一种船舶撇缆枪的定位装置及其操作方法与流程

本发明主要涉及撇缆枪的技术领域，具体涉及一种船舶撇缆枪的定位装置及其操作方法。

背景技术：

当今，水面船舶遇险时，利用高压气动撇缆枪为遇险船舶引缆是主流的救助引缆方式。

根据申请号为cn201420803336.7的专利文献所提供的船舶撇缆枪可知，包括竖立在船舶甲板上的立式支架，立式支架上套有一旋转筒，旋转筒末端铰接有一“乙”形块，“乙”形块为中空结构，“乙”形块上设有一气阀，气阀由铰接在旋转筒上的手压杠杆控制，子弹头上连接有引缆绳，引缆绳一端上绑有铁缆绳，子弹头上设有多圈密封圈，空心枪管内壁上涂有润滑油。该船舶撇缆枪能够远距离抛投轻质的引缆绳，通过已经抛投到对岸的引缆绳将笨重的铁缆绳拉到港口岸上，解决了人工抛投铁缆绳无法将铁缆绳远距离抛投问题，若船舶碰到海面结冰突发情况，还能当做破冰工具，多功能运用。

但上述撇缆枪仍然存在着缺陷，例如上述撇缆枪虽然具有远距离抛投的缺点，但该撇缆枪主要依靠人工的方式进行枪身的调整，导致该撇缆枪难以精确定位和瞄准目标。

技术实现要素：

本发明主要提供了一种船舶撇缆枪的定位装置及其操作方法用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种船舶撇缆枪的定位装置,包括有底座，所述底座的内部设有定位组件，所述底座通过定位组件连接有撇缆枪，所述定位组件包括有水平定位机构和竖向定位机构，所述水平定位机构包括有涡轮盘，所述涡轮盘通过转轴与所述底座的内壁转动连接，所述涡轮盘的顶端表面固定有对称设置的凸片，所述涡轮盘的一侧啮合连接有第一蜗杆，所述第一蜗杆的一侧通过联轴器与第一电机相连接，所述第一电机的底端固定于所述底座的内壁表面，所述撇缆枪包括有空气炮，所述空气炮炮管内插接有撇缆头，所述空气炮的顶端表面固定有摄像机瞄准镜，所述空气炮的两侧表面固定有相互对称的第一旋转轴和第二旋转轴，所述空气炮的两侧通过第一旋转轴和第二旋转轴连接有支撑座，每个所述支撑座均固定于所述涡轮盘的顶端表面，所述竖向定位机构包括有涡轮，所述涡轮固定于所述第一旋转轴的一端外周面，所述涡轮的底端啮合连接有第二蜗杆，所述第二蜗杆的一侧通过联轴器与第二电机相连接，所述第二电机与所述凸片的顶端表面相连接；

所述带有摄像机的瞄准镜、定位组件、第一电机、第二电机通过plc自动控制系统进行电性连接，所述plc自动控制系统通过无线通信方式与云端相连接，

所述带有摄像机的瞄准镜实时获取目标的照片，将目标的照片上报至云端分析其距离，且同时获取天气预报的数据信息包括但不限于风速、风向，计算后调整空气炮将撇头打向目标；

所述云端内设有以神经网络架构嵌入opencv算法的程序进行目标分析，以及锁定目标。

进一步的，所述竖向定位机构与减震机构相连接，所述减震机构包括有吸能盒，所述吸能盒嵌入靠近所述第二电机的一端凸片内，所述吸能盒壳体顶端开设有t形槽，所述t形槽的槽体内部滑动连接有滑块，所述滑块的顶端贯穿所述t形槽延伸至外部与第二电机的底端相连接。

进一步的，所述滑块的一侧固定有弹簧，所述滑块通过弹簧与t形槽的槽体内壁相连接。

进一步的，所述滑块底端表面的四个顶角处均嵌入有第一滚珠。

进一步的，所述撇缆枪远离所述竖向定位机构的一端与导向组件相连接，所述导向组件包括有两个导向座，两个所述导向座以所述空气炮为中心轴对称设置，每个所述导向座均固定于所述涡轮盘的顶端表面，每个所述导向座壳体上均开设有弧形导向孔，每个所述导向座均通过弧形导向孔滑动连接有滑动柱，两个所述滑动柱分别固定于所述空气炮的两侧。

