一种水陆两用挖掘机的监控系统及监控方法技术方案

本发明专利技术提供了一种水陆两用挖掘机的监控系统及监控方法，涉及清淤技术领域，包括机械体、控制中心、浮体吃水监测系统；控制中心与所述浮体吃水监测系统连接；机械体包括分布在所述机身上的至少一对浮体，浮体上设有定位装置；浮体吃水监测系统包括至少一组深度监测装置，深度监测装置分布在所述机械体的底部并用于检测机械体底部至水底的距离及底部地形状态；还包括压力传感器组和定位倾角传感器组，压力传感器组和定位倾角传感器组分别用于检测浮体和定位装置的倾斜程度。本发明专利技术实时获取深度信息及沉积物形态，深度信息反应了水陆两用挖掘机的吃水量，通过清淤前后的深度信息变化判断是否完成清淤工作。化判断是否完成清淤工作。化判断是否完成清淤工作。

【技术实现步骤摘要】
一种水陆两用挖掘机的监控系统及监控方法


[0001]本专利技术属于清淤
，具体涉及一种水陆两用挖掘机的监控系统及监控方法。

技术介绍

[0002]清淤作业一般是利用清淤设备清除水底沉积物，清淤设备从沉积物所在地挖走沉积物之后，再搬运到指定的地点，在清淤的过程中，由于现有的水陆两用挖掘机具备浮箱，因此可以实现在水上浮航，适应在土壤承载能力极低的泥沼地行驶和作业，但是实际在浮航的过程中容易出现稳定性差，易受到杂草或水草的缠绕等问题，在浮航的同时也需要时刻对水底进行清淤效果的检查，因此，需要提供一种水陆两用挖掘机的监控系统，可以针对当前水陆两用挖掘机的位置信息进行实时监控，同时确保水陆两用挖掘机的吃水深度和稳定性。
[0003]申请号为CN201810071277.1的中国专利提供了一种刚性机械臂小型清淤船清淤效果实时监控系统，包括船体、清淤主体、控制显示装置、GPS基准站和GPS流动站，所述船体上固定清淤主体，且该船体上设置控制显示装置，所述清淤主体上设置两组信号接收装置，两组所述信号接收装置通过无线电通讯链接收GPS基准站的差分信息与卫星定位信息，以采集确定信号接收装置的相位中心的位置信息，所述位置信息包括平面坐标信息和高程信息，且两组信号接收装置均设置为通过数据线电性连接控制显示装置，所述控制显示装置用于接收信号接收装置(60)采集的位置信息，所述GPS基准站与船体之间的间距设置为小于5千米，且该GPS基准站设置于河岸上，所述GPS流动站用于采集控制点的坐标信息，且将该坐标信息反馈至控制显示装置。该装置通过接收导入的原始水下地形图将其作为底图，以底图中的高程信息和监控模块所记录的绞吸头的高程信息进行清淤量的计算，但是仅对清淤船的位置信息进行了定位，并未对清淤船吃水信息进行定位，无法确保清淤船的浮潜深度。
[0004]申请号为CN201811151848.9的中国专利公开了一种宽适应高效智能环保清淤清浮疏浚机器人系统，包括有自平衡可原地回转式防绞机身、可变角度防扩散同轴互逆螺旋式清淤清浮机构、低阻尼自浮式快速锁紧防堵输送机构、自适应清淤精控系统和智能控制及系统效率协同优化系统；考虑到清淤疏浚环境底部淤泥软硬不均以及水面作业可能遭遇风浪而造成的设备中心不稳定的问题，设计自平衡结构，采用浮筒与旋转浮体相配合结构，浮筒用来平衡前置清淤机构的重力以及抽吸造成的不平稳性，当设备发生倾斜时，旋转浮体可绕活动轴承迅速响应产生偏转，改变自身吃水深度，机身在自身重力的作用下保持水平，实现设备运行过程的稳定性。该专利技术采用超声波测深模块，实现对开挖深度的实时监测，并进行时间延迟估计算法的优化，最大程度减少测量误差，但是该机器人系统并未说明该如何改变自身吃水深度，以及如何进行吃水深度的监控。
[0005]现有的水陆挖掘机为了要达到一定的平稳性，通常会增加浮体，并在浮体上设置相应的定位装置，便于将水路挖掘机固定在环境底部，但是在工作过程中，需要根据沉积物
的情况进行吃水深度的调整，因此需要提供相应的监测系统，可以监测水陆挖掘机的自动吃水深度，以沉积物的分布情况，进一步判断是否清淤完成。
[0006]传统的监测方式一般为压力传感法，将压力传感器固定在船身，通过压力传感器的数值来确定水下深度值，或者基于图像处理的水尺识别法，在设备吃水测测区域的不同位置安装多个高清相机，对不同位置的水池位置进行拍照，然后对图像进行算法处理，提取相应的水尺刻度值。但是高清相机容易受到环境和天气的影响，对图像质量有较高的要求；且在清淤过程中无法保证浮体及水陆挖掘机的平稳性。
[0007]因此，针对现有的水陆挖掘机存在的缺陷，需要提供一种新的水陆两用挖掘机的监控系统及监控方法，可以保证浮体及水陆挖掘机的平稳性，同时具有吃水监测及清淤效果监测功能。

