一种自清洁式多波束前视声呐及其使用方法
阅读说明：本技术 一种自清洁式多波束前视声呐及其使用方法 (Self-cleaning type multi-beam forward-looking sonar and use method thereof ) 是由 袁经文 洪坤 秦影茹 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种自清洁式多波束前视声呐及其使用方法,其包括防护架,所述防护架的内部安置有声呐本体,所述声呐本体的侧表面上依次设有第一清洁机构和第二清洁机构,所述第二清洁机构上设有用于清洁声呐本体前侧的第三清洁机构,所述防护架包括平行设置的底板和顶板,所述底板和顶板之间通过连接杆相连,所述防护架的内部设有水草清除机构。本发明通过设置第一清洁机构、第二清洁机构和第三清洁机构,对声呐本体的表面定期进行清理,避免海中生物依附在声呐本体上,对声呐的探测性能造成影响,通过设置水草清除机构,使得使得水草难以缠附在防护架和声呐本体上,避免水草对回收声呐造成不良影响。(The invention discloses a self-cleaning type multi-beam forward-looking sonar and a using method thereof, and the self-cleaning type multi-beam forward-looking sonar comprises a protective frame, wherein a sonar body is arranged in the protective frame, a first cleaning mechanism and a second cleaning mechanism are sequentially arranged on the side surface of the sonar body, a third cleaning mechanism used for cleaning the front side of the sonar body is arranged on the second cleaning mechanism, the protective frame comprises a bottom plate and a top plate which are arranged in parallel, the bottom plate and the top plate are connected through a connecting rod, and a waterweed removing mechanism is arranged in the protective frame. According to the invention, the surface of the sonar body is regularly cleaned by arranging the first cleaning mechanism, the second cleaning mechanism and the third cleaning mechanism, so that the influence on the detection performance of the sonar caused by the attachment of marine organisms on the sonar body is avoided, and the aquatic weeds are difficult to be wound on the protection frame and the sonar body by arranging the aquatic weeds cleaning mechanism, so that the adverse influence on the recovery of the sonar caused by the aquatic weeds is avoided.)
技术领域
本发明涉及水声通信技术领域，具体为一种声呐及其使用方法。
背景技术