进一步的，每个所述滑动柱远离所述空气炮的一侧表面均通过螺纹啮合连接有终止盖。

进一步的，每个所述弧形导向孔的两侧均分别设有数字标尺和刻度标尺，每个所述数字标尺和刻度标尺均喷涂于同一侧所述导向座的壳体表面。

进一步的，每个所述终止盖的壳体上均嵌入有水准管。

进一步的，所述涡轮盘的底端表面嵌入有多个第二滚珠，多个所述第二滚珠环绕所述涡轮盘径向平面的中轴线逐一等距设置。

根据以上的一种船舶撇缆枪的定位装置的技术方案，还将提供一种船舶撇缆枪的定位装置的操作方法，包括以下步骤：

第一步、准备工作，启动水平定位机构调整撇缆枪水平翻转，再启动竖向定位机构控制撇缆枪进行竖直翻转，利用瞄准镜进行瞄准确认，直至撇缆枪调整至合适角度。

第二步、工作过程，开启水平定位机构时，第一电机输出轴的第一蜗杆带动与其啮合连接的涡轮盘旋转，涡轮盘水平旋转时，涡轮盘上通过支撑座连接的撇缆枪跟随其进行旋转，开启竖向定位机构时，第二电机输出轴上的第二蜗杆带动与其啮合连接的涡轮进行旋转，涡轮旋转时，撇缆枪通过固定在涡轮上的第一旋转轴得以跟随其进行竖直翻转。

第三步、定位完成，关闭水平定位机构和竖向定位机构停止对撇缆枪位置的调整，开启空气炮，发射其内撇缆头，牵引所述撇缆头通过设置炮管外壁的限位环使得撇缆头保持方向，所述撇缆头为多头，多头的撇缆头散开时覆盖在目标周围。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

其一，本发明能够精确控制撇缆枪进行竖直和水平的翻转，从而精确定位和瞄准，提高撇缆枪的使用效果，具体为：通过水平定位机构和竖向定位机构的配合，使得开启水平定位机构时，第一电机输出轴的第一蜗杆带动与其啮合连接的涡轮盘旋转，涡轮盘水平旋转时，涡轮盘上通过支撑座连接的撇缆枪跟随其进行旋转，开启竖向定位机构时，第二电机输出轴上的第二蜗杆带动与其啮合连接的涡轮进行旋转，涡轮旋转时，撇缆枪通过固定在涡轮上的第一旋转轴得以跟随其进行竖直翻转。

其二，本发明能够吸收撇缆枪发射时所产生的振动，从而减小因抖动而产生的误差的同时，延长撇缆枪的使用寿命，由于撇缆枪通过其上的涡轮将振动力传递给电机上的蜗杆，使得电机底端的滑块在吸能盒内进行滑动，由于滑块的一侧通过弹簧与吸能盒内壁相连接，从而利用弹簧的蓄能，进一步吸收滑块所产生的振动，进而通过对空气炮所产生振动力的吸收，提高撇缆枪的精度，且在空气炮的底端设置同样的滑块，在涡轮盘上设置同样的吸能盒和弹簧，达到相同效果。