技术实现思路

[0008]基于以上问题，本专利技术的目的是针对上述问题提供一种水陆两用挖掘机的监控系统及监控方法。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0010]一种水陆两用挖掘机的监控系统，包括机械体、控制中心、浮体吃水监测系统；所述控制中心与所述浮体吃水监测系统连接；
[0011]所述机械体包括分布在机身上的至少一对浮体，所述浮体上设有定位装置；所述浮体吃水监测系统包括至少一组深度监测装置，所述深度监测装置分布在所述机械体的底部并用于检测所述机械体底部至水底的距离及底部地形状态；还包括压力传感器组和定位倾角传感器组，所述压力传感器组和所述定位倾角传感器组分别用于检测所述浮体和所述定位装置的倾斜程度。
[0012]优选地，所述深度监测装置包括排列在所述浮体底部的多个图像声呐。
[0013]优选地，所述定位装置包括固定在所述浮体上的定位桩和升降结构；所述升降结构包括与所述定位桩配合的升降杆，且该升降杆在所述定位桩内沿着垂直于所述浮体的方向上下移动。
[0014]优选地，所述定位倾角传感器组包括若干个定位倾角传感器，所述定位倾角传感器分布在所述升降杆上。
[0015]优选地，所述压力传感器组包括若干个压力传感器，所述压力传感器分布在所述浮体和所述机械体的底部。
[0016]优选地，所述压力传感器的排布方式为一列，均匀排布在所述浮体和所述机械体的底部。
[0017]优选地，还包括位置信息采集系统，所述位置信息采集系统与所述控制中心相连，用于发送所述机械体的位置信息。
[0018]一种水陆两用挖掘机的监控方法，基于所述的监控系统，具体方法包括：
[0019]步骤一、获取机械体的位置信息，深度监测装置获取深度信息及水底地形状态，压力传感器组实时获取所述机械体不同位置的水压，结合所述深度监测装置进行误差补偿；构建水底地形三维图；
[0020]步骤二、水陆两用挖掘机到达指定清淤位置后，定位装置进行定位，将机械体固定
在清淤位置，所述深度监测装置获取当前深度信息记为第一深度；
[0021]步骤三、所述水陆两用挖掘机进行清淤，清淤过程中，定位倾角传感器组获取所述定位装置的倾斜角度，判断所述机械体与水底的结合强度；清淤完成后，定位装置释放，此时所述深度监测装置获取当前深度信息记为第二深度；记录所述第一深度和所述第二深度的差距为清淤深度差，并传输至控制中心；
[0022]步骤四、所述水陆两用挖掘机到达指定释放位置，定位装置进行定位，将机械体固定在释放位置，所述深度监测装置获取当前深度信息记为第三深度；所述水陆两用挖掘机释放清理的物质，定位装置释放，此时所述深度监测装置获取当前深度信息记为第四深度；记录所述第三深度和所述第四深度为释放深度差，并传输至控制中心；
[0023]步骤五、判断是否清淤完成，若未清淤完成，则重复步骤二至步骤四；若清淤完成，所述水陆两用挖掘机返回地面。
[0024]优选地，所述深度监测装置包括的多个图像声呐，所述图像声呐向水底发送脉冲并接收反射波；所述图像声呐将反射波传输至控制中心，生成三维图。
[0025]优选地，所述压力传感器组结合所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水陆两用挖掘机的监控系统，其特征在于：包括机械体、控制中心、浮体吃水监测系统；所述控制中心与所述浮体吃水监测系统连接；所述机械体包括分布在机身上的至少一对浮体，所述浮体上设有定位装置；所述浮体吃水监测系统包括至少一组深度监测装置，所述深度监测装置分布在所述机械体的底部并用于检测所述机械体底部至水底的距离及底部地形状态；还包括压力传感器组和定位倾角传感器组，所述压力传感器组和所述定位倾角传感器组分别用于检测所述浮体和所述定位装置的倾斜程度。2.如权利要求1所述的一种水陆两用挖掘机的监控系统，其特征在于：所述深度监测装置包括排列在所述浮体底部的多个图像声呐。3.如权利要求1所述的一种水陆两用挖掘机的监控系统，其特征在于：所述定位装置包括固定在所述浮体上的定位桩和升降结构；所述升降结构包括与所述定位桩配合的升降杆，且该升降杆在所述定位桩内沿着垂直于所述浮体的方向上下移动。4.如权利要求3所述的一种水陆两用挖掘机的监控系统，其特征在于：所述定位倾角传感器组包括若干个定位倾角传感器，所述定位倾角传感器分布在所述升降杆上。5.如权利要求1所述的一种水陆两用挖掘机的监控系统，其特征在于：所述压力传感器组包括若干个压力传感器，所述压力传感器分布在所述浮体和所述机械体的底部。6.如权利要求5所述的一种水陆两用挖掘机的监控系统，其特征在于：所述压力传感器的排布方式为一列，均匀排布在所述浮体和所述机械体的底部。7.如权利要求1所述的一种水陆两用挖掘机的监控系统，其特征在于：还包括位置信息采集系统，所述位置信息采集系统与所述控制中心相连，用于发送所述机械体的位置信息。8.一种水陆两用挖掘机的监控方法，其特征在于：基于如权利要求1
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7中任意一项所述的监控系统，具体方法包括：步骤一、获取机械体的位置信息，深度监测装置获取深度信息及水底地形状态，压力传感器组实时获取所述机械体不同位置的水压，结合所述深度监测装置进行误差补偿；构建水底地形三维图；步骤二、水陆两用挖掘机到达指定清淤位置后，定位装置进行定位，将机械体固定在清淤位置，所述深度监测装置获取当前深度信息记为第一深度；步骤三、所述水陆两用挖掘机进行清淤，清淤过程中，定位倾角传感器组获取所述定位装置的倾斜角度，判断所述机械体与水底的结合强度；清淤完成后，定位装置释放，此时...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，庄世铭，张家禾，邹清水，吴斌，
申请(专利权)人：福建省昊立建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：