一种水下沉船打捞过程中的六自由度测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种水下沉船打捞过程中的六自由度测量装置，包括固定在沉船上的水下定位信标、水下光纤罗经、水下高度计、水下姿态仪和水下水声通信机以及设置在施工船上的声纳换能器、水上水声通信机和水面计算机，所述水下定位信标通过与所述声呐换能器进行通信将沉船的相对位置数据传输至水面计算机，所述水下光纤罗经和所述高度计通过电缆将数据传输至所述水面计算机，所述水下姿态仪通过所述水下水声通信机和所述水面水声通信机将数据传输至水面计算机。本实用新型专利技术实现了沉船六自由度数据的完整性和一致性，安装简单高效，采集的数据可以互相校验，并能够依靠冗余设计来保证实际使用过程中的可靠性与稳定性。

A six degree of freedom measuring device for salvaging underwater sunken ships

The utility model discloses a six degree of freedom measuring device for underwater wreck fishing, including underwater positioning beacon fixed on a sinking ship, underwater optical fiber compass, underwater altimeter, underwater attitude instrument and underwater acoustic communication machine, as well as sonar exchanger, water acoustic communication machine and water surface calculation on the construction ship. The underwater positioning beacon communicates the relative position data of the wreck to the water surface computer by communicating with the sonar transducer, and the underwater optical fiber compass and the altimeter transfer data to the water surface computer through a cable, and the underwater attitude instrument passes the underwater underwater acoustic communication machine and the water surface water. The acoustic communication machine transfers the data to the surface of the computer. The utility model has realized the integrity and consistency of the six degrees of freedom of the sunk ship, simple and efficient installation, the data collected can be checked by each other, and the reliability and stability of the actual use can be ensured by the redundancy design.