以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明水平定位机构的结构示意图；

图3为本发明导向组件的结构示意图；

图4为本发明减震机构的结构示意图；

图5为本发明导向组件的侧视图；

图6为本发明第二滚珠的结构示意图；

图7为本发明的工作流程图。

图中：1、底座；2、定位组件；21、水平定位机构；211、涡轮盘；2111、第二滚珠；212、凸片；213、第一蜗杆；214、第一电机；22、竖向定位机构；221、涡轮；222、第二蜗杆；223、第二电机；23、减震机构；231、吸能盒；232、滑块；2321、第一滚珠；233、弹簧；234、t形槽；3、撇缆枪；31、空气炮；32、撇缆头；33、第一旋转轴；34、第二旋转轴；35、支撑座；36、瞄准镜；4、导向组件；41、导向座；42、弧形导向孔；43、滑动柱；44、终止盖；45、水准管；46、刻度标尺；47、数字标尺；48、限位环。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例,请参照附图1-4，一种船舶撇缆枪的定位装置,包括有底座1，所述底座1的内部设有定位组件2，所述底座1通过定位组件2连接有撇缆枪3，所述定位组件2包括有水平定位机构21和竖向定位机构22，所述水平定位机构21包括有涡轮盘211，所述涡轮盘211通过转轴与所述底座1的内壁转动连接，所述涡轮盘211的顶端表面固定有对称设置的凸片212，所述涡轮盘211的一侧啮合连接有第一蜗杆213，所述第一蜗杆213的一侧通过联轴器与第一电机214相连接，所述第一电机214的底端固定于所述底座1的内壁表面，所述撇缆枪3包括有空气炮31，所述空气炮31炮管内插接有撇缆头32，所述空气炮31的顶端表面固定有摄像机瞄准镜36，所述空气炮31的两侧表面固定有相互对称的第一旋转轴33和第二旋转轴34，所述空气炮31的两侧通过第一旋转轴33和第二旋转轴34连接有支撑座35，每个所述支撑座35均固定于所述涡轮盘211的顶端表面，所述竖向定位机构22包括有涡轮221，所述涡轮221固定于所述第一旋转轴33的一端外周面，所述涡轮221的底端啮合连接有第二蜗杆222，所述第二蜗杆222的一侧通过联轴器与第二电机223相连接，所述第二电机223与所述凸片212的顶端表面相连接。

所述带有摄像机的瞄准镜36、定位组件2、第一电机214、第二电机223通过plc自动控制系统进行电性连接，所述plc自动控制系统通过无线通信方式与云端相连接，

所述带有摄像机的瞄准镜36实时获取目标的照片，将目标的照片上报至云端分析其距离，且同时获取天气预报的数据信息包括但不限于风速、风向，计算后调整空气炮31将撇头打向目标；撇缆头为多头，多头的撇缆头散开时覆盖在目标周围。

值得一提的是，云端内设有以神经网络架构嵌入opencv算法的程序进行目标分析，以及锁定目标。所述plc自动控制系统包括收集风向、环境传感器，与各动力组件之间进行指令控制的芯片，由云端进行初始化模型进行调整具体抛射方向以及空气炮的力度蓄能力度的大小，此技术在本申请中，不作具体描述，需要说明的是上述实现的技术手段不存在技术难度，是可以实现的。

具体的，请参照附图1和3，所述撇缆枪3远离所述竖向定位机构22的一端与导向组件4相连接，所述导向组件4包括有两个导向座41，两个所述导向座41以所述空气炮31为中心轴对称设置，每个所述导向座41均固定于所述涡轮盘211的顶端表面，每个所述导向座41壳体上均开设有弧形导向孔42，每个所述导向座41均通过弧形导向孔42滑动连接有滑动柱43，两个所述滑动柱43分别固定于所述空气炮31的两侧，使得撇缆枪3以其上共线设置的第一旋转轴33和第二旋转轴34为旋转轴心进行旋转时，撇缆枪3上所固定的滑动柱43得以通过在导向座41上所开设的弧形导向孔42的孔体内进行滑动，使得撇缆枪3始终沿弧形导向孔42的孔体轨迹进行角位移，提高撇缆枪3竖直旋转精度，

具体的，请着重参照附图1和5，每个所述弧形导向孔42的两侧均分别设有数字标尺47和刻度标尺46，每个所述数字标尺47和刻度标尺46均喷涂于同一侧所述导向座41的壳体表面，每个所述终止盖44的壳体上均嵌入有水准管45，使得终止盖44跟随滑动柱43进行角位移时，使用者得以通过终止盖44壳体上所嵌入的水准管45内部气泡以及导向座41上所喷涂的数字标尺47和刻度标尺46的数值与尺度构成三点一线，从而初步判断空气炮31的旋转角度，方便使用者与计算机控制空气炮31的旋转角度进行比对。

具体的，请再次参照附图1、3和5，每个所述滑动柱43远离所述空气炮31的一侧表面均通过螺纹啮合连接有终止盖44，从而利用终止盖44将滑动柱43卡在弧形导向孔42上，防止滑动柱43脱离弧形导向孔42。

