CN113758377B - 一种探排雷一体化设备及其探排雷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种探排雷一体化设备及其探排雷方法，其中设备可安装于通用无人平台上，包括探雷工作装置、排雷工作装置、限位装置、固定平台；所述探雷工作装置和排雷工作装置分别通过第一紧固件和第二紧固件设置于所述固定平台上；限位装置包括2个限位件，第一限位件设置于第一紧固件周围，用于限制探雷工作装置绕第一紧固件的作业角度范围；第二限位件设置于第二紧固件周围，用于限制排雷工作装置绕第二紧固件的作业角度范围。本发明可以实现探排雷工作装置的一体化。

Description

一种探排雷一体化设备及其探排雷方法

技术领域

本发明属于探排雷技术领域，具体涉及一种探排雷一体化设备及其探排雷方法。

背景技术

面对当前及今后反恐维稳等行动中大量地雷及简易爆炸装置的严重威胁，世界各国越来越重视对探排雷装备的研发。分析国内外探排雷装备现状，主要存在以下问题：

1）探排雷工作装置分离，需多车联合作业，成本高、效率低、安全隐患大；

2）探排雷工作装置通用化、标准化、模块化程度不高，需专用底盘搭载作业；

3）探排雷工作装置作业范围小，地形适应性差；

4）排雷方式单一，对于埋设雷或尺寸较大的地雷、未爆弹很难处理，排雷成功率不高；

5）探排雷自动化程度不高，操作终端数量多、人工干预程度高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种探排雷一体化设备及其探排雷方法，可以实现探排雷工作装置的一体化。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种探排雷一体化设备，可安装于通用无人平台上，包括探雷工作装置、排雷工作装置、限位装置、固定平台；所述探雷工作装置和排雷工作装置分别通过第一紧固件和第二紧固件设置于所述固定平台上；限位装置包括2个限位件，第一限位件设置于第一紧固件周围，用于限制探雷工作装置绕第一紧固件的作业角度范围；第二限位件设置于第二紧固件周围，用于限制排雷工作装置绕第二紧固件的作业角度范围。

本技术方案将探雷工作装置与排雷工作装置集成在一个设备上，且通过限位装置将探雷与排雷两种装置分别限制在各自范围内工作，使探雷工作装置与排雷工作装置均可在安全范围内相互独立工作，实现探排雷工作装置一体化。

在更优的技术方案中，所述两个限位件均为机械限位件；

所述探雷工作装置设置有第一挡块A1和第二挡块A2；当探雷工作装置在作业角度范围的下限位置时，探雷工作装置的第一挡块A1与第一限位件相抵触，用于限制探雷工作装置顺时针旋转；当探雷工作装置在作业角度范围的上限位置时，探雷工作装置的第二挡块A2与第一限位件相抵触，用于限制探雷工作装置逆时针旋转；

所述排雷工作装置设置有第一挡块B1和第二挡块B2；当排雷工作装置在作业角度范围的下限位置时，排雷工作装置的第一挡块B1与第二限位件相抵触，用于限制排雷工作装置顺时针旋转；当排雷工作装置在作业角度范围的上限位置时，排雷工作装置设的第二挡块B2与第二限位件相抵触，用于限制排雷工作装置逆时针旋转。

在更优的技术方案中，所述固定平台为法兰盘，且所述法兰盘的下端还设有紧固件，用于将探排雷一体化设备固定安装于通用无人平台上作业。本技术方案可通过固定件与其他任意通用无人平台进行机械连接，提高了本发明探排雷一体化设备的通用化、标准化、模块化程度。

在更优的技术方案中，所述探排雷一体化设备还包括喷涂装置，所述喷涂装置包括喷嘴、涂料管路和涂料箱；所述涂料管路沿排雷工作装置设置，其一端与涂料箱连接，另一端与设置于排雷工作装置末端的喷嘴连接，用于从涂料箱获取涂料并通过喷嘴对准地雷目标位置进行地雷标识。本技术方案可实现地雷的自动标示功能。

在更优的技术方案中，所述探排雷一体化设备还包括可设于通用无人平台上的诱爆弹，所述排雷工作装置铲斗的末端设置有用于勾取诱爆弹的吊钩。本技术方案增加排雷方式，提高设备的适用性，提高排雷成功率。

