一种基于水下磁异常信号的目标边界检测装置及方法

1.本发明涉及磁信号检测技术领域，具体为一种基于水下磁异常信号的目标边界检测装置及方法。


背景技术：

2.目前以声响讯号探测水面下的人造物体成为运用最广泛的手段。声呐技术利用声波对水中目标进行探测，是最早被采用且发展十分成熟的水中探测技术，然而在复杂水文条件下，声波传播受到影响使其传播轨迹急剧弯曲形成声影区，导致声呐设备难以探测到水中目标。
3.如公告号为cn112925030a的中国专利，其公开了种基于水下磁异常信号的目标边界检测装置及方法，包括置于旋转台上部的海洋干扰参数测量模块与内部工作空间中的测量模块以及安装在测量模块缺口上的三轴磁场分量测量系统，下部为与其连接的旋转轴与校准控制驱动模块，校准控制驱动模块固定于滑块上，导轨内部设有电机驱动模块，内部放置驱动电机和总控制传输线。
4.但是上述方案存在以下不足：上述专利中通过对水下铁磁目标二维的磁异常信号探测，判断是否存在待测目标，通过磁场测量模块完成磁场分布图的采集，检测待测目标的边界特征，但是由于该装置是安装在搭载平面上面的，当需要对特定区域进行采集时，搭载平台需要移动至该区域才可进行采集，同时当检测的区域较大时，仅通过滑块在导轨上的往复移动，结合搭载平台的纵向移动往往无法对较大区域进行一次性的扫描，为此，我们推出一种基于水下磁异常信号的目标边界检测装置及方法


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于水下磁异常信号的目标边界检测装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种基于水下磁异常信号的目标边界检测装置，包括水面浮板，所述水面浮板下端活动连接有连接柱，所述连接柱下端内固定安装有三分量磁通门传感器以及磁场检测模块，所述水面浮板四周内均开设有连接槽，所述连接槽内设置有连接板，所述连接板内开设有让位腔，所述让位腔内设有竖板，所述竖板两侧均固定连接有第一连接轴，所述第一连接轴活活动连接于连接板内，所述第一连接轴内设有触发机构；
8.所述连接板两端均固定连接有第二连接轴，所述第二连接轴活动连接于水面浮板内，所述第二连接轴外侧套接有传动齿轮，所述传动齿轮一侧与转换齿轮相啮合，所述转换齿轮活动连接于水面浮板内，所述转换齿轮远离传动齿轮一侧与齿条相啮合，所述齿条与增阻板固定连接，所述增阻板滑接于导向槽内，所述导向槽开设于水面浮板内。
9.优选的，所述水面浮板上端内固定安装有第一电机，所述第一电机输出端固定连接于连接柱上端，所述第一电机上侧设置有防护罩，所述防护罩固定安装于水面浮板上端。
10.优选的，所述触发机构包括两组滑杆，所述第二连接轴上下端均固定连接有滑杆，所述滑杆滑接于滑槽内，所述滑槽开设于连接板内，所述滑杆两侧均固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧另一端与滑槽固定连接，所述滑杆两侧内均固定连接有按压开关，所述滑槽两端均固定连接有顶杆。
11.优选的，所述连接柱一侧固定连接有第二电机，所述第二电机输出端固定连接有螺旋桨，所述水面浮板下端固定连接有气囊，所述水面浮板内分别固定连接有处理器以及定位模块。
12.优选的，所述第二连接轴远离连接板一端伸出水面浮板，并固定连接有锥形齿轮，所述锥形齿轮与另一组锥形齿轮相啮合。
13.优选的，所述水面浮板上端固定连接传动电机，所述传动电机输出端固定连接有第一皮带轮，所述第一皮带轮通过皮带与第二皮带轮相连接，所述第二皮带轮固定套接于一组第二连接轴外侧，所述水面浮板上端固定连接有配重块。