【技术实现步骤摘要】
一种水下沉船打捞过程中的六自由度测量装置
本技术涉及水下监测技术，特别是涉及一种水下沉船打捞过程中的六自由度测量装置。
技术介绍
近年来，水下定位与水下监测技术得到快速发展，水下声学定位、水下姿态监测等相关技术广泛地应用于海洋工程、水下打捞等相关领域。对沉没船只打捞过程中水下位置和水下姿态的准确掌握是确保打捞作业成功的重要依据，如何在沉船打捞过程中自动采集和监测沉船的六自由度信息就显得尤为重要。测量沉船的北方向、东方向、深度、艏向、横倾、纵倾等六个自由度，通常是采用手持式倾斜仪对沉船水下姿态进行人工测量和大致估算，有时也通过水下声纳和水下摄像等设备对局部进行观察，不能直观地反映沉船的监测和打捞情况。在打捞的过程中，为了使沉船能按照预期的位置和姿态起浮，必须实时对沉船起浮过程中包括位置、艏向、深度、倾斜在内的综合状态进行测量监控，并以此为依据对水面吊装设备和水面浮筒设施进行调节，才能顺利完成打捞任务。现有的打捞方式下，无法掌握沉船基本状况，施工人员只能根据经验进行打捞，因而难以对打捞设备进行过程调节及控制沉船安全起浮。
技术实现思路
本技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种水下沉船打捞过程中的六自由度测量装置，该装置能够在整个打捞或施工过程中对沉船的水下位置和水下姿态进行全程三维实时监测，并且能够在充分保证六自由度数据的完整性和一致性的同时，提供一定的冗余数据。本技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种水下沉船打捞过程中的六自由度测量装置，包括固定在沉船上的水下定位信标、水下光纤罗经、水下高度计、水下姿态仪和水下水声通信机以及设置在施工船上的声纳换能器、水上水声通信机和水面计算机，所述水下定位信标通过与所述声纳换能器进行通信将沉船的相对位置数据传输至水面计算机，所述水下光纤罗经和所述高度计通过电缆将数据传输至所述水面计算机，所述水下姿态仪通过所述水下水声通信机和所述水面水声通信机将数据传输至水面计算机。所述水下光纤罗经和所述水下高度计与串口服务器连接，所述串口服务器通过光纤猫和电力猫与所述电缆连接，所述串口服务器、所述光纤猫和所述电力猫共用一个电源适配器，所述电源适配器、所述串口服务器、所述光纤猫和所述电力猫固装在不锈钢水密箱体Ⅰ内，所述电源适配器通过所述电缆与施工船电源连接。所述水下姿态仪与所述水下水声通信机有线连接，所述水下姿态仪采用锂电池供电，所述锂电池设有磁感应开关，所述水下姿态仪和所述锂电池固装在不锈钢水密箱体Ⅱ内。所述水下水声通信机、所述水下定位信标、所述水下光纤罗经、所述水下高度计、所述不锈钢水密箱体Ⅰ和所述不锈钢水密箱体Ⅱ固接在不锈钢结构框架内，所述不锈钢结构框架固接在沉船上。本技术具有的优点和积极效果是：结构框架可以保证本测量装置安装的快速高效；集成两组水下定位信标和两组姿态测量设备可保证在一组设备出现故障时不影响使用；采用锂电池和磁感应开关，可在水下电缆遭到破坏后不影响数据采集；采用水下无线传输与有线电缆传输两种方式，可以保证复杂情况下数据的传输质量。本技术实现了沉船六自由度数据的完整性和一致性，安装简单高效，采集的数据可以互相校验，并能够依靠冗余设计来保证实际使用过程中的可靠性与稳定性。本技术具有良好的水下环境适用性，可以广泛地适用于100m以下浅水下环境，为水下打捞工程提供直观的三维实时监测数据。附图说明图1为本技术的结构示意图。图中：1-水下水声通信机，2-水下定位信标，3-高度计，4-水下定位信标，5-水下光纤罗经，6-水下姿态仪，601-锂电池，602-磁感应开关，603-不锈钢水密箱体Ⅱ，7-串口服务器，701-光纤猫，702-电力猫，703-电源适配器，704-不锈钢水密箱体Ⅰ，8-结构框架，9-声纳换能器，10-水面水声通信机，11-水面计算机，12-电缆，13-施工船电源。具体实施方式为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1，一种水下沉船打捞过程中的六自由度测量装置，包括固定在沉船上的水下定位信标2和4、水下光纤罗经5、水下高度计3、水下姿态仪6和水下水声通信机1以及设置在施工船上的声纳换能器9、水上水声通信机10和水面计算机11，所述水下定位信标2和4一个主用一个备用，所述水下定位信标2和4通过与所述声纳换能器9进行通信将沉船的相对位置数据传输至水面计算机11，实现沉船三维位置的无线测量；所述水下光纤罗经5和所述高度计3通过电缆12将数据传输至所述水面计算机11，实现沉船艏向、横倾、纵倾、离底高度的在线测量；所述水下姿态仪6通过所述水下水声通信机1和所述水面水声通信机10将数据传输至水面计算机11，实现沉船横倾、纵倾的无线测量。在本实施例中，所述水下光纤罗经5和所述水下高度计3与串口服务器7连接，所述串口服务器7通过光纤猫701和电力猫702与所述电缆12连接，所述串口服务器7、所述光纤猫701和所述电力猫702共用一个电源适配器703，所述电源适配器703、所述串口服务器7、所述光纤猫701和所述电力猫702固装在不锈钢水密箱体Ⅰ704内，所述电源适配器703通过所述电缆12与施工船电源13连接，上述结构能够实现两种独立不干扰的远程数据传输。为了使数据的获取和传输可靠，所述水下姿态仪6与所述水下水声通信机1有线连接，所述水下姿态仪6采用锂电池601供电，所述锂电池601设有磁感应开关602，所述水下姿态仪6和所述锂电池601固装在不锈钢水密箱体Ⅱ603内。为了安装方便，所述水下水声通信机1、所述水下定位信标2和4、所述水下光纤罗经5、所述水下高度计3、所述不锈钢水密箱体Ⅰ704和所述不锈钢水密箱体Ⅱ603固接在不锈钢结构框架8内，所述不锈钢结构框架8固接在沉船上。在进行沉船打捞作业时，由潜水员携带安装有水下设备的结构框架8到达沉船指定位置，确定沉船的船艏方向后，调整水下光纤罗经5的方向与船艏一致，将结构框架8安装在沉船上，潜水员开启水下定位信标2和4和水下姿态仪6的电源开关后即可返回。水面计算机11分别通过电缆12、水面水声通信机10、声纳换能器9获得水下设备所测量的数据，提取水下定位信标2或4测得的定位数据和水下光纤罗经5测得的艏向数据可计算沉船的三维位置，包括北方向、东方向、深度、艏向数据；提取水下光纤罗经5或姿态仪601测得的横倾、纵倾数据；提取高度计3测得的离底高度数据；综合上述各种设备采集的数据，即可获得沉船的六个自由度，进而整合数据，送至水面计算机11进行实时显示、存储数据。尽管上面结合附图对本技术的优选实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下沉船打捞过程中的六自由度测量装置，其特征在于，包括固定在沉船上的水下定位信标、水下光纤罗经、水下高度计、水下姿态仪和水下水声通信机以及设置在施工船上的声纳换能器、水上水声通信机和水面计算机，所述水下定位信标通过与所述声纳换能器进行通信将沉船的相对位置数据传输至水面计算机，所述水下光纤罗经和所述高度计通过电缆将数据传输至所述水面计算机，所述水下姿态仪通过所述水下水声通信机和所述水面水声通信机将数据传输至水面计算机。

【技术特征摘要】
1.一种水下沉船打捞过程中的六自由度测量装置，其特征在于，包括固定在沉船上的水下定位信标、水下光纤罗经、水下高度计、水下姿态仪和水下水声通信机以及设置在施工船上的声纳换能器、水上水声通信机和水面计算机，所述水下定位信标通过与所述声纳换能器进行通信将沉船的相对位置数据传输至水面计算机，所述水下光纤罗经和所述高度计通过电缆将数据传输至所述水面计算机，所述水下姿态仪通过所述水下水声通信机和所述水面水声通信机将数据传输至水面计算机。2.根据权利要求1所述的水下沉船打捞过程中的六自由度测量装置，其特征在于，所述水下光纤罗经和所述水下高度计与串口服务器连接，所述串口服务器通过光纤猫和电力猫与所述电缆连接，所述串口服务器、所述光纤猫...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋海琛，杨海忠，王文杰，吴昊，秦建，于小刚，
申请(专利权)人：天津水运工程勘察设计院，交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：新型
国别省市：天津,12