在更优的技术方案中，所述探雷工作装置包括第一回转驱动装置、可旋转的第一立柱、变幅油缸、探雷臂、探测模块；所述第一回转驱动装置固定于所述固定平台上，所述第一立柱通过第一紧固件安装于第一回转驱动装置上，所述探雷臂的第一端与第一立柱的顶部在第一铰点a1处铰接，所述探测模块设置于探雷臂的第二端；所述变幅油缸设置于第一立柱与探雷臂之间，用于驱动探雷臂绕第一铰点a1转动。

本技术方案的探雷工作装置通过设置变幅油缸，可驱动整个探雷臂绕铰点转动，从而调整探测模块距地面的高度，提高探雷工作装置与地形的适应性；而且探雷工作装置的探测宽度可达2.5m-3m，一次性覆盖面积大，极大提高了探测效率。

在更优的技术方案中，所述排雷工作装置包括第二回转驱动装置、可旋转的第二立柱、动臂、动臂油缸、斗杆、斗杆油缸、铲斗、铲斗油缸、夹爪、夹爪油缸；所述第二回转驱动装置固定于所述固定平台上，所述第二立柱通过第二紧固件安装于第二回转驱动装置上，动臂的第一端与第二立柱的顶部在第二铰点a2处铰接；所述动臂油缸设置于第二立柱与动臂之间，用于驱动动臂绕第二铰点a2转动；所述斗杆的第一端与动臂的第二端在第三铰点a3处铰接，所述斗杆油缸设置于动臂与斗杆之间，用于驱动斗杆绕第三铰点a3转动；所述铲斗的第一端与斗杆的第二端在第四铰点a4处铰接，第二端与连杆机构铰接，所述铲斗油缸设置于斗杆与连杆机构之间，用于驱动铲斗绕第四铰点a4转动；所述斗杆的第二端还与夹爪在第五铰点a5处铰接，所述夹爪油缸设置于斗杆与夹爪之间，用于驱动夹爪绕第五铰点a5转动。

本技术方案的排雷工作装置具有多个自由度，动臂、斗杆、铲斗、夹爪可通过油缸单独动作，实现了排雷作业的灵活性及地形适应性，提高了排雷作业范围。

在更优的技术方案中，所述探排雷一体化设备还包括自主作业控制系统；

所述第一回转驱动装置处设置与自主作业控制系统通信连接的第一回转编码器，用于采集探雷工作装置的实时回转角度；在第一铰点a1处设置与自主作业控制系统通信连接的角度编码器，用于采集探雷臂的实时转动角度；所述自主作业控制系统，用于根据预设探雷算法计算探雷工作装置的目标回转角度，并控制第一回转驱动装置使探雷工作装置旋转至目标回转角度；所述自主作业控制系统，用于根据预设探雷算法计算探雷臂的目标转动角度，并控制变幅油缸的驱动长度；所述自主作业控制系统，还用于记录探雷工作装置所探测到的地雷目标位置；

所述第二回转驱动装置处设置与自主作业控制系统通信连接的第二回转编码器，用于采集排雷工作装置的实时回转角度；在第二铰点a2、第三铰点a3、第四铰点a4、第五铰点a5均设置与自主作业控制系统通信连接的角度编码器，分别用于采集动臂、斗杆、铲斗和夹爪的实时转动角度；所述自主作业控制系统，用于根据预设排雷算法及地雷目标位置，计算排雷工作装置的目标回转角度，并控制第二回转驱动装置驱动排雷工作装置旋转至目标回转角度；所述自主作业控制系统，用于根据预设排雷算法及地雷目标位置，计算动臂、斗杆的目标转动角度，并控制动臂油缸、斗杆油缸的驱动长度，使动臂、斗杆旋转至目标转动角度；所述自主作业控制系统，用于根据预设排雷算法对铲斗、夹爪的角度动作进行规划，进而控制铲斗油缸、夹爪油缸的驱动长度，最终完成排雷作业。

本技术方案通过设置回转驱动编码器以及各传感器，以实时采集探雷及排雷工作装置的当前各角度，从而根据预设的探雷算法进行探雷和根据预设的排雷算法使排雷工作装置的末端移动至地雷目标位置完成排雷任务，实现探排雷作业的自动化。