14.此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种检测方法，用于上述所述的基于水下磁异常信号的目标边界检测装置，包括以下步骤：
15.s1、将需要进行扫描的区域坐标发送至处理器内，处理器在接受到坐标信息后会与定位模块相配合控制水面浮板在指定区域内进行移动，在移动的过程中连接柱下端设置的磁场检测模块会对水下铁磁目标的二维信号进行探测，判断探测区域是否存在待测的铁磁目标；
16.s2、当检测到待测目标存在时，水面浮板会移动至该待测区域处，并通过三分量磁通门传感器进行三维磁场分布图的获取达到对目标边界的检测，且在获取的过程中四组竖板以及增阻板会同步进入至水面内，对水面浮板进行稳定；
17.s3、当检测完成后，四组竖板会从水面内收起，同时设置在水面浮板四周的增阻板会重新收入至导向槽内，通过第一电机与第二电机的配合，使得水面浮板移动至指定点进行收回。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过将需要进行扫描的区域坐标传入至定位模块内，通过处理器与定位模块的配合控制水面浮板在该区域内进行移动，磁场检测模块在移动的过程中对水下的磁异常信号的探测，当探测该磁异常信号时，通过处理器控制水面浮板移动至该区域内，使得三分量磁通门传感器对该水下异常区域进行三维磁场分布图的获取达到对目标边界的检测，实现任一较大水域的一次性扫描。
附图说明
19.图1为本发明底部剖视结构示意图；
20.图2为本发明剖视结构示意图；
21.图3为本发明第一皮带轮与第二皮带轮连接关系剖视结构示意图；
22.图4为本发明图2中a处放大结构示意图；
23.图5为本发明竖板与增阻板展开结构示意图。
24.图中：1、水面浮板；2、定位模块；3、传动电机；4、第一皮带轮；5、皮带；6、第二皮带轮；7、竖板；8、螺旋桨；9、第二电机；10、三分量磁通门传感器；11、磁场检测模块；12、连接柱；13、气囊；14、顶杆；15、配重块；16、齿条；17、处理器；18、第一电机；19、防护罩；20、连接
板；21、第一连接轴；22、锥形齿轮；23、第二连接轴；24、滑杆；25、增阻板；26、传动齿轮；27、转换齿轮；28、导向槽；29、滑槽；30、按压开关；31、第一弹簧；32、连接槽；33、让位腔。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：
27.实施例1：
28.一种基于水下磁异常信号的目标边界检测装置，包括水面浮板1，水面浮板1可通过气囊13漂浮在水面上，水面浮板1下端活动连接有连接柱12，连接柱12下端内固定安装有三分量磁通门传感器10以及磁场检测模块11，三分量磁通门传感器10的具体型号为北京金洋万达科技有限公司生产的fvm-400型三轴磁通门磁力仪，磁场检测模块11的具体型号为济宁市鑫兖矿山机械设备有限公司生产的xy-89型水下磁探仪，磁场检测模块11可对水下铁磁目标的二维信号进行探测，判断探测区域是否存在待测的铁磁目标，当检测到待测目标存在时，水面浮板1会移动至该待测区域处，并通过三分量磁通门传感器10进行三维磁场分布图的获取达到对目标边界的检测，
29.水面浮板1四周内均开设有连接槽32，连接槽32内设置有连接板20，连接板20可带动竖板7呈90度设置于水面内，连接板20内开设有让位腔33，让位腔33可使竖板7在水面浮板1移动的过程中，进行轻微的移动；
