水下地形测量系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种水下地形测量系统，包括机械臂装置和深度测量系统，深度测量系统中的深度检测装置安装在机械臂装置中机械臂的自由端，深度检测装置与水深测量仪主机通过无线或有线的方式电连接；所述的深度检测装置中，固定杆竖直的与机械臂的自由端固定连接，固定杆的底端设有换能器。机械臂装置停靠在需要测量区域的岸边；将机械臂伸出到测量区域水面上方，保证换能器处于水面以下0.5m，且与水面保持垂直，开始进行该点的水下地形测量工作；通过机械臂的移动实现测量点位的移动；实现水下地形测量。水下地形测量点位可以根据测量人员的意愿进行移动，可以均匀的分布在水下地形测量区域内，提高测量的质量和效率。

Underwater topographic survey system

The utility model provides an underwater topographic measuring system, which comprises a mechanical arm device and a depth measuring system. The depth detecting device in the depth measuring system is installed at the free end of the mechanical arm device, and the depth detecting device is electrically connected with the main body of the depth measuring instrument by wireless or wired means. In the device, the fixed rod is vertically connected with the free end of the manipulator, and the bottom end of the fixed rod is provided with a transducer. The robot arm is anchored on the shore of the area to be measured; the robot arm is extended above the water surface of the area to ensure that the transducer is 0.5m below the water surface, and is perpendicular to the water surface, so the underwater topographic survey of the point is started; the measurement point is moved through the movement of the robot arm; and the underwater topographic survey is realized. Underwater topographic survey points can be moved according to the wishes of surveyors, and can be evenly distributed in the area of underwater topographic survey to improve the quality and efficiency of measurement.