本发明还提供一种探排雷一体化设备的探排雷方法，包括以下步骤：

步骤1，控制探雷工作装置进行地雷探测，得到地雷目标位置的坐标和排雷环境；

步骤2，若地雷目标位置的坐标有效，则根据排雷环境确定排雷方式；

步骤3，若采取挖掘排雷方式，则获取排雷工作装置的实时回转角度以及动臂、斗杆的实时转动角度；根据预设排雷算法和地雷目标位置，计算排雷工作装置的目标回转角度以及动臂、斗杆的目标转动角度；通过第二回转驱动装置驱动排雷工作装置由实时回转角度旋转至目标回转角度，通过动臂油缸、斗杆油缸驱动动臂、斗杆旋转至目标转动角度；获取铲斗的实时转动角度，通过控制铲斗油缸的驱动长度使铲斗完成地雷挖掘排雷作业；

若采取夹取排雷方式，则获取排雷工作装置的实时回转角度以及动臂、斗杆的实时转动角度；根据预设排雷算法和地雷目标位置，计算排雷工作装置的目标回转角度以及动臂、斗杆的目标转动角度；通过第二回转驱动装置驱动排雷工作装置由实时回转角度旋转至目标回转角度，通过动臂油缸、斗杆油缸驱动动臂、斗杆旋转至目标转动角度；获取铲斗和夹爪的实时转动角度，并通过控制铲斗油缸和夹爪油缸的驱动长度使铲斗和夹爪完成地雷夹取排雷作业；

若采取诱爆排雷方式，则获取排雷工作装置的实时回转角度以及动臂、斗杆的实时转动角度；根据预设排雷算法、地雷目标位置，计算排雷工作装置的目标回转角度以及动臂、斗杆的目标转动角度；通过控制第二回转驱动装置驱动排雷工作装置回转，以及通过控制动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸分别驱动动臂、斗杆、铲斗旋转，使吊钩到达诱爆弹位置并勾取诱爆弹；再通过控制第二回转驱动装置驱动排雷工作装置回转，以及通过控制动臂油缸、斗杆油缸分别驱动动臂、斗杆旋转，使吊钩到达地雷目标位置；通过控制铲斗油缸驱动铲斗旋转，使吊钩将诱爆弹放置于地雷目标位置，完成诱爆排雷作业。

在更优的技术方案中，步骤3的排雷过程还包括：在排雷工作装置旋转至目标回转角度，动臂、斗杆旋转至目标转动角度时，控制位于排雷工作装置末端的喷嘴对准地雷目标位置进行喷涂作业。

有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、将探雷工作装置与排雷工作装置集成在一个设备上，且通过限位装置将探雷与排雷两种装置分别限制在各自范围内工作，使探雷工作装置与排雷工作装置均可在安全范围内相互独立工作，实现探排雷工作装置一体化；

2、可通过固定件与其他任意通用无人平台进行机械连接，提高了本发明探排雷一体化设备的通用化、标准化、模块化程度；

3、探雷工作装置通过设置变幅油缸，可驱动整个探雷臂绕铰点转动，从而调整探测模块距地面的高度，提高探雷工作装置与地形的适应性；而且探雷工作装置采用多个阵列式探测模块组合的方式增加探测宽度，一次性覆盖面积大，极大提高了探测效率；

4、排雷工作装置具有多个自由度，动臂、斗杆、铲斗、夹爪可通过油缸单独动作，实现了排雷作业的灵活性及地形适应性，提高了排雷作业范围；

5、排雷工作装置可根据地雷环境确定不同的排雷方式，提高设备的适用性，提高排雷成功率；

6、通过设置回转驱动编码器以及各传感器，以实时采集探雷及排雷工作装置的当前各角度，从而根据预设的探雷算法进行探雷和根据预设的排雷算法使排雷工作装置的末端移动至地雷目标位置完成排雷任务，实现探排雷作业的自动化；

