一种漂浮式水下测量智能平台制造技术

本发明专利技术涉及一种漂浮式水下测量智能平台，包括无人船分系统、控制分系统和测量分系统，所述的无人船分系统包括浮力体、承重框架、电源和推进装置，所述的控制分系统包括中控组件、无线通讯组件、导航与定位组件，所述测量分系统包括起吊控制组件、起吊电机、测量电缆绕线盘和测量载荷，所述的控制分系统对无人船分系统和测量分系统进行综合控制，实现平台的移动和测量作业，并向人工控制终端实时传输数据。本发明专利技术的测量平台可对测量仪器的位置进行任意调节，水下测量覆盖范围广；具备自主控制和人工遥控模式，自动化水平和操控灵活性高；可根据需要搭载各类测量仪器，通用性较高；采用模块化设计，方便拆解运输。方便拆解运输。方便拆解运输。

【技术实现步骤摘要】
一种漂浮式水下测量智能平台

：
[0001]本专利技术涉及水利工程安全监测领域，尤其涉及一种漂浮式水下测量智能平台，用于库水面以下水体及坝体结构多种信息的全面和自动化测量。
技术背景：
[0002]在水库大坝的建设、运行及管理过程中，对于水库水体及库水面以下库底和坝体等各方面信息具有普遍的测量需求，包括入库水流流速、水库水质、坝前库水温度、库底泥沙淤积厚度、上游坝面裂缝等信息。针对这些信息的测量，实际应用中多采用各种人工测量方式或布设仪器进行自动化测量，如人工操纵测量船并搭载相关测量设备开展水流流速、水质、库底淤积的测量，坝体表层布设温度计进行水温的自动化测量，潜水员携带设备潜入水下对坝体表面裂缝进行检查。由于水库大坝工程规模巨大，采用人工测量时工作量繁重，自动化测量方式也仅能得到有限个位置的测量数据，难以高效、全面地获取各种水下的测量信息。
[0003]随着无人测量技术的发展，工程技术人员尝试将其应用于各种水下目标的测量，如通过一种智能水面测量机器人(CN202783712U)对地表水的水质、水文信息进行无人化测量，通过一种三维实时表层水温测量系统(CN103900734A)对海洋或湖泊表层水温进行测量，通过一种带测量载荷稳定平台的无人水面测量系统(CN110834698A)完成水下的勘察测绘、管线巡检等任务。以上专利技术一定程度上实现了水下目标测量工作的自动化，提高了测量效率，但难以根据实际需要执行较为复杂的测量任务；且测量的深度一般局限于表层水体或水下固定深度，或者仅能投放于固定的水面位置，测量位置的覆盖面仍有待进一步拓展。
[0004]针对已有的水下目标自动化测量装置覆盖范围不足、测量作业的自动化执行能力低以及测量对象单一等缺点，设计了一种漂浮式水下测量智能平台，结合推进装置和起吊装置对测量仪器的空间位置进行任意调整，并通过自动控制系统实现复杂测量工作的自主化执行，且能够灵活搭载各类仪器实现多种水下目标的测量。