海洋声学测绘技术是探测海洋的一种十分有效的手段。利用声学测绘技术，可以探测海底地型、进行海洋动力现象的观测、进行海底地层剖面探测，以及为潜水器提供导航、避碰、海底轮廓跟踪的信息。随着近年来海洋资源开发和海洋经济发展的需要，国家对海底地型探测分析变得越来越重视，通过声呐对海洋进行探测已经成为很多研究教学单位进行海洋地质研究的重要研究手段，多波束前视声呐由于多种波束同时工作，能获取多个波道的信息，因此，可以同时观察跟踪不同方向的多个目标，且不易失去接触。这种多波束声纳的利用率高，搜索的速度快，能一次探测较大角度的目标，因此被广泛使用，常见的多波束前视声呐存在以下问题：
1、多波束前视声呐在海洋中使用时，海洋中生存的浮游生物和贝类易黏附到声呐的表面，对声呐的探测效果造成干扰，严重时会使声呐失效。
2、海洋中有大量的水草的存在，声呐长时间沉在海洋中时声呐表面和用于保护声呐不被较大的海洋生物啃食的防护架上容易被水草缠绕，对回收声呐造成影响，可能导致声呐无法回收。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种自清洁式多波束前视声呐及其使用方法，解决了上述背景技术中提到的声呐表面黏附水生生物和水草影响声呐回收的问题。
(二)技术方案。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种自清洁式多波束前视声呐，包括防护架，所述防护架的内部安置有声呐本体，所述声呐本体的侧表面上依次设有第一清洁机构和第二清洁机构，所述第二清洁机构上设有用于清洁声呐本体前侧的第三清洁机构，所述防护架包括平行设置的底板和顶板，所述底板和顶板之间通过连接杆相连，所述防护架的内部设有水草清除机构，且其上表面固定有吊耳。
进一步地，所述第一清洁机构包括设置在声呐本体内侧壁上的第一安装腔，所述第一安装腔内安装有第一防水电动推杆，所述声呐本体的外侧壁上滑动设置有第一环形刮板，所述第一环形刮板的内侧连接有第一推板，所述第一安装腔的外侧壁上开设有第一推槽，所述第一推板的一端贯穿第一推槽延伸到第一安装腔内并与其滑动连接，且其延伸到第一安装腔内的一端与第一防水电动推杆的驱动端相连。
进一步地，所述声呐本体外侧壁的上下两端均设有第一滑槽，所述第一环形刮板的内侧壁上固定有与第一滑槽滑动配合的第一T型滑板。
进一步地，所述第二清洁机构包括设置在声呐本体内侧壁上的第二安装腔，所述第二安装腔内安装有第二防水电动推杆，所述声呐本体的外侧壁上滑动设置有第二环形刮板，所述第二环形刮板的内侧连接有第二推板，所述第二安装腔的外侧壁上开设有第二推槽，所述第二推板的一端贯穿第二推槽延伸到第二安装腔内并与其滑动连接，且延伸到第二安装腔内的一端与第二防水电动推杆的驱动端相连。
进一步地，所述声呐本体外侧壁的上下两端均设有第二滑槽，所述第二环形刮板的内侧壁上固定有与第二滑槽滑动配合的第二T型滑板。
进一步地，所述第三清洁机构包括固定在第二环形刮板外侧壁两端的凸板，两个所述凸板之间通过转轴转动连接有与声呐本体前端相贴合的弧形刮板，其中一个所述凸板上固定有与转轴转动连接的防水电机。
进一步地，所述声呐本体的两侧壁上固定有与连接杆滑动套接的连接块，所述连接块的上下两端均设有伸缩弹簧，上下两端的所述伸缩弹簧的另一端分别与顶板和底板相连，且其内套设有连接杆。
进一步地，所述底板和顶板朝向声呐本体的一侧均设有卡座，所述卡座朝向声呐本体的一侧均开设有与其外表面弧度相同的凹槽，且凹槽内固定有橡胶垫。
进一步地，所述水草清除机构包括固定在顶板下表面的U型腔，所述U型腔内设有呈U型分布的多个转杆，位于中间的所述转杆与固定在顶板下表面的步进电机的驱动端相连，且与所述步进电机位于同一直线上的多个转杆上均设有第一齿轮，所述第一齿轮之间通过第一齿带啮合连接，平行设置的两排转杆上均设有第二齿轮，位于同一侧的所述第二齿轮之间通过同样位于同一侧的第二齿带啮合连接，所述转杆的两端分别与底板和顶板转动连接，且其上固定有切割叶片。
本发明还提供一种自清洁式多波束前视声呐的使用方法，包括如下步骤；
S1：检查声呐本体是否完好，第一清洁机构、第二清洁机构、第三清洁机构和水草清除机构是否能够正常工作；
S2：关闭声呐本体的电源，通过吊耳将防护架吊起缓慢放入水中，待声呐本体入水后，再次启动声呐本体，缓慢放线，使声呐本体沉入待定深度；
S3：确认声呐本体是否能够正常工作，确认完成后，使声呐本体稳定在待定深度，开启第一清洁机构、第二清洁机构、第三清洁机构和水草清除机构的控制系统，使第一清洁机构、第二清洁机构、第三清洁机构和水草清除机构每间隔一端时间运行一次，其中，第三清洁机构只有在第二清洁机构运行到最前端时开始运行，第三清洁机构工作时，第二清洁机构保持待机状态，等第三清洁机构一次清洁工作完成后再继续工作。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种自清洁式多波束前视声呐及其使用方法，具备以下有益效果：
