1.一种无人船海上暗礁避障装置,包括设置在船体(1)下侧的声呐(2)和设置在船体(1)内的电控单元,所述电控单元用于处理声呐(2)接收的回波信号,其特征在于,还包括滑块(303)和位姿调节组件,所述船体(1)内弹性连接有滑块(303),且所述滑块(303)在水平和竖直方向上均可活动,所述滑块(303)上设有位姿调节组件,所述滑块(303)下端连接有连杆(402),所述连杆(402)下端与声呐(2)固定连接,所述船体(1)受风浪颠簸时,所述滑块(303)受惯性力作用并与位姿调节组件发生相对位移,且所述滑块(303)失去惯性力作用时,所述位姿调节组件驱动滑块(303)复位,所述滑块(303)发生移动时,所述滑块(303)带动连杆(402)绕位姿调节组件旋转,并保持连杆(402)与海平面垂直,同时保持声呐(2)与海平面之间的垂直距离。
2.根据权利要求1所述的一种无人船海上暗礁避障装置,其特征在于:所述位姿调节组件包括安装座(301)、水平调节弹簧(302)、底板(304)、竖直调节弹簧(309)、摇杆(305)、摆杆(306)和二号球铰接头(307),所述安装座(301)与船体(1)固定连接,所述底板(304)位于安装座(301)下侧,且两者之间通过竖直调节弹簧(309)连接,所述安装座(301)的内侧壁上固定安装有水平调节弹簧(302),所述竖直调节弹簧(309)与水平调节弹簧(302)的数量均至少为3根,所述竖直调节弹簧(309)与水平调节弹簧(302)均绕安装座(301)的中心圆周均布阵列,所述滑块(303)设置在安装座(301)内,且多个所述水平调节弹簧(302)靠近安装座(301)中心的一端均与滑块(303)固定连接,所述滑块(303)的几何中心与重心重合,所述滑块(303)下端面中心球铰接有摇杆(305),所述摇杆(305)下端与连杆(402)螺纹连接,且所述摇杆(305)中段设有一号球铰接头(3051),所述一号球铰接头(3051)铰接有摆杆(306),所述摆杆(306)两端均为球头结构,所述摆杆(306)远离摇杆(305)的一端铰接有二号球铰接头(307),所述二号球铰接头(307)与船体(1)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种无人船海上暗礁避障装置,其特征在于:所述安装座(301)前端固定安装有直线执行器(308),所述直线执行器(308)包括驱动部(3081)和执行部(3082),所述驱动部(3081)与安装座(301)固定连接,所述驱动部(3081)与执行部(3082)同轴滑动连接,所述执行部(3082)远离驱动部(3081)的一端与滑块(303)外侧壁弹性连接,且所述滑块(303)位于初始位置时,所述执行部(3082)的轴线贯穿滑块(303)中心,所述驱动部(3081)与电控单元电性连接,所述电控单元根据船体(1)的行驶速度调节执行部(3082)与滑块(303)之间的距离。
4.根据权利要求3所述的一种无人船海上暗礁避障装置,其特征在于:所述底板(304)上还设有至少4个滚珠(3041),所述滑块(303)下端面与滚珠(3041)滚动连接,所述滑块(303)与底板(304)之间通过磁力连接,所述滚珠(3041)采用非磁性材料制成。
5.根据权利要求2所述的一种无人船海上暗礁避障装置,其特征在于:所述安装座(301)位于船体(1)长度方向上前侧1/3~1/2处,所述声呐(2)左右两侧均转动连接有鳍板(401),且所述声呐(2)内设有分别驱动两侧鳍板(401)旋转的减速电机,所述鳍板(401)的旋转轴线与摇杆(305)的回转轴相交且垂直,所述减速电机与电控单元电性连接,所述电控单元根据船体(1)的行驶速度调节两侧鳍板(401)与海平面的角度。
6.根据权利要求5所述的一种无人船海上暗礁避障装置,其特征在于:所述连杆(402)竖直投影面为椭圆形,且椭圆的长轴线朝向船体(1)正前方,所述连杆(402)的重心与摇杆(305)的回转轴线重合。
7.根据权利要求1至6中任一所述无人船海上暗礁避障装置的使用方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:所述电控单元控制船体(1)运行,并接通直线执行器(308)和减速电机供电线路,同时启动声呐(2);
S2:所述电控单元根据船体(1)实时运行速度调节执行部(3082)与滑块(303)之间的距离,同时调节鳍板(401)与海平面之间的角度;
S3:所述声呐(2)获取回波信号并将信号数据传输至电控单元内,所述电控单元将接收的信号数据进行分析处理,并构建包括暗礁、障碍物、生物的位置和几何信息的环境地形图;
S4:所述电控单元使用算法检测和识别潜在的障碍物,并判断海面下的暗礁、障碍物或生物是否在无人船的行进路径上或是否对船体(1)存在威胁,所述电控单元基于环境地图和障碍物检测结果,进行路径规划和避障策略的计算,包括确定安全路径、避免碰撞、调整航行速度,通过算法和决策逻辑,生成一个安全且可行的航行路径;
S5:所述电控单元根据路径规划和避障策略,调节船体(1)的行进方向与航行速度,使船体(1)在航行过程中避开暗礁和其他障碍物;
S6:所述声呐(2)继续监测周围水下环境,并将获取的回波信号传输至电控单元,航行过程中出现新的障碍物或目标,电控单元更新环境地图并相应地调整路径规划和避障策略,以保持无人船的安全;
S7:探测任务完成后,电控单元控制船体(1)停止运行,并切断直线执行器(308)、减速电机供电线路,同时关闭声呐(2)。