30.让位腔33内设有竖板7，竖板7两侧均固定连接有第一连接轴21，第一连接轴21活活动连接于连接板20内，第一连接轴21内设有触发机构，触发机构包括两组滑杆24，第二连接轴23上下端均固定连接有滑杆24，滑杆24滑接于滑槽29内，滑槽29开设于连接板20内，滑杆24两侧均固定连接有第一弹簧31，第一弹簧31另一端与滑槽29固定连接，滑杆24两侧内均固定连接有按压开关30，滑槽29两端均固定连接有顶杆14，当风力较大导致水面浮板1向一侧快速移动时，此时移动侧的竖板7会向内移动，反方向的竖板7会向外移动，由于滑杆24的两侧内均设置有按压开关30，在移动时被倾斜的两组竖板7在向内和向外移动时，其左侧的按压开关30会与顶杆14相接触，此时处理器17会启动并控制第二电机9以及第一电机18进行启动，此时记录在处理器17内的异常坐标位置与定位模块2想配合，使得水面浮板1重新移动至异常区域内，当移动完成后，在第一弹簧31的弹力作用下，竖板7重新竖直在水面内；
31.连接板20两端均固定连接有第二连接轴23，第二连接轴23活动连接于水面浮板1内，第二连接轴23外侧套接有传动齿轮26，传动齿轮26一侧与转换齿轮27相啮合，转换齿轮27活动连接于水面浮板1内，转换齿轮27远离传动齿轮26一侧与齿条16相啮合，齿条16与增阻板25固定连接，增阻板25滑接于导向槽28内，导向槽28开设于水面浮板1内，当四组竖板7竖直在水面内时，四组增阻板25会同步进入至水面内，增阻板25可增大水面浮板1与水面的接触面积，防止由于轻微的海风导致水面浮板1出现移动的情况发生。
32.实施例2：
33.在实施例1的基础上，为了使四组竖板7能够同步转动至水面内，同时确保水面浮板1能够在水面上进行移动，水面浮板1上端内固定安装有第一电机18，第一电机18输出端固定连接于连接柱12上端，第一电机18上侧设置有防护罩19，防护罩19可对第一电机18进行防护，防护罩19固定安装于水面浮板1上端，通过第一电机18的转动带动其输出端连接的连接柱12转动使得第二电机9往指定方向进行转动，第二电机9在转动的过程中带动其输出端连接的螺旋桨8进行转动，实现水面浮板1在水面上的移动或者转弯；
34.触发机构包括两组滑杆24，第二连接轴23上下端均固定连接有滑杆24，滑杆24滑接于滑槽29内，滑槽29开设于连接板20内，滑杆24两侧均固定连接有第一弹簧31，第一弹簧31另一端与滑槽29固定连接，滑杆24两侧内均固定连接有按压开关30，滑槽29两端均固定连接有顶杆14，连接柱12一侧固定连接有第二电机9，第二电机9输出端固定连接有螺旋桨8，水面浮板1下端固定连接有气囊13，水面浮板1内分别固定连接有处理器17以及定位模块2，处理器17内包含传输模块、处理模块以及储存模块，传输模块可采用hiperlan、蓝牙、irda红外、homerf、ieee802.11x、ieee802.11a、802.11b、802.11d、802.11.g、802.15、802.16、802.3、rs232、rs485、usb_otg、uwb、gpio、uart、gsm、gprs、cdma、2.75g和/或3g无线传输协议与外部设备进行通信，实现将检测区域的坐标传入至储存模块内进行储存，处理模块可与定位模块2相配，控制水面浮板1在指定的坐标位置内进行移动，储存模块可用来储存检测的数据信息以及区域坐标；
35.第二连接轴23远离连接板20一端伸出水面浮板1，并固定连接有锥形齿轮22，锥形齿轮22与另一组锥形齿轮22相啮合，第二连接轴23在转动的过程中带动锥形齿轮22开始转动，锥形齿轮22转动带动另一组锥形齿轮22开始转动，通过若干组锥形齿轮22的相互啮合，实现四组竖板7的同步转动，水面浮板1上端固定连接传动电机3，传动电机3输出端固定连接有第一皮带轮4，第一皮带轮4通过皮带5与第二皮带轮6相连接，第二皮带轮6固定套接于一组第二连接轴23外侧，水面浮板1上端固定连接有配重块15。