1、本发明，通过设置第一清洁机构、第二清洁机构和第三清洁机构，能对声呐本体的表面定时进行清理，避免海中生物依附在声呐本体上，对声呐的探测性能造成影响。
2、本发明，通过设置水草清除机构，使得使得水草难以缠附在防护架和声呐本体上，避免水草对回收声呐造成不良影响，同时通过设置防护架，保护声呐本体不受到大小海洋生物的袭击。
附图说明
图1为本发明立体结构示意图；
图2为本发明声呐本体外观结构示意图；
图3为本发明声呐本体剖面结构示意图；
图4为本发明声呐本体又一剖面结构示意图；
图5为本发明防护架结构示意图；
图6为本发明U型腔内部结构示意图。
图中：1、防护架；101、底板；102、顶板；103、连接杆；2、声呐本体；3、第一清洁机构；301、第一安装腔；302、第一防水电动推杆；303、第一环形刮板；304、第一推板；305、第一推槽；306、第一T型滑板；4、第二清洁机构；401、第二安装腔；402、第二防水电动推杆；403、第二环形刮板；404、第二推板；405、第二推槽；406、第二T型滑板；5、第三清洁机构；501、凸板；502、弧形刮板；503、防水电机；6、第一滑槽；7、第二滑槽；8、连接块；9、伸缩弹簧；10、卡座；11、水草清除机构；1101、U型腔；1102、转杆；1103、步进电机；1104、第一齿轮；1105、第一齿带；1106、第二齿轮；1107、第二齿带；1108、切割叶片；12、吊耳。
具体实施方式
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。
实施例
如图1、图2和图5所示，本发明一个实施例提出的一种自清洁式多波束前视声呐，包括防护架1，防护架1的内部安置有声呐本体2，声呐本体2的侧表面上依次设有第一清洁机构3和第二清洁机构4，第二清洁机构4上设有用于清洁声呐本体2前侧的第三清洁机构5，防护架1包括平行设置的底板101和顶板102，底板101和顶板102之间通过连接杆103相连，防护架1的内部设有水草清除机构11，且其上表面固定有吊耳12，通过设置第一清洁机构3、第二清洁机构4和第三清洁机构5，对声呐本体2的表面定期进行清理，使海中生物无法依附在声呐本体2上，声呐本体2沉在海水中时，海中的鱼类会移动到声呐本体2附近，通过防护架1的设置能够避免大型鱼类破坏声呐本体2，通过水草清除机构11的设置，能够避免水草缠绕到防护架1和声呐本体2上。
如图3和图4所示，在一些实施例中，第一清洁机构3包括设置在声呐本体2内侧壁上的第一安装腔301，第一安装腔301内安装有第一防水电动推杆302，声呐本体2的外侧壁上滑动设置有第一环形刮板303，第一环形刮板303的内侧连接有第一推板304，第一安装腔301的外侧壁上开设有第一推槽305，第一推板304的一端贯穿第一推槽305延伸到第一安装腔301内并与其滑动连接，且其延伸到第一安装腔301内的一端与第一防水电动推杆302的驱动端相连，通过第一安装腔301和安装在第一安装腔301内的第一防水电动推杆302，能够推动第一环形刮板303沿第一防水电动推杆302的活塞杆移动方向来回滑动，通过第一环形刮板303朝向声呐本体2外壁一端设置的刮齿，在第一环形刮板303来回滑动的同时，能够将黏附在声呐本体2外壁上的水生生物刮除，由于第一防水电动推杆302的活塞杆的移动范围在声呐本体2的后侧，因此能够对声呐本体2外壁的后侧进行清洁。
如图2所示，在一些实施例中，声呐本体2外侧壁的上下两端均设有第一滑槽6，第一环形刮板303的内侧壁上固定有与第一滑槽6滑动配合的第一T型滑板306，通过第一滑槽6和第一T型滑板306的设置，使第一环形刮板303与声呐本体2表面的距离保持一致，提高对依附在声呐本体2上的海洋生物的清除效果。
如图3和图4所示，在一些实施例中，第二清洁机构4包括设置在声呐本体2内侧壁上的第二安装腔401，第二安装腔401内安装有第二防水电动推杆402，声呐本体2的外侧壁上滑动设置有第二环形刮板403，第二环形刮板403的内侧连接有第二推板404，第二安装腔401的外侧壁上开设有第二推槽405，第二推板404的一端贯穿第二推槽405延伸到第二安装腔401内并与其滑动连接，且延伸到第二安装腔401内的一端与第二防水电动推杆402的驱动端相连，通过第二安装腔401和安装在第二安装腔401内的第二防水电动推杆402，能够推动第二环形刮板403沿第二防水电动推杆402的活塞杆移动方向来回滑动，通过第二环形刮板403朝向声呐本体2外壁一端设置的刮齿，在第二环形刮板403来回滑动的同时，能够将黏附在声呐本体2外壁上的水生生物刮除，由于第二防水电动推杆402的活塞杆的移动范围在声呐本体2的前侧，因此能够对声呐本体2外壁的前侧进行清洁。
