一种用于测绘的测深装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于测绘的测深装置，包括无人船和测深装置，测深装置固定在所述无人船上，无人船包括船体、主控装置、电源与动力系统、巡航装置、视频采集装置和通信系统；测深装置包括传动电机、测深支架和测深仪，传动电机分别与测深支架、蓄电池组和主控装置连接。本实用新型专利技术能显著提高测绘效率和测绘精度，并且能够降低工作人员的劳动强度和测深过程的安全性。

A Sounding Device for Surveying and Mapping

【技术实现步骤摘要】
一种用于测绘的测深装置
本技术涉及水下测绘领域，具体涉及一种用于测绘的测深装置。
技术介绍
水下地形测量是测量水底起伏形态和地物的工作，是陆地地形测量在水下的延伸，按照水域不同，又可划分为内水地形测量和海洋地形测量。同时在测量技术方面，水深测量经历了测绳重锤测量、单波束回声测深、多波束回声测深等发展阶段。多波束测深系统是从单波束测深系统发展起来，能一次给出与航线相垂直的平面内的几十个甚至上百个深度，能够精确、快速地测定沿航线一定宽度内水下目标的大小、形状，从而较可靠地描绘出水下地形的精细特征，真正意义上实现了水下地形的面测量。与单波束回声测深仪相比，多波束测深系统具有测量范围大、速度快、精度和效率高等优点。但是，由于受多波束测深仪的波速开角和波速角的限制，使得在测量水深较浅水面较宽的河流时无法一次性测量整个河流断面。在海洋水深测量作业过程中，浅水区域特别是港口、岛礁周边的水下地形对船舶停靠、港口工程建设具有重要的作用。当前，浅水区域的地形测绘信息获取手段过于单一，主要依赖大型测量船携带的小测量船或者租用地方渔船进行作业，由于受船体整体吃水较深的影响，岛礁周边等浅水区域测绘作业难度大，安全隐患突出，通常需选择在大潮高潮时进行作业，作业效率低。无人船由于其自重较轻，体型较小且用于内河道上受风浪冲击的几率较少。所以无人船的吃水较浅，利于无人船在浅水区域测量。中国专利(CN205209491U)公开了无人艇，包括电源装置、推动装置、主艇体以及位于主艇体两侧的两个辅助艇体，主艇体内设有数据采集中心、惯性导航系统、多波束测深仪、GPS定位系统以及控制模块。此专利能够实现较快的航速和出色的操纵性，但是，此专利不适合在深度较浅、宽度较宽的内河内测深。
技术实现思路
为了克服上述缺陷，本技术提供一种用于测绘的测深装置，具体采用如下的技术方案：一种用于测绘的测深装置，包括无人船和测深装置，所述测深装置固定在无人船上，所述无人船包括船体、主控装置、电源与动力系统、巡航装置、视频采集装置和通信系统；所述船体采用双层结构，所述船体甲板前侧设置有桅杆；所述测深装置包括传动电机、测深支架和测深仪；所述传动电机分别与测深支架和主控装置连接，所述测深仪固定在测深支架上；所述测深仪包括结构相同的前侧测深仪和后侧测深仪。优选的，所述电源与动力系统包括电源模块和推进模块；所述电源模块包括太阳能电池板、蓄电池组、柴油发电机，所述蓄电池组分别与太阳能电池板和柴油发电机连接；所述太阳能电池板设置在船体甲板上，在太阳光照充足的情况下使用所述太阳能电池板供电推进，多余电量为蓄电池组充电；夜间时采用所述蓄电池组供电推进；当所述太阳能电池板无法向蓄电池组充电时，所述柴油发电机为蓄电池充电；所述推进模块包括喷水装置和螺旋桨装置，所述喷水装置和螺旋桨装置并列设置在船体后部。