具体的，请参照附图4，所述竖向定位机构22与减震机构23相连接，所述减震机构23包括有吸能盒231，所述吸能盒231嵌入靠近所述第二电机223的一端凸片212内，所述吸能盒231壳体顶端开设有t形槽234，所述t形槽234的槽体内部滑动连接有滑块232，所述滑块232的顶端贯穿所述t形槽234延伸至外部与第二电机223的底端相连接，使得空气炮31因其发射撇缆头32而产生后坐力时，后坐力对空气炮31的壳体所产生的振动传递给壳体上通过第一旋转轴33所固定的涡轮221，由于涡轮221与第二蜗杆222相啮合，从而将振动传递给，第二电机223输出轴上的第二蜗杆222以及第二电机223，由于第二电机223底端的滑块232在凸片212顶端吸能盒231的t形槽234槽体内进行滑动，从而初步延长反震力传递给第二电机223的时间。

具体的，请着重参照附图4，所述滑块232的一侧固定有弹簧233，所述滑块232通过弹簧233与t形槽234的槽体内壁相连接，由于滑块232的一侧通过弹簧233与t形槽234的槽体内壁相连接，从而利用弹簧233的蓄能，进一步吸收滑块232所产生的振动，进而通过对空气炮31所产生振动力的吸收，提高撇缆枪的精度，且在空气炮31的底端设置同样的滑块232，在涡轮盘211上设置同样的吸能盒231和弹簧233，达到相同效果，所述滑块232底端表面的四个顶角处均嵌入有第一滚珠2321，使得滑块232通过其底端所嵌入的第一滚珠2321在t形槽234的槽体内的滚动，从而防止滑块232与t形槽234的槽体表面之间产生干摩擦。

具体的，请参照附图6，所述涡轮盘211的底端表面嵌入有多个第二滚珠2111，多个所述第二滚珠2111环绕所述涡轮盘211径向平面的中轴线逐一等距设置，使得涡轮盘211通过其底端嵌入的第二滚珠2111在底座1的内壁表面上的滚动，从而防止涡轮盘211与底座1的内壁表面之间产生干摩擦。

如图7所示，本实施例还提供了一种船舶撇缆枪的定位装置的操作方法，包括以下步骤：

第一步、准备工作，启动水平定位机构21调整撇缆枪3水平翻转，再启动竖向定位机构22控制撇缆枪3进行竖直翻转，利用瞄准镜36进行瞄准确认，直至撇缆枪3调整至合适角度。

第二步、工作过程，开启水平定位机构21时，第一电机214输出轴的第一蜗杆213带动与其啮合连接的涡轮盘211旋转，涡轮盘211水平旋转时，涡轮盘211上通过支撑座35连接的撇缆枪3跟随其进行旋转，开启竖向定位机构22时，第二电机223输出轴上的第二蜗杆222带动与其啮合连接的涡轮35进行旋转，涡轮35旋转时，涡轮35上固定的第一旋转轴33得以带动其上撇缆枪3通过以其上共线的第一旋转轴33和第二旋转轴34为旋转轴心进行垂直翻转。

第三步、定位完成，关闭水平定位机构21和竖向定位机构22停止对撇缆枪3位置的调整，开启空气炮31，发射其内撇缆头32，牵引所述撇缆头32通过设置炮管外壁的限位环48使得撇缆头32保持方向。

本发明的具体操作方式如下：

在使用撇缆枪时，使用者首先启动水平定位机构21，水平定位机构21中第一电机214输出轴连接的第一蜗杆213带动与其啮合的涡轮盘211旋转，由于撇缆枪3中的空气炮31通过支撑座35固定在涡轮盘211上，从而利用底座1内部转动的涡轮盘211带动空气炮31进行水平旋转，再开启竖向定位机构22，竖向定位机构22中的第二电机223输出轴带动与其连接的第二蜗杆222进行旋转时，由于第二蜗杆222与空气炮31上通过第一旋转轴33所固定的涡轮221相啮合，从而带动空气炮31以其上共线的第一旋转轴33和第二旋转轴34为旋转轴心进行垂直翻转，在此过程中，由于空气炮31通过第一蜗杆213和第二蜗杆222进行传动，从而形成自锁结构，防止空气炮31借助在外力的推动下进行自动旋转，且由于第一电机214和二电机223上均设置有与型号为stm32f103c8t6的单片机相连接的编码器，从而精确控制第一电机214和二电机223输出轴的旋转，提高空气炮31定位时的精度，定位结束后，利用摄像机瞄准镜36瞄准确认，开启空气炮31，使得空气炮31将其炮管内带有粘性材料的撇缆头32发射出去。

上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

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