7、通过设置喷涂装置可实现地雷的自动标示功能。

附图说明

图1为本实施例所述探排雷一体化设备安装于通用无人平台上的主视图；

图2为本实施例所述探排雷一体化设备安装于通用无人平台上的俯视图；

图3为本实施例所述探雷工作装置在0°方向、排雷工作装置在-270°方向时的示意图；

图4为本实施例所述探雷工作装置在180°方向、排雷工作装置在0°方向时的示意图；

图5为图4在法兰盘位置处的局部放大图；

图6为本实施例所述探雷工作装置的示意图；

图7为本实施例所述排雷工作装置的示意图；

图8为本实施例中排雷工作装置采用挖掘排雷方式进行排雷的示意图；

图9为本实施例中排雷工作装置采用夹取排雷方式进行排雷的示意图；

图10为本实施例排雷工作装置勾取诱爆弹时的示意图；

图11为本实施例排雷工作装置投放诱爆弹时的示意图。

符号标识：

探雷工作装置100，第一回转驱动装置101、第一回转编码器102、第一挡块103、第二挡块104、第一立柱105、探雷臂106、变幅油缸107、探测模块108、角度编码器109，探雷工作装置紧固件110，

排雷工作装置200，第二回转驱动装置201、第二回转编码器202、第一挡块203、第二挡块204、第二立柱205、动臂206、动臂油缸207、摄像头208、斗杆209、斗杆油缸210、铲斗211、铲斗油缸212、连杆机构213、夹爪214、夹爪油缸215，角度编码器216，排雷工作装置紧固件217，

第一限位件301，第二限位件302；

法兰盘400，法兰盘紧固件401，

紧固装置500，第一紧固件501，第二紧固件502，

诱爆装置600，诱爆弹601，吊钩602，

通用无人平台800

喷嘴901，涂料管路902，涂料箱903。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明的技术方案为依据开展，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，对本发明的技术方案作进一步解释说明。

本实施例提供一种探排雷一体化设备，如图1、2所示，包括探雷工作装置100、排雷工作装置200、限位装置、固定平台、诱爆装置、自主作业控制系统，固定平台为法兰盘400。探雷工作装置100和排雷工作装置200分别通过第一紧固件501和第二紧固件502安装在法兰盘400上，实现探排雷工作一体化。

限位装置包括2个限位件，分别设置于法兰盘400上、且位于第一紧固件501和第二紧固件502周围，分别用于限制探雷工作装置100绕第一紧固件501的作业角度范围，限制排雷工作装置200绕第二紧固件502的作业角度范围（参见图3、图4），起到安全限位作用。本实施例以图4、图5中所示的x轴为0°方向、探雷工作装置100的作业角度范围为0°-180°、排雷工作装置200的作业角度范围为-270°-0°进行解释说明。

本实施例中的角度方向，以第二紧固件502指向第一紧固件501的方向为45°。

参见图5所示，探雷工作装置100设置有两个挡块：当探雷工作装置100在0°方向时，探雷工作装置100的第一挡块103与第一限位件301相抵触，用于限制探雷工作装置100顺时针旋转；当探雷工作装置100在180°方向时，探雷工作装置100的第二挡块104与第一限位件301相抵触，用于限制探雷工作装置100逆时针旋转。由此即可实现：本实施例采用机械限位件使探雷工作装置100绕第一紧固件501在0°-180°范围内作业的目的。

参见图5所示，排雷工作装置200设置有两个挡块：当排雷工作装置100在-270°方向时，排雷工作装置200的第一挡块203与第二限位件302相抵触，用于限制排雷工作装置200顺时针旋转；当排雷工作装置200在0°方向时，排雷工作装置200设的第二挡块204与第二限位件302相抵触，用于限制排雷工作装置200逆时针旋转。由此即可实现：本实施例采用机械限位件使探雷工作装置100绕第二紧固件502在-270°-0°范围内作业的目的。

法兰盘400的下端设有紧固件，用于将探排雷一体化设备固定安装于通用无人平台的法兰盘安装座（作为通用无人平台的机械接口）上，本实施例中的通用无人平台为通用无人平台800。通过通用无人平台800的机械接口，可实现探排雷一体化设备与通用无人平台800的集成，从而提高了本发明探排雷一体化设备的通用化、标准化、模块化程度。