优选的，所述通信系统包括无线发射接收器、GPS定位系统、LED显示屏和扬声器；所述无线发射接收器、GPS定位系统和扬声器均设置在桅杆顶端；所述LED显示屏布置在桅杆侧面，所述LED显示屏具有显示字幕的功能；所述巡航装置包括避障雷达和测绘雷达，所述避障雷达设置在桅杆顶端，所述测绘雷达设置在船尾甲板上；所述测绘雷达实时对河道两边的边坡实施测绘，并将测得数据传送给主控装置。优选的，所述传动电机包括独立设置的第一电机和第二电机。优选的，所述测深支架包括螺杆、长齿宽齿轮、移动杆、第一齿轮和第二齿轮；所述长齿宽齿轮横截面呈齿轮状，所述长齿宽齿轮的齿宽与螺杆的长度相同，所述螺杆和长齿宽齿轮平行竖直固定在所述无人船的舷侧。优选的，所述螺杆上端与第一电机连接，所述长齿宽齿轮上端与第二电机连接，第一电机和第二电机分别带动所述螺杆和所述长齿宽齿轮转动。优选的，所述移动杆通过第一连接件和第二连接件分别与螺杆和长齿宽齿轮垂直连接；所述第一连接件一端为花键，另一端为连接套筒，所述花键与所述螺杆啮合，所述连接套筒内径与所述移动杆外径相同；所述第一电机能够带动螺杆旋转使移动杆沿螺杆上下移动。优选的，所述第二连接件将长齿宽齿轮与移动杆紧密接触，所述移动杆上与长齿宽齿轮接触处设置有与长齿宽齿轮啮合的第一齿条；所述移动杆的一端上侧和另一端下侧分别设置有第二齿条，两个第二齿条处分别啮合连接有第一齿轮和第二齿轮；所述第一齿轮和第二齿轮分别通过测深仪支架与后侧测深仪和前侧测深仪固定连接；所述测深仪支架包括支架座和支架杆，所述支架杆的一端与支架座固定连接，另一端呈三叉戟状。优选的，所述前侧测深仪包括一个前侧中间测深仪和两个前侧侧边测深仪，所述后侧测深仪包括一个后侧中间测深仪和两个后侧侧边测深仪；所述前侧中间测深仪和前侧侧边测深仪分别固定在所述三叉戟端部；两个前侧侧边测深仪分别布置在前侧中间测深仪的两边且分别与前侧中间测深仪成50～70度夹角。本技术所获得的有益技术效果：(1)本技术通过将多波束测深仪、测绘雷达和无人船合理结合，并且对多波束测深仪和测绘雷达的布局做了合理分布，使得本技术的测绘效率和测绘精度有效提高，并显著降低了工作人员的劳动强度和测深过程的安全性。(2)本技术设置了测深支架，该测深支架的两端分别设置了前侧测深仪和后侧测深仪，该前侧测深仪和后侧测深仪距离较远且相对夹角可调，能根据不同水深及时调整相对夹角，使前侧测深仪和后侧测深仪沿河流纵向一次测量所覆盖宽度最大化，有效提高测绘效率；本技术中测深仪固定架能够在测绘时自动降入河水内，不工作或者检修时升出水面等待下次测绘或待检。(3)本技术通过在无人船上设计一部测绘雷达，能实时测得河道边坡高度和边坡角度等边坡地貌信息，并且通过边坡角度和多波束测深仪测得的河道平均水深结合，即可计算出该河道的河床宽度。(4)本技术通过将前侧测深仪和后侧测深仪分别设计由三个多波束测深仪构成，并且三个多波束测深仪相邻间的开角较大，使得前侧测深仪和后侧测深仪一次测量沿河道横向测绘宽度显著扩大，能够达到一次航行既能测绘出整个河床地貌。(5)本技术将测深装置固定在无人船上，利用无人船自重较轻吃水深度浅的特点，使得本技术适合测绘的河道深度范围较宽，有效提高了本技术的使用范围。(6)本技术设置有GPS定位系统，能够在每次测绘任务前设定航行路线，并结合测绘雷达使本技术始终行驶在河道中心线上。(7)本技术在桅杆顶端设置有避障雷达、扬声器，在桅杆的四面设置有LED显示屏，并且在船首设置了录像机，当避障雷达在20m范围内发现其他移动物体靠近时将自动报警，通过扬声器发出报警声，并在LED显示屏上显示“公务测绘，请注意避让”等字样；待周围物体靠近本技术10m内时，本技术将会自动采取防碰撞措施，停止测绘驶离航线以防止碰撞，并自动记录停止测绘时的坐标，待危险消除后自动返回停止测绘点处继续测绘；本技术在整个航行过程全程录像，以便发生意外时取证。