36.此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种检测方法，用于上述的基于水下磁异常信号的目标边界检测装置，包括以下步骤：
37.s1、将需要进行扫描的区域坐标发送至处理器17内，处理器17在接受到坐标信息后会与定位模块2相配合控制水面浮板1在指定区域内进行移动，在移动的过程中连接柱12下端设置的磁场检测模块11会对水下铁磁目标的二维信号进行探测，判断探测区域是否存在待测的铁磁目标；
38.s2、当检测到待测目标存在时，水面浮板1会移动至该待测区域处，并通过三分量磁通门传感器10进行三维磁场分布图的获取达到对目标边界的检测，且在获取的过程中四组竖板7以及增阻板25会同步进入至水面内，对水面浮板1进行稳定；
39.s3、当检测完成后，四组竖板7会从水面内收起，同时设置在水面浮板1四周的增阻板25会重新收入至导向槽28内，通过第一电机18与第二电机9的配合，使得水面浮板1移动至指定点进行收回。
40.工作原理，使用时，将需要进行扫描的区域坐标发送至处理器17内，处理器17在接受到坐标信息后会与定位模块2相配合控制水面浮板1在指定区域内进行移动，具体为，当处理器17接收到坐标信息后，此时第二电机9会开始转动并带动其输出端连接的螺旋桨8开始转动，通过螺旋桨8的转动可带动水面浮板1在水面上进行移动，当需要控制水面浮板1进
行转弯时，此时第一电机18开始转动并带动其输出端连接的连接柱12开始转动，连接柱12转动带动第二电机9开始移动，根据坐标信息可确定连接柱12的转动角度，使得水面浮板1往指定方向进行移动，当区域扫描完成后并确定信号异常位置时，此时水面浮板1会移动至该区域内；
41.当水面浮板1移动至该区域时，此时传动电机3启动并带动其输出端连接的第一皮带轮4开始转动，第一皮带轮4在转动的过程中通过皮带5带动第二皮带轮6同步转动，此时与第二皮带轮6连接在一起的一组第二连接轴23开始转动，第二连接轴23转动带动竖板7顺时针转入至水面内，由于若干组锥形齿轮22是相互啮合在一起的，此时四组竖板7会同步转动至水面内，同时在竖板7转动的过程中，位于第二连接轴23外侧套接的传动齿轮26开始转动，传动齿轮26转动带动转换齿轮27开始转动，由于转换齿轮27与齿条16啮合在一起，此时滑接于导向槽28内的增阻板25会进入至水面内，四组增阻板25从四个方向进入至水面内可增大水面浮板1与水面的摩擦力，防止在轻微的海风吹动下水面浮板1漂离待测量的异常区域；
42.当风力较大导致水面浮板1向一侧快速移动时，此时移动侧的竖板7会向内移动，反方向的竖板7会向外移动，由于滑杆24的两侧内均设置有按压开关30，在移动时被倾斜的两组竖板7在向内和向外移动时，其左侧的按压开关30会与顶杆14相接触，此时处理器17会启动并控制第二电机9以及第一电机18进行启动，此时记录在处理器17内的异常坐标位置与定位模块2想配合，使得水面浮板1重新移动至异常区域内，当移动完成后，在第一弹簧31的弹力作用下，竖板7重新竖直在水面内。