参见图6所示，探雷工作装置100由第一回转驱动装置101、第一回转编码器102、第一挡块103、第二挡块104、第一立柱105、探雷臂106、变幅油缸107、探测模块108、探雷装置紧固件110、角度编码器109等组成。其中，在第一铰点a1上安装有角度编码器109，可实时检测探雷臂106、探测模块108绕铰点a1转动的角度；在第一回转驱动装置101上安装有第一回转编码器102，可实时检测探雷工作装置100的回转角度；第一立柱10515为探雷工作装置1001的受力支撑部件，通过紧固件安装在第一回转驱动装置101上；探雷臂106一端与第一立柱10515铰接，另一端与探测模块108连接；第一立柱105与探雷臂106之间设置有变幅油缸107，可驱动探雷臂106和探测模块108绕铰点a1转动，从而调整探测模块108距地面的高度，提高探雷工作装置100与地形的适应性；探雷工作装置100采用多个阵列式探测模块组合的方式增加探测宽度一次性覆盖面积大，极大提高了探测效率。

参见图7，排雷工作装置200由第二回转驱动装置201、第二回转编码器202、第一挡块203、第二挡块204、第二立柱205、紧固件、动臂206、动臂油缸207、摄像头208、斗杆209、斗杆油缸210、铲斗211、铲斗油缸212、连杆机构213、夹爪214、夹爪油缸215等组成。其中，在铰点a2、a3、a4、a5上安装有角度编码器216，可实时检测动臂206、斗杆209、铲斗211、夹爪214绕铰点转动的角度；在第二回转驱动装置201上安装有第一回转编码器102，可实时检测排雷工作装置200的回转角度；第二立柱205为排雷工作装置200的受力支撑部件，通过紧固件安装在第二回转驱动装置201上；动臂206一端与第二立柱205铰接，另一端与斗杆209铰接；第二立柱205与动臂206之间设置有动臂油缸207，可驱动整个排雷臂绕铰点转动；斗杆209一端与动臂206铰接，另一端与铲斗211铰接；动臂206与斗杆209之间设置有斗杆油缸210，可驱动斗杆209及其下部装置绕铰点a3转动；铲斗211一端与斗杆209铰接，另一端与连杆机构213铰接；斗杆209与连杆机构213之间设置有铲斗油缸212，可驱动铲斗211绕铰点a4转动，实现挖掘动作；斗杆209下端另一个铰点与夹爪214铰接，斗杆209与夹爪214之间设置有夹爪油缸215，可驱动夹爪214绕铰点a5转动，当与铲斗211配合时，可实现夹抓动作。排雷工作装置200具有多个自由度，且动臂206、斗杆209、铲斗211、夹爪214可通过各自油缸驱动单独动作，实现了排雷作业的灵活性及地形适应性，且排雷作业范围较背景技术有了很大提高。

诱爆装置600包括设置于通用无人平台800的覆盖件上的诱爆弹601和设置于铲斗211背面并用于勾取诱爆弹601的吊钩602。

排雷工作装置2002共有3种排雷方式，分别为挖掘、夹取、诱爆方式。参见图8，该方式为挖掘排雷方式，铲斗211尺寸大、夹持能力强，可轻松处理埋设雷、地表雷及尺寸较大的地雷和未爆弹；参见图9，该方式为夹移排雷方式，针对长条圆柱形未爆弹，可采用铲斗211和夹爪214配合动作实现夹取方式排除；参见图10，图11，该方式为诱爆排雷方式（图10为诱爆弹勾取、图11为诱爆弹投放），对不方便开挖且不用考虑爆破作业对路面损毁及对周边环境影响的地段可以采用放置诱爆弹601的毁雷方法。诱爆弹601存放在通用无人平台800的覆盖件上，铲斗211弧形背面设置有吊钩602，排雷工作装置200根据程序控制，可实现自动勾取及投放诱爆弹601。以上方式的实现，排雷成功率大幅提高。

喷涂装置包括喷嘴901、涂料管路902和涂料箱903。其中，参见图7所示，涂料箱布置在通用无人平台800车内；涂料管路沿排雷工作装置200设置，一端与涂料箱连接，另一端与设置于第五铰点a5处的喷嘴连接，用于从涂料箱获取涂料并通过喷嘴对准地雷目标位置进行地雷标识，可实现地雷的自动标示功能。

