辊两侧均连接有压盘，所述压盘与电机的转动轴固定，两个压盘将刷头的刷辊固定；所述电源与把手固定，用以为电机提供驱动力；所述电源为电机供电时，电机旋转带动压盘旋转，压盘旋转带动刷头旋转，刷头旋转清除雷体伪装层土壤和异物。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
(1)本发明的扫雷装置，可自动清雷体伪装层土壤和异物，实现对土壤的挠性开掘，扩大雷坑，使雷体独立，保证安全性。
(2)本发明的扫雷装置，电机设有编码器，把手内部设有压力传感器，通过导向杆将刷头和压盘受到的反作用力传递给传感器，可实现自动控制与土壤介质特性匹配的电机转速和进行掘进尺度的自适应调节。
(3)本发明的扫雷装置，采用模块化设计，刷头形状采用多种形式和多种材质制成，可根据不同土质进行相应的更换，以适应不同环境的排雷。
(4)本发明的扫雷装置，所述把手后端还连接有升降机构，压力传感器检测到力大小变化，通过传感反馈，控制升降机构下降，使得真个装置自动下降，实现刷头清除深度的自动调节。
(5)本发明的扫雷装置，所述把手后端还连接有加长杆，可实现整个扫雷装置与排雷机器人或操作人员保持一定距离，从而保证一定的安全距离。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明的扫雷装置的总体结构示意图。
图2为连杆内部设有导向杆的结构示意图。
图3为压盘内设滚珠的结构示意图。
具体实施方式
为了说明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。
结合图1，本发明的一种用于战后扫雷的地雷安全挖掘装置，包括电机1、压盘3、设置在刷辊上的刷头4、把手7、电源6；
所述电机1与把手7固连；所述把手用于整个装置与排雷机器人的拆装以及人员携带及操作装备时的持握。所述刷头4的刷辊套在电机1的转动轴2上；刷辊两侧均连接有压盘3，所述压盘3与电机1的转动轴2固定，两个压盘3将刷头4的刷辊固定；所述电源6与把手7固定，用以为电机1提供驱动力。清挖地表浅埋雷体四周的杂物及土壤时，电源6为电机1供电时，电机旋转带动压盘3旋转，压盘3旋转带动刷头4旋转，刷头4旋转清除雷体伪装层土壤和异物，使地雷周边的土壤与地雷分离，对土壤的挠性开掘，扩大雷坑，使雷体独立，继而进行后续的排雷工作。
进一步的，结合图2、图3，所述电机1的转动轴2上设有编码器，以检测电机1的转速；所述把手7内部设有空腔，空腔内设有压力传感器5；所述把手7通过连杆8与电机1固连；靠近电机转动轴2端的连杆8内为中空结构；连杆8内部设有导向杆9，导向杆9与连杆8内壁配合，可沿连杆8内壁上下滑动；靠近电机1侧压盘3上设有一圈卡槽31，所述卡槽31内设有滚珠10，所述导向杆9下端与滚珠10铰接，所述导向杆9上端与压力传感器5接触，当电机1带动刷头4转动时，在不同的扫雷土质下，刷头4和压盘3受到土质的反作用力不同，滚珠10可相对压盘3转动，同时在导向杆9作用下保持位置不变，始终位于压盘3卡槽31上端，压盘3振动带动导向杆9沿连杆8上下运动，将反作用力传递给压力传感器5，压力传感器5在通过受力后传感反馈控制，控制与土壤介质特性匹配的电机转速和进行掘进尺度的自适应调节。如在黏土和硬土地质条件清挖时，压力传感器5检测到力大小不同，通过传感反馈控制，实现自动控制与土壤介质特性匹配的电机转速和进行掘进尺度的自适应调节。
进一步的，所述刷头4包括多种刷形，包括热轧盘条冷拉成的丝状刷形，或其他材质制成的片状刷形、簇状刷形等，以适应不同环境的排雷。
优选的，所述刷头4采用具备一定韧性和刚性多种材质制成，包括金属材质、可抗高冲击的PP材料、添加增韧剂的塑料、陶瓷材料、碳纤维材料等，以适应不同土质进行相应的更换。
进一步的，所述把手7后端还设有升降机构，所述压力传感器5检测到力大小变化，通过传感反馈，控制升降机构下降，保持压力传感器5受力稳定，使得真个装置自动下降，实现刷头4清除深度的自动调节。通常情况下，刷头4将雷体四周的杂物及土壤清除后，刷头高度不变，压力传感器5检测到的受力为零，为保证刷头4自动下降，可通过压力传感器5检测刷头受力，通过升降机构可实现刷头4的自动下降，完成清除后，自动上升复位。
进一步的，所述升降机构包括滑块、滑轨、直线步进电机，所述滑块与把手7相连；所述滑块与直线步进电机相连，所述直线步进电机带动滑块沿滑轨上下滑动，所述滑轨、直线步进电机均与外部的排雷机器人相连。