(8)本技术的LED显示屏始终处于亮屏状态，而且测绘雷达和GPS定位系统也不受黑夜的影响，因此本技术能够全天候实施测绘工作，有效提高了测绘效率。(9)本技术设置了两种推进模式，一种为喷水推进和螺旋桨推进，在测绘时采用喷水推进能有效降低推进噪音对测绘精度的影响，显著提高测绘精度；在较浅水域航行时为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测绘的测深装置，包括无人船和测深装置，所述测深装置固定在无人船上，其特征在于，所述无人船包括船体(1)、主控装置、电源与动力系统、巡航装置、视频采集装置(12)和通信系统；所述船体(1)采用双层结构，所述船体(1)甲板前侧设置有桅杆(7)；所述测深装置包括传动电机、测深支架和测深仪；所述传动电机分别与测深支架和主控装置连接，所述测深仪固定在测深支架上；所述测深仪包括结构相同的前侧测深仪(2)和后侧测深仪(3)。

【技术特征摘要】
1.一种用于测绘的测深装置，包括无人船和测深装置，所述测深装置固定在无人船上，其特征在于，所述无人船包括船体(1)、主控装置、电源与动力系统、巡航装置、视频采集装置(12)和通信系统；所述船体(1)采用双层结构，所述船体(1)甲板前侧设置有桅杆(7)；所述测深装置包括传动电机、测深支架和测深仪；所述传动电机分别与测深支架和主控装置连接，所述测深仪固定在测深支架上；所述测深仪包括结构相同的前侧测深仪(2)和后侧测深仪(3)。2.根据权利要求1所述的一种用于测绘的测深装置，其特征在于，所述电源与动力系统包括电源模块和推进模块；所述电源模块包括太阳能电池板(13)、蓄电池组、柴油发电机，所述蓄电池组分别与太阳能电池板(13)和柴油发电机连接；所述太阳能电池板(13)设置在船体(1)甲板上，在太阳光照充足的情况下使用所述太阳能电池板(13)供电推进，多余电量为蓄电池组充电；夜间时采用所述蓄电池组供电推进；当所述太阳能电池板(13)无法向蓄电池组充电时，所述柴油发电机为蓄电池充电；所述推进模块包括喷水装置(4)和螺旋桨装置(14)，所述喷水装置(4)和螺旋桨装置(14)并列设置在船体(1)后部。3.根据权利要求1或2任一项所述的一种用于测绘的测深装置，其特征在于，所述通信系统包括无线发射接收器(8)、GPS定位系统(15)、LED显示屏(11)和扬声器(9)；所述无线发射接收器(8)、GPS定位系统(15)和扬声器(9)均设置在桅杆(7)顶端；所述LED显示屏(11)布置在桅杆(7)侧面，所述LED显示屏(11)具有显示字幕的功能；所述巡航装置包括避障雷达(10)和测绘雷达(6)，所述避障雷达(10)设置在桅杆(7)顶端，所述测绘雷达(6)设置在船尾甲板上；所述测绘雷达(6)实时对河道两边的边坡实施测绘，并将测得数据传送给主控装置。4.根据权利要求1或2任一项所述的一种用于测绘的测深装置，其特征在于，所述传动电机包括独立设置的第一电机(16)和第二电机(17)。5.根据权利要求4所述的一种用于测绘的测深装置，其特征在于，所述测深支架包括螺杆(18)、长齿宽齿轮(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷雨，
申请(专利权)人：连云港职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32