自主作业控制系统包括作业控制器、喷涂驱动装置、动力系统及连接电缆等，且与探雷工作装置100的第一回转编码器102、排雷工作装置200的第二回转编码器202、以及所有角度编码器通信连接，用于根据远程控制终端发送的指令和自身传感信息等进行综合处理，发出控制指令，实现探排雷一体化设备的功能要求，包括地雷自动探测、地雷自动定位、地雷自动标识、地雷自动处置以及作业远程控制、起伏地形作业。

自主作业控制系统在探雷工作中，用于根据预设探雷算法计算探雷工作装置100的目标回转角度，并控制第一回转驱动装置101使探雷工作装置100旋转至目标回转角度；用于根据预设探雷算法计算探雷臂106的目标转动角度，并控制变幅油缸107的驱动长度；用于记录探雷工作装置100所探测到的地雷目标位置。

自主作业控制系统在排雷工作中，用于根据预设排雷算法及地雷目标位置，计算排雷工作装置200的目标回转角度，并控制第二回转驱动装置201驱动排雷工作装置200旋转至目标回转角度；所述自主作业控制系统，用于根据预设排雷算法及地雷目标位置，计算动臂206、斗杆209的目标转动角度，并控制动臂油缸207、斗杆油缸210的驱动长度，使动臂206、斗杆209旋转至目标转动角度；所述自主作业控制系统，用于根据预设排雷算法对铲斗211、夹爪214的角度动作进行规划，进而控制铲斗油缸212、夹爪油缸215的驱动长度，最终完成排雷作业。

本发明还提供一种上述探排雷一体化设备的探排雷方法实施例，包括以下步骤：

步骤1，控制探雷工作装置100进行地雷探测，得到地雷目标位置的坐标和排雷环境；

步骤2，若地雷目标位置的坐标有效，则根据排雷环境确定排雷方式；

步骤3，若采取挖掘排雷方式，则获取排雷工作装置200的实时回转角度以及动臂206、斗杆209的实时转动角度；根据预设排雷算法和地雷目标位置，计算排雷工作装置200的目标回转角度以及动臂206、斗杆209的目标转动角度；通过第二回转驱动装置201驱动排雷工作装置200由实时回转角度旋转至目标回转角度，通过动臂油缸207、斗杆油缸210驱动动臂206、斗杆209旋转至目标转动角度；获取铲斗211的实时转动角度，通过控制铲斗油缸212的驱动长度使铲斗211完成地雷挖掘排雷作业；

若采取夹移排雷方式，则获取排雷工作装置200的实时回转角度以及动臂206、斗杆209的实时转动角度；根据预设排雷算法和地雷目标位置，计算排雷工作装置200的目标回转角度以及动臂206、斗杆209的目标转动角度；通过第二回转驱动装置201驱动排雷工作装置200由实时回转角度旋转至目标回转角度，通过动臂油缸207、斗杆油缸210驱动动臂206、斗杆209旋转至目标转动角度；获取铲斗211和夹爪214的实时转动角度，并通过控制铲斗油缸212和夹爪214的驱动长度使铲斗211和夹爪214完成地雷夹取排雷作业；

若采取诱爆排雷方式，则获取排雷工作装置200的实时回转角度以及动臂206、斗杆209的实时转动角度；根据预设排雷算法、地雷目标位置，计算排雷工作装置200的目标回转角度以及动臂206、斗杆209的目标转动角度；通过控制第二回转驱动装置201驱动排雷工作装置200回转，以及通过控制动臂油缸207、斗杆油缸210、铲斗油缸212分别驱动动臂206、斗杆209、铲斗211旋转，使吊钩602到达诱爆弹601存放位置并勾取诱爆弹601；再通过控制第二回转驱动装置201驱动排雷工作装置200回转，以及通过控制动臂油缸207、斗杆油缸210分别驱动动臂206、斗杆209旋转，使吊钩602到达地雷目标位置；通过控制铲斗油缸212驱动铲斗211旋转，使吊钩602将诱爆弹601放置于地雷目标位置，完成诱爆弹排雷作业。