【技术实现步骤摘要】
水下地形测量系统
本技术涉及水下地形测量领域，特别是一种水下地形测量系统。
技术介绍
目前，一般水下地形测量使用船只作为测量平台，由于船只漂浮在水上，无法固定，在测量过程中，船只随水流移动，即使为动力船只，在测量某一点位时，船只也无法在测量点位上固定。水深测量仪器是靠换能器发射波和反射波的时间差来计算水深，测量时发射波经过水下原始地形反射后，船只带着换能器已经移动到其他位置，对测量精度有较大影响。船只在动水中，尤其是某些流态复杂、流速急的动水中，船只无法按照测量人员的意愿进行移动，无法控制测量点位的分布，测量完成后可能局部区域点位过密，局部区域未进行测量，测量质量无法得到保证。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种水下地形测量系统，能够安全、高效、准确的在动水区域进行水下地形测量。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种水下地形测量系统，包括机械臂装置和深度测量系统，深度测量系统中的深度检测装置安装在机械臂装置中机械臂的自由端，深度检测装置与水深测量仪主机通过无线或有线的方式电连接；所述的深度检测装置中，固定杆竖直的与机械臂的自由端固定连接，固定杆的底端设有换能器。优选的方案中，所述的机械臂装置中，机械臂与行走底座连接，机械臂上设有至少两处可转动的关节。优选的方案中，在机械臂的自由端设有爪部，安装座与爪部固定连接，安装座与竖直的管体固定连接，在管体的侧壁设有多个紧固螺钉，固定杆穿入到管体内，并被紧固螺钉固定。优选的方案中，在固定杆的顶端还设有空间位置定位装置。优选的方案中，所述的空间位置定位装置为GPS定位装置或北斗定位装置。优选的方案中，固定杆上还固设有竖直传感器，所述的竖直传感器的轴线与固定杆的轴线平行。优选的方案中，所述的竖直传感器中，弹性杆的顶端与壳体固定连接，弹性杆位于竖直传感器壳体的中心线位置，弹性杆的底端设有金属材质的感应球，在壳体内壁设有电容膜。优选的方案中，在固定杆的顶端还设有深度传感器，所述的深度传感器中，拉绳一端与固定杆的顶端固定连接，另一端与浮球连接，在拉绳与浮球之间设有拉力传感器。一种利用上述的水下地形测量系统的测量方法，包括以下步骤：s1、机械臂装置停靠在需要测量区域的岸边；s2、将机械臂伸出到测量区域水面上方，保证换能器处于水面以下0.5m，且与水面保持垂直，开始进行该点的水下地形测量工作；s3、通过机械臂的移动实现测量点位的移动；s4、机械臂的覆盖范围内测量完成后，行走底座移动一段距离，继续通过机械臂进行测量；通过以上步骤实现水下地形测量。优选的方案中在测量过程中保持换能器位于水下0.5m且与水面保持水平。本技术提供的一种水下地形测量系统，通过采用将深度检测装置安装在机械臂上的方法，通过机械臂的大小臂动作、回转及行走底座的行走，实现深度检测装置测量点位的准确移动。采用本技术的装置及方法，水下地形测量点位可以根据测量人员的意愿进行移动，可以均匀的分布在水下地形测量区域内，极大的提高了水下地形测量的质量和效率。本技术的测量方法，以机械臂作为测量载体，实现了人机分离，测量人员可在岸上进行测量设备的操作，保证了测量人员的人生安全。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：图1为本技术的整体结构示意图。图2为本技术中固定杆的结构示意图。图3为本技术中深度检测装置的连接结构示意图。图4为本技术中深度检测装置的优选结构示意图。图5为本技术中竖直传感器的结构示意图。图6为本技术中深度传感器的结构示意图。图中：水深测量仪主机1；空间位置定位装置2；固定杆3；换能器4；固定装置5；紧固螺钉51；安装座52；管体53；信号线6；机械臂7；爪部71；行走底座72；开挖平台8；竖直传感器9；弹性杆91；电容膜92；感应球93；深度传感器10；浮球101；拉绳102；拉力传感器103。具体实施方式实施例1：如图1中，一种水下地形测量系统，包括机械臂装置和深度测量系统，深度测量系统中的深度检测装置安装在机械臂装置中机械臂7的自由端，深度检测装置与水深测量仪主机1通过无线或有线的方式电连接；水深测量仪主机1设置在岸上。所述的深度检测装置中，固定杆3竖直的与机械臂7的自由端固定连接，固定杆3的底端设有换能器4。本例中的机械臂装置可以采用长臂反铲，也可以采用其他的长机械臂装置。所述的换能器4为超声换能器，通过发射波和反射波的时间差来计算水深。优选的方案如图1中，所述的机械臂装置中，机械臂7与行走底座72以可回转的方式连接，机械臂7上设有至少两处可转动的关节。本例中设有三处可转动的关节，分别为爪部关节，小臂关节和大臂关节。优选的方案如图1~4中，在机械臂7的自由端设有爪部71，安装座52与爪部71固定连接，安装座52与竖直的管体53固定连接，在管体53的侧壁设有多个紧固螺钉51，固定杆3穿入到管体53内，并被紧固螺钉51固定。优选的方案如图2~4中，在固定杆3的顶端还设有空间位置定位装置2。优选的方案中，所述的空间位置定位装置2为GPS定位装置或北斗定位装置。由此结构，将水深数值与空间位置相对应。优选的方案如图4、5中，固定杆3上还固设有竖直传感器9，所述的竖直传感器9的轴线与固定杆3的轴线平行。优选的方案如图5中，所述的竖直传感器9中，弹性杆91的顶端与壳体固定连接，弹性杆91位于竖直传感器9壳体的中心线位置，弹性杆91的底端设有金属材质的感应球93，在壳体内壁设有电容膜92。由此结构，当竖直传感器9保持竖直时，电容膜92的检测到与感应球93的位置保持一致，当竖直传感器9倾斜时，感应球93靠近一侧的电容膜92，而远离另一侧的电容膜92，从而每侧的电压受金属材质的感应球93的影响发生变化，因此得到倾斜的方向和数值，在行走底座72的操作人员根据数值进行修正姿势，从而确保固定杆3保持竖直。优选的方案如图4、6中，在固定杆3的顶端还设有深度传感器10，所述的深度传感器10中，拉绳102一端与固定杆3的顶端固定连接，另一端与浮球101连接，在拉绳102与浮球101之间设有拉力传感器103。从浮球101底部到换能器4的高度控制在0.5m，当机械臂7的爪部71，放入到水面以下适当位置时，浮球101受到浮力后，即拉伸拉力传感器103，从而控制换能器4在水面以下的深度。实施例2：如图1中，一种利用上述的水下地形测量系统的测量方法，包括以下步骤：s1、将深度检测装置固定安装在机械臂7的爪部71，将安装座52与爪部71固定连接，将固定杆3与换能器4互相垂直的连接，将固定杆3插入到管体53内，拧紧紧固螺钉51，安装竖直传感器9，确保竖直传感器9的轴线与固定杆3的轴线平行，在固定杆3的顶端固定安装空间位置定位装置2和深度传感器10的拉绳102。机械臂装置通过行走底座72停靠在需要测量区域的岸边；为保证测量过程中的设备的安全，机械臂装置停靠时行走底座72的履带正对岸边且履带端部距岸边留1.5~2m的安全距离。将深度检测装置与位于岸边的水深测量仪主机1通过信号线6连接，优选的，采用无线连接也是可行的。s2、将机械臂伸出到测量区域水面上方，保证换能器处于水面以下0.5m，且与水面保持垂直，开始进行该点的水下地形测量工作；s3、通过机械臂7的移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下地形测量系统，其特征是：包括机械臂装置和深度测量系统，深度测量系统中的深度检测装置安装在机械臂装置中机械臂（7）的自由端，深度检测装置与水深测量仪主机（1）通过无线或有线的方式电连接；所述的深度检测装置中，固定杆（3）竖直的与机械臂（7）的自由端固定连接，固定杆（3）的底端设有换能器（4）。

【技术特征摘要】
1.一种水下地形测量系统，其特征是：包括机械臂装置和深度测量系统，深度测量系统中的深度检测装置安装在机械臂装置中机械臂（7）的自由端，深度检测装置与水深测量仪主机（1）通过无线或有线的方式电连接；所述的深度检测装置中，固定杆（3）竖直的与机械臂（7）的自由端固定连接，固定杆（3）的底端设有换能器（4）。2.根据权利要求1所述的一种水下地形测量系统，其特征是：所述的机械臂装置中，机械臂（7）与行走底座（72）连接，机械臂（7）上设有至少两处可转动的关节。3.根据权利要求1所述的一种水下地形测量系统，其特征是：在机械臂（7）的自由端设有爪部（71），安装座（52）与爪部（71）固定连接，安装座（52）与竖直的管体（53）固定连接，在管体（53）的侧壁设有多个紧固螺钉（51），固定杆（3）穿入到管体（53）内，并被紧固螺钉（51）固定。4.根据权利要求1所述的一种水下地形测量系统，其特征是：在固定杆（3）的顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄万林，刘野，易家春，李梁，师国栋，薛连甫，林文斌，涂胜，王望红，田巨夫，
申请(专利权)人：中国葛洲坝集团第一工程有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42