技术实现思路
：
[0005]本专利技术的主要目的在于解决现有技术的不足，提供一种测量范围广、自动化水平高且运输组装便利的漂浮式水下测量智能平台，可搭配各种测量仪器完成水库及坝体结构水下部分的相关测量任务。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种漂浮式水下测量智能平台，包括无人船分系统、控制分系统和测量分系统，控制分系统根据预设程序或人工遥控对无人船分系统和测量分系统进行控制，实现测量平台的移动和测量作业，并对数据进行实时传输。
[0008]所述的无人船分系统包括浮力体、承重框架、电源和推进装置，所述的承重框架安装于浮力体上部，所述的电源置于承重框架内，所述的推进装置固定于浮力体下部。
[0009]所述的浮力体包括充气橡胶圈、四组连接环及防护支架、防护圈；所述的承重框架
包括一个十字形构件、四组卡扣和一个圆形网兜。
[0010]所述连接环上设有半圆形吊环和方形套孔，所述十字形构件穿过连接环上的方形套孔将承重框架与浮力体相连。
[0011]所述控制分系统包括中控组件、无线通讯组件、导航与定位组件。
[0012]所述测量分系统包括起吊控制组件、起吊电机、电缆绕线盘和测量载荷。
[0013]所述测量平台的承重框架上设置有机玻璃防水外壳，在其中安装有所述的中控组件、无线通讯组件、导航与定位组件、电源、起吊控制组件、起吊电机及电缆。
[0014]所述的中控组件通过电缆与无线通讯组件、导航与定位组件、起吊控制组件、推进装置和电源相连接。
[0015]所述的一种漂浮式水下测量智能平台，其特征在于包括以下步骤：
[0016](1)由各部件组装无人船和承重框架，将承重框架通过连接环上套孔与无人船相连，将防水外壳固定于承重框架上，安装控制分系统和测量分系统，连接各部件电缆，对测量平台进行调试。
[0017](2)采用库岸边或坝顶的起吊装置，通过连接环上部吊环吊装测量平台，放置于库水面，通过人工控制终端开启测量平台，手动操纵测量平台行进至起测位置，设定测量路线和工作参数，测量平台开始自动测量作业。
[0018](3)测量平台在同一水面位置维持静止，导航与定位组件记录水平位置坐标，起吊控制组件控制起吊电机缓慢放下测量仪器，对同一水面位置不同水深数据进行连续测量，根据起吊电机旋转圈数换算传感器垂直位置坐标，同时向人工控制终端传输传感器数据和传感器三维位置坐标信息，传感器到达最大预定水深时停止测量，起吊电机收起测量仪器。
[0019](4)测量平台行进至下一个测量位置，重复上一步测量操作，无线通讯组件向人工控制终端实时发送传感器位置坐标和测量数据，直至完成测量路线上所有位置的测量任务，测量平台收起传感器并返回初始测量位置，人工操控测量平台返回入水位置，通过吊钩吊起测量平台，完成平台回收。
[0020](5)测量结束后，所有测量数据和传感器位置数据上传至数据服务器压缩、保存，可进行进一步数据处理。
[0021]本专利的有益效果在于：
[0022](1)本测量平台通过推进装置实现测量平台在水平面内的任意移动，并采用起吊装置对测量仪器的深度位置进行任意调整，测量覆盖范围得到了扩展；
[0023](2)本测量平台能够在预设测量程序下通过自主控制完成测量任务，自动化水平较高，极大地减少了人员的工作量，并可切换至人工遥控模式以适应复杂水域的测量作业任务，灵活性高；
[0024](3)本测量平台采用模块化设计，方便组装、拆卸及运输，可搭载各种类型的测量仪器进行多种水下目标的测量，具有较高的通用性。
附图说明：
[0025]图1是本专利技术的测量平台结构图；
[0026]图2是浮力体结构图；
[0027]图3是承重框架结构图；
[0028]图4是控制设备结构图；
[0029]图5是动力设备结构图；
[0030]图6是测量设备结构图；
[0031]其中，1为橡胶圈，2为防护圈，3为连接环，4为防护支架，5为测量仪器，6为配重球，7为测量电缆，8为螺旋桨推进器，9为推进装置电缆，10为十字形构件，11为卡扣，12为圆形网兜，13为起吊装置底座，14为半圆形吊环，15为起吊装置电缆，16为起吊电机，17为起吊控制组件，18为电源，19为有机玻璃防水外壳，20为测量电缆绕线盘，21为绕线盘底座，22为中控组件，23为中控电缆，24为无线通讯组件，25为导航与定位组件。
具体实施方式：
[0032]以下结合附图详细叙述本专利技术专利的具体实施方式，本专利技术专利的保护范围并不仅仅局限于本实施方式的描述。
[0033]由图1至图6所示，本专利技术包括无人船分系统、控制分系统和测量分系统。无人船分系统用于搭载控制分系统和测量分系统完成测量作业任务，并实现平台在水面上的任意移动；控制分系统用于无人船分系统和测量分系统的控制及与人工控制终端间的信息交互，实现自动航行控制、人工遥控航行控制、测量作业管理等；测量分系统用于实现测量仪器水下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种漂浮式水下测量智能平台，其特征在于，包括无人船分系统、控制分系统和测量分系统，所述的控制分系统根据预设程序或人工遥控对无人船分系统和测量分系统进行控制，实现平台的移动和测量作业，并对数据进行实时传输。2.根据权利要求1所述的一种漂浮式水下测量智能平台，其特征在于，所述的无人船分系统包括浮力体、承重框架、电源和推进装置，所述的承重框架安装于浮力体上部，所述的电源置于承重框架内，所述的推进装置安装于浮力体下部。3.根据权利要求2所述的一种漂浮式水下测量智能平台，其特征在于，所述的浮力体包括充气橡胶圈、四组连接环及防护支架、防护圈；所述的承重框架包括一个十字形构件、四组卡扣和一个圆形网兜。4.根据权利要求3所述的一种漂浮式水下测量智能平台，其特征在于，所述连接环上设有半圆形吊环和方形套孔，所述十字形构件穿过连接环上的方形套孔将承重框架与浮力体相连。5.根据权利要求1所述的一种漂浮式水下测量智能平台，其特征在于，所述的控制分系统包括中控组件、无线通讯组件、导航与定位组件。6.根据权利要求1所述的一种漂浮式水下测量智能平台，其特征在于，所述测量分系统包括起吊控制组件、起吊电机、测量电缆绕线盘和测量载荷。7.根据权利要求2所述的一种漂浮式水下测量智能平台，其特征在于，所述测量平台的承重框架上设置有机玻璃防水外壳，在其中安装有所述的中控组件、无线通讯组件、导航与定位组件、电源、起吊控制组件、起吊电机及电缆。...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵晨飞，许焱鑫，赵二峰，杨瑞骐，彭程春，金旭阳，依力盼，陈会向，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：