更优地，在步骤3的排雷过程还包括：在排雷工作装置200旋转至目标回转角度，动臂206、斗杆209旋转至目标转动角度时，控制位于排雷工作装置200末端的喷嘴对准地雷目标位置进行喷涂作业。

以上实施例为本申请的优选实施例，本领域的普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本申请总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本申请要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种探排雷一体化设备，其特征在于，可安装于通用无人平台上，包括探雷工作装置、排雷工作装置、限位装置、固定平台；所述探雷工作装置和排雷工作装置分别通过第一紧固件和第二紧固件设置于所述固定平台上；限位装置包括2个限位件，第一限位件设置于第一紧固件周围，用于限制探雷工作装置绕第一紧固件的作业角度范围；第二限位件设置于第二紧固件周围，用于限制排雷工作装置绕第二紧固件的作业角度范围；

所述探排雷一体化设备还包括设于通用无人平台上的诱爆弹，所述排雷工作装置铲斗的末端设置有用于勾取诱爆弹的吊钩；

所述探雷工作装置包括第一回转驱动装置、可旋转的第一立柱、变幅油缸、探雷臂、探测模块；所述第一回转驱动装置固定于所述固定平台上，所述第一立柱通过第一紧固件安装于第一回转驱动装置上，所述探雷臂的第一端与第一立柱的顶部在第一铰点a1处铰接，所述探测模块设置于探雷臂的第二端；所述变幅油缸设置于第一立柱与探雷臂之间，用于驱动探雷臂绕第一铰点a1转动；

所述排雷工作装置包括第二回转驱动装置、可旋转的第二立柱、动臂、动臂油缸、斗杆、斗杆油缸、铲斗、铲斗油缸、夹爪、夹爪油缸；所述第二回转驱动装置固定于所述固定平台上，所述第二立柱通过第二紧固件安装于第二回转驱动装置上，动臂的第一端与第二立柱的顶部在第二铰点a2处铰接；所述动臂油缸设置于第二立柱与动臂之间，用于驱动动臂绕第二铰点a2转动；所述斗杆的第一端与动臂的第二端在第三铰点a3处铰接，所述斗杆油缸设置于动臂与斗杆之间，用于驱动斗杆绕第三铰点a3转动；所述铲斗的第一端与斗杆的第二端在第四铰点a4处铰接，第二端与连杆机构铰接，所述铲斗油缸设置于斗杆与连杆机构之间，用于驱动铲斗绕第四铰点a4转动；所述斗杆的第二端还与夹爪在第五铰点a5处铰接，所述夹爪油缸设置于斗杆与夹爪之间，用于驱动夹爪绕第五铰点a5转动；

所述探排雷一体化设备还包括自主作业控制系统；

所述第一回转驱动装置处设置与自主作业控制系统通信连接的第一回转编码器，用于采集探雷工作装置的实时回转角度；在第一铰点a1处设置与自主作业控制系统通信连接的角度编码器，用于采集探雷臂的实时转动角度；所述自主作业控制系统，用于根据预设探雷算法计算探雷工作装置的目标回转角度，并控制第一回转驱动装置使探雷工作装置旋转至目标回转角度；所述自主作业控制系统，用于根据预设探雷算法计算探雷臂的目标转动角度，并控制变幅油缸的驱动长度；所述自主作业控制系统，还用于记录探雷工作装置所探测到的地雷目标位置；

所述第二回转驱动装置处设置与自主作业控制系统通信连接的第二回转编码器，用于采集排雷工作装置的实时回转角度；在第二铰点a2、第三铰点a3、第四铰点a4、第五铰点a5均设置与自主作业控制系统通信连接的角度编码器，分别用于采集动臂、斗杆、铲斗和夹爪的实时转动角度；所述自主作业控制系统，用于根据预设排雷算法及地雷目标位置，计算排雷工作装置的目标回转角度，并控制第二回转驱动装置驱动排雷工作装置旋转至目标回转角度；所述自主作业控制系统，用于根据预设排雷算法及地雷目标位置，计算动臂、斗杆的目标转动角度，并控制动臂油缸、斗杆油缸的驱动长度，使动臂、斗杆旋转至目标转动角度；所述自主作业控制系统，用于根据预设排雷算法对铲斗、夹爪的角度动作进行规划，进而控制铲斗油缸、夹爪油缸的驱动长度，最终完成排雷作业。