如图2和图4所示，在一些实施例中，声呐本体2外侧壁的上下两端均设有第二滑槽7，第二环形刮板403的内侧壁上固定有与第二滑槽7滑动配合的第二T型滑板406，通过第二滑槽7和第二T型滑板406的设置，使第二环形刮板403与声呐本体2表面的距离保持一致，提高对依附在声呐本体2上的海洋生物的清除效果。
如图3和图4所示，在一些实施例中，第三清洁机构5包括固定在第二环形刮板403外侧壁两端的凸板501，两个凸板501之间通过转轴转动连接有与声呐本体2前端相贴合的弧形刮板502，其中一个凸板501上固定有与转轴转动连接的防水电机503，第三清洁机构5安装在第二清洁机构4上设置的第二环形刮板403上，声呐本体2的前端为半球形弧面，当第二环形刮板403移动到接近声呐本体2的前端时，第三清洁机构5中的弧形刮板502有了转动工作的条件，通过防水电机503带动弧形刮板502转动，使得弧形刮板502内侧设置的刮齿与声呐本体2前端的弧面相贴合，能够将黏附在声呐本体2前端弧面上的水生生物刮除。
如图5所示，在一些实施例中，声呐本体2的两侧壁上固定有与连接杆103滑动套接的连接块8，连接块8的上下两端均设有伸缩弹簧9，上下两端的伸缩弹簧9的另一端分别与顶板102和底板101相连，且其内套设有连接杆103，通过连接块8、连接杆103和伸缩弹簧9的设置，起到减震作用，降低防护架1受到海洋中大型生物袭击时声呐本体2受损的几率。
如图5所示，在一些实施例中，底板101和顶板102朝向声呐本体2的一侧均设有卡座10，卡座10朝向声呐本体2的一侧均开设有与其外表面弧度相同的凹槽，且凹槽内固定有橡胶垫，通过卡座10和橡胶垫的设置，限制声呐本体2的最大位移距离，降低伸缩弹簧9受损的几率。
如图5和图6所示，在一些实施例中，水草清除机构11包括固定在顶板102下表面的U型腔1101，U型腔1101内设有呈U型分布的多个转杆1102，位于中间的转杆1102与固定在顶板102下表面的步进电机1103的驱动端相连，且与步进电机1103位于同一直线上的多个转杆1102上均设有第一齿轮1104，第一齿轮1104之间通过第一齿带1105啮合连接，平行设置的两排转杆1102上均设有第二齿轮1106，位于同一侧的第二齿轮1106之间通过同样位于同一侧的第二齿带1107啮合连接，转杆1102的两端分别与底板101和顶板102转动连接，且其上固定有切割叶片1108，通过转杆1102带动切割叶片1108工作，切割靠近防护架1的水草，同时起到驱赶水生动物的效果，通过步进电机1103带动其中一个转杆1102转动，通过第一齿轮1104、第一齿带1105、第二齿轮1106和第二齿带1107配合，使得所有的转杆1102都随步进电机1103工作而转动，通过U型腔1101保护步进电机1103、第一齿轮1104、第一齿带1105、第二齿轮1106和第二齿带1107不会被水浸泡，避免水草清除机构11被海水侵蚀损坏。
如图1-图6所示，本发明还提供一种自清洁式多波束前视声呐的使用方法，包括如下步骤；
S1：检查声呐本体2是否完好，第一清洁机构3、第二清洁机构4、第三清洁机构5和水草清除机构11是否能够正常工作；
S2：关闭声呐本体2的电源，通过吊耳12将防护架1吊起缓慢放入水中，待声呐本体2入水后，再次启动声呐本体2，缓慢放线，使声呐本体2沉入待定深度；
S3：确认声呐本体2是否能够正常工作，确认完成后，使声呐本体2稳定在待定深度，开启第一清洁机构3、第二清洁机构4、第三清洁机构5和水草清除机构11的控制系统，使第一清洁机构3、第二清洁机构4、第三清洁机构5和水草清除机构11每间隔一端时间运行一次，其中，第三清洁机构5只有在第二清洁机构4运行到最前端时开始运行，第三清洁机构5工作时，第二清洁机构4保持待机状态，等第三清洁机构5一次清洁工作完成后再继续工作。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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