43.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种基于水下磁异常信号的目标边界检测装置，包括水面浮板，其特征在于：所述水面浮板下端活动连接有连接柱，所述连接柱下端内固定安装有三分量磁通门传感器以及磁场检测模块，所述水面浮板四周内均开设有连接槽，所述连接槽内设置有连接板，所述连接板内开设有让位腔，所述让位腔内设有竖板，所述竖板两侧均固定连接有第一连接轴，所述第一连接轴活活动连接于连接板内，所述第一连接轴内设有触发机构；所述连接板两端均固定连接有第二连接轴，所述第二连接轴活动连接于水面浮板内，所述第二连接轴外侧套接有传动齿轮，所述传动齿轮一侧与转换齿轮相啮合，所述转换齿轮活动连接于水面浮板内，所述转换齿轮远离传动齿轮一侧与齿条相啮合，所述齿条与增阻板固定连接，所述增阻板滑接于导向槽内，所述导向槽开设于水面浮板内。2.根据权利要求所述的一种基于水下磁异常信号的目标边界检测装置，其特征在于：所述水面浮板上端内固定安装有第一电机，所述第一电机输出端固定连接于连接柱上端，所述第一电机上侧设置有防护罩，所述防护罩固定安装于水面浮板上端。3.根据权利要求所述的一种基于水下磁异常信号的目标边界检测装置，其特征在于：所述触发机构包括两组滑杆，所述第二连接轴上下端均固定连接有滑杆，所述滑杆滑接于滑槽内，所述滑槽开设于连接板内，所述滑杆两侧均固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧另一端与滑槽固定连接，所述滑杆两侧内均固定连接有按压开关，所述滑槽两端均固定连接有顶杆。4.根据权利要求所述的一种基于水下磁异常信号的目标边界检测装置，其特征在于：所述连接柱一侧固定连接有第二电机，所述第二电机输出端固定连接有螺旋桨，所述水面浮板下端固定连接有气囊，所述水面浮板内分别固定连接有处理器以及定位模块。5.根据权利要求所述的一种基于水下磁异常信号的目标边界检测装置，其特征在于：所述第二连接轴远离连接板一端伸出水面浮板，并固定连接有锥形齿轮，所述锥形齿轮与另一组锥形齿轮相啮合。6.根据权利要求所述的一种基于水下磁异常信号的目标边界检测装置，其特征在于：所述水面浮板上端固定连接传动电机，所述传动电机输出端固定连接有第一皮带轮，所述第一皮带轮通过皮带与第二皮带轮相连接，所述第二皮带轮固定套接于一组第二连接轴外侧，所述水面浮板上端固定连接有配重块。7.一种检测方法，用于上述权利要求1-6所述的基于水下磁异常信号的目标边界检测装置，其特征在于，包括以下步骤：s1、将需要进行扫描的区域坐标发送至处理器内，处理器在接受到坐标信息后会与定位模块相配合控制水面浮板在指定区域内进行移动，在移动的过程中连接柱下端设置的磁场检测模块会对水下铁磁目标的二维信号进行探测，判断探测区域是否存在待测的铁磁目标；s2、当检测到待测目标存在时，水面浮板会移动至该待测区域处，并通过三分量磁通门传感器进行三维磁场分布图的获取达到对目标边界的检测，且在获取的过程中四组竖板以及增阻板会同步进入至水面内，对水面浮板进行稳定；s3、当检测完成后，四组竖板会从水面内收起，同时设置在水面浮板四周的增阻板会重新收入至导向槽内，通过第一电机与第二电机的配合，使得水面浮板移动至指定点进行收回。

技术总结
本发明公开了一种基于水下磁异常信号的目标边界检测装置及方法，包括水面浮板，所述水面浮板四周内均开设有连接槽，所述连接槽内设置有连接板，所述连接板内开设有让位腔，所述让位腔内设有竖板，所述第一连接轴内设有触发机构，所述传动齿轮一侧与转换齿轮相啮合，所述齿条与增阻板固定连接，所述增阻板滑接于导向槽内，所述导向槽开设于水面浮板内；通过将需要进行扫描的区域坐标传入至定位模块内，通过处理器与定位模块的配合控制水面浮板在该区域内进行移动，磁场检测模块在移动的过程中对水下的磁异常信号的探测，使得三分量磁通门传感器对该水下异常区域进行三维磁场分布图的获取达到对目标边界的检测，实现任一较大水域的一次性扫描。水域的一次性扫描。水域的一次性扫描。


技术研发人员：金煌煌 庄志洪 方涛 沈晓峰
受保护的技术使用者：黄山学院
技术研发日：2023.07.03
技术公布日：2023/9/7