2.根据权利要求1所述的探排雷一体化设备，其特征在于，所述两个限位件均为机械限位件；

所述探雷工作装置设置有第一挡块A1和第二挡块A2；当探雷工作装置在作业角度范围的下限位置时，探雷工作装置的第一挡块A1与第一限位件相抵触，用于限制探雷工作装置顺时针旋转；当探雷工作装置在作业角度范围的上限位置时，探雷工作装置的第二挡块A2与第一限位件相抵触，用于限制探雷工作装置逆时针旋转；

所述排雷工作装置设置有第一挡块B1和第二挡块B2；当排雷工作装置在作业角度范围的下限位置时，排雷工作装置的第一挡块B1与第二限位件相抵触，用于限制排雷工作装置顺时针旋转；当排雷工作装置在作业角度范围的上限位置时，排雷工作装置的第二挡块B2与第二限位件相抵触，用于限制排雷工作装置逆时针旋转。

3.根据权利要求1所述的探排雷一体化设备，其特征在于，所述固定平台为法兰盘，且所述法兰盘的下端还设有紧固件，用于将探排雷一体化设备固定安装于通用无人平台上作业。

4.根据权利要求1所述的探排雷一体化设备，其特征在于，还包括喷涂装置，所述喷涂装置包括喷嘴、涂料管路和涂料箱；所述涂料管路沿排雷工作装置设置，其一端与涂料箱连接，另一端与设置于排雷工作装置末端的喷嘴连接，用于从涂料箱获取涂料并通过喷嘴对准地雷目标位置进行地雷标识。

5.一种探排雷一体化设备的探排雷方法，其特征在于，应用于权利要求1-4任一项所述的探排雷一体化设备，包括以下步骤：

步骤1，控制探雷工作装置进行地雷探测，得到地雷目标位置的坐标和排雷环境；

步骤2，若地雷目标位置的坐标有效，则根据排雷环境确定排雷方式；

步骤3，若采取挖掘排雷方式，则获取排雷工作装置的实时回转角度以及动臂、斗杆的实时转动角度；根据预设排雷算法和地雷目标位置，计算排雷工作装置的目标回转角度以及动臂、斗杆的目标转动角度；通过第二回转驱动装置驱动排雷工作装置由实时回转角度旋转至目标回转角度，通过动臂油缸、斗杆油缸驱动动臂、斗杆旋转至目标转动角度；获取铲斗的实时转动角度，通过控制铲斗油缸的驱动长度使铲斗完成地雷挖掘排雷作业；

若采取夹取排雷方式，则获取排雷工作装置的实时回转角度以及动臂、斗杆的实时转动角度；根据预设排雷算法和地雷目标位置，计算排雷工作装置的目标回转角度以及动臂、斗杆的目标转动角度；通过第二回转驱动装置驱动排雷工作装置由实时回转角度旋转至目标回转角度，通过动臂油缸、斗杆油缸驱动动臂、斗杆旋转至目标转动角度；获取铲斗和夹爪的实时转动角度，并通过控制铲斗油缸和夹爪油缸的驱动长度使铲斗和夹爪完成地雷夹取排雷作业；

若采取诱爆排雷方式，则获取排雷工作装置的实时回转角度以及动臂、斗杆的实时转动角度；根据预设排雷算法、地雷目标位置，计算排雷工作装置的目标回转角度以及动臂、斗杆的目标转动角度；通过控制第二回转驱动装置驱动排雷工作装置回转，以及通过控制动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸分别驱动动臂、斗杆、铲斗旋转，使吊钩到达诱爆弹位置并勾取诱爆弹；再通过控制第二回转驱动装置驱动排雷工作装置回转，以及通过控制动臂油缸、斗杆油缸分别驱动动臂、斗杆旋转，使吊钩到达地雷目标位置；通过控制铲斗油缸驱动铲斗旋转，使吊钩将诱爆弹放置于地雷目标位置，完成诱爆排雷作业。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤3的排雷过程还包括：在排雷工作装置旋转至目标回转角度，动臂、斗杆旋转至目标转动角度时，控制位于排雷工作装置末端的喷嘴对准地雷目标位置进行喷涂作业。

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