进一步的，所述把手7后端还连接有加长杆，所述滑块通过加长杆与把手7相连；所述滑块与加长杆铰接，通过加长杆，可实现整个扫雷装置与排雷机器人或操作人员保持一定距离，从而保证一定的安全距离。
进一步的，所述电源6固定在把手7内部，以对电源进行保护，同时节约安装空间，避免外部干涉。
所述传感器5，不限于应变片压力传感器，也包括陶瓷压力传感器、扩散硅压力传感器、蓝宝石压力传感器、压电压力传感器以及具备压力传感功能的传感器设备。所述刷辊刷头4刷体形状不限于圆柱状，也包括半球状、椭球状圆锥状、梯形状等。
本发明的扫雷装置，电机设有编码器，把手内部设有压力传感器，通过导向杆9将刷头和电机受到的反作用力传递给传感器，可实现自动控制与土壤介质特性匹配的电机转速和进行掘进尺度的自适应调节。采用模块化设计，刷头形状采用多种形式和多种材质制成，可根据不同土质进行相应的更换，以适应不同环境的排雷。把手后端还连接有升降机构，压力传感器检测到力大小变化，通过传感反馈，控制升降机构下降，使得真个装置自动下降，实现刷头清除深度的自动调节。把手后端还连接有加长杆，可实现整个扫雷装置与排雷机器人或操作人员保持一定距离，从而保证一定的安全距离。通过本发明的扫雷装置，可以快速扫除疑似目标的外表覆盖物，以便快速正确的判识真伪目标，在极大程度上提高了探雷效率。
Claims (8)
1.一种用于战后扫雷的地雷安全挖掘装置，其特征在于，包括电机（1）、压盘（3）、设置在刷辊上的刷头（4）、把手（7）、电源（6）； 所述电机（1）与把手（7）固连；所述刷头（4）的刷辊套在电机（1）的转动轴（2）上；刷辊两侧均连接有压盘（3），所述压盘（3）与电机（1）的转动轴（2）固定，两个压盘（3）将刷头（4）的刷辊固定；所述电源（6）与把手（7）固定，用以为电机（1）提供驱动力；所述电源（6）为电机（1）供电时，电机旋转带动压盘（3）旋转，压盘（3）旋转带动刷头（4）旋转，刷头（4）旋转清除雷体伪装层土壤和异物；所述电机（1）的转动轴（2）上设有编码器，以检测电机（1）的转速；所述把手（7）内部设有空腔，空腔内设有压力传感器（5）；所述把手（7）通过连杆与电机（1）固连；靠近电机转动轴（2）端的连杆（8）内为中空结构；连杆（8）内部设有导向杆（9），导向杆（9）与连杆（8）内壁配合，可沿连杆（8）内壁上下滑动；靠近电机（1）侧压盘（3）上设有一圈卡槽（31），所述卡槽（31）内设有滚珠（10），所述导向杆（9）下端与滚珠（10）铰接，所述导向杆（9）上端与压力传感器（5）接触，所述压盘（3）振动带动导向杆（9）沿连杆（8）上下运动，将反作用力传递给压力传感器（5），压力传感器（5）传感反馈控制，控制电机（1）转速进行自适应调节；
所述电源（6）固定在把手（7）内部。
2.根据权利要求1 所述的用于战后扫雷的地雷安全挖掘装置，其特征在于，所述刷头（4）包括丝状刷形、片状刷形或簇状刷形。
3.根据权利要求1 所述的用于战后扫雷的地雷安全挖掘装置，其特征在于，所述刷头（4）材质包括金属材质、PP 材料、添加增韧剂的塑料、陶瓷材料或碳纤维材料。
4.根据权利要求1 所述的用于战后扫雷的地雷安全挖掘装置，其特征在于，所述把手（7）后端还设有升降机构，所述压力传感器（5）检测到力大小变化，通过传感反馈，控制升降机构下降，保持压力传感器（5）受力稳定，使得整个装置自动下降，实现刷头（4）清除深度的自动调节。
5.根据权利要求4 所述的用于战后扫雷的地雷安全挖掘装置，其特征在于，所述升降机构包括滑块、滑轨、直线步进电机，所述滑块与把手（7）相连；所述滑块与直线步进电机相连，所述直线步进电机带动滑块沿滑轨上下滑动。
6. 根据权利要求5 所述的用于战后扫雷的地雷安全挖掘装置，其特征在于，所述把手（7）后端还连接有加长杆，所述滑块通过加长杆与把手（7）相连；所述滑块与加长杆铰接。
7.根据权利要求1 所述的用于战后扫雷的地雷安全挖掘装置，其特征在于：所述压力传感器（5），包括应变片压力传感器、陶瓷压力传感器、扩散硅压力传感器、蓝宝石压力传感器、压电压力传感器或其他具备压力传感功能的传感器设备。
8.根据权利要求1 所述的用于战后扫雷的地雷安全挖掘装置，其特征在于：所述刷头（4）刷体形状为圆柱状或半球状或椭球状圆锥状或梯形状。
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