一种水上测绘用无人船及测绘方法技术

本发明专利技术公开了一种水上测绘用无人船及测绘方法，涉及地形测绘技术领域，包括船体、两个驱动组件、动力组件和转向组件，在所述船体上设置有遥控接收器，并且在所述船体内设置有用于测量水体深度的换能器；两个驱动组件对称设置于船体底部，所述驱动组件包括固定设置于船体上的安装罩，在所述安装罩内密封转动设置有转动环，所述转动环内径向转动设置有多个圆周阵列分布的桨片，在所述转动环上滑动设置有用于控制桨片角度的控制环。本发明专利技术通过控制桨片的角度，即可对桨片的驱动力进行改变，在转向时，不但改变舵叶的角度，同时通过降低内弯一侧的桨片动力，使得船体外弯一侧移动更快，进而提高船体转向的灵活性，减小船体转弯半径。减小船体转弯半径。减小船体转弯半径。

【技术实现步骤摘要】
一种水上测绘用无人船及测绘方法


[0001]本专利技术涉及地形测绘
，尤其涉及一种水上测绘用无人船及测绘方法。

技术介绍

[0002]水下地形测量是工程测量中的一种特定测量工作，主要测量江河、湖泊、水库、港湾和近海水底点的平面位置和高程，用以绘制水下地形图。近些年来，随着水利事业的快速发展，以及对水资源的日益重视，河道、水库的地理信息得到了越来越多的关注。其中对河道和水库的地形等数据的获取，成为关注焦点，相关设计规划等部门急需河道、水库数据来掌握现实状况，从而可以有效地进行河道清淤、疏浚以及抗洪抢险，同时能够科学评定水库蓄洪能力、水库安全等级等情况。
[0003]水下地形测量主要采用声学和光学设备进行数据采集，随着技术的发展，常用载有测绘设备的无人船代替人工测绘，现有技术中，无人船通常采用螺旋桨旋转的方式产生动力，配合舵叶进行方向控制，但是由于无人船是漂浮在水面上的，相较于陆地行驶的载具操控性差，在拐弯时，需要克服惯性的作用力以及水流的阻力和推力，因此会产生较大的拐弯半径，导致测绘时无人船难以按照既定路线的轨迹行驶，影响测绘的准确性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中无人船操控性差，难以按照既定路线的轨迹行驶，影响测绘的准确性的问题，而提出的一种水上测绘用无人船及测绘方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种水上测绘用无人船，包括：
[0007]船体，在所述船体上设置有遥控接收器，并且在所述船体内设置有用于测量水体深度的换能器；
[0008]两个驱动组件，对称设置于船体底部，所述驱动组件包括固定设置于船体上的安装罩，在所述安装罩内密封转动设置有转动环，所述转动环内径向转动设置有多个圆周阵列分布的桨片，在所述转动环上滑动设置有用于控制桨片角度的控制环；
[0009]动力组件，包括固定设置于船体内的电机，所述电机与转动环之间通过传动机构连接；
[0010]转向组件，包括转动设置于船体内的舵杆和换向杆，所述舵杆和换向杆之间通过齿轮传动机构连接，所述舵杆位于船体外的部分固定设置有舵叶，所述船体内设置有用于控制舵杆转动的电推杆，所述船体内滑动设置有两个控制框架，两个所述控制框架分别控制不同驱动组件内的控制环，并且所述换向杆与控制框架之间设置有抵动结构。
[0011]优选的，所述桨片包括连接杆和叶片，所述叶片顶面呈弧形，所述转动环内壁为球面，所述叶片与转动环内壁贴合。
[0012]优选地，所述控制环内壁开设有环槽一，所述连接杆侧壁固定设置有偏心杆，所述偏心杆上固定设置有与环槽一内壁相抵的顶杆，所述顶杆顶部为球形，所述偏心杆平行与
叶片设置，在所述控制环处于船体头部极限位置时，使所述叶片与转动环横截面形成45
°
夹角。
[0013]优选地，所述转动环外壁轴向设置有多个导向条，所述控制环内侧开设有与导向条滑动连接的卡槽。
[0014]优选地，所述控制框架包括滑动块和固定设置有滑动块侧壁的安装架，所述船体内固定设置有导轨，所述滑动块与导轨滑动连接，所述导轨两端均设置有挡板，靠近所述船体尾部的挡板与滑动块之间设置有压缩弹簧，使所述滑动块在常态下与靠近船体头部的挡板相抵。
[0015]优选地，所述安装架底面固定设置有与控制环同轴设置的定位弧板，所述控制环外壁开设有环槽二，所述定位弧板与延伸入环槽二内并与环槽二滑动连接。
[0016]优选地，所述定位弧板凹面转动设置有多个等距排布的滚柱，所述滚柱与环槽二内壁相抵。
[0017]优选的，所述抵动结构包括对称设置于换向杆外壁的两根抵压杆，所述滑动块上开设有抵压口，所述抵压杆垂直与舵叶，所述抵压杆延伸入抵压口内与抵压口靠近船体尾部一端相抵。
[0018]优选地，在所述船体头部设置有防护板，所述防护板与船体之间设置有多个缓冲弹簧，所述防护板靠近船体一端固定设置有贯穿船体的延长杆，所述延长杆与船体滑动连接，所述延长杆端部向下延伸出两根抵压柱，所述滑动块顶面开设有抵压槽，所述抵压柱延伸入抵压槽内与抵压槽靠近船体尾部一端相抵。
[0019]一种水上测绘用无人船的测绘方法，包括以下步骤：
[0020]S1：通过电推杆控制舵杆转动，使舵叶处于船体的平分线上，此时，控制环在压缩弹簧作用下位于船体头部极限位置，全部所述叶片与转动环横截面形成45
°
夹角；
[0021]S2：将无人船平放入待测绘的水体中，通过遥控接收器接收遥控信号，控制电机转动，通过传动机构传递动力驱动转动环转动，使桨片转动产生推力，驱动无人船前进，通过换能器向水底发射信号并接收反射信号，对水底深度进行测绘；
[0022]S3：控制无人船沿着水域的边缘或中心线来回行驶，形成蛇形路线，以覆盖整个测绘区域，在拐弯时，通过电推杆控制舵杆转动，使舵叶向拐弯方向反向偏转，使水流对舵叶形成侧向力，同时，使抵压杆抵压内弯一侧的滑动块，使滑动块向船尾移动，带动控制环向船体尾部移动，进而驱动桨片转动，使桨片与转动环横截面之间的夹角变小，从而使内弯一侧的驱动组件输出动力降低，完成小半径拐弯；
[0023]S4：待无人船行驶路线覆盖全部待测水域后，遥控无人船，进行回收。
[0024]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0025]1、本专利技术通过设置两组对称的驱动组件，对船体两侧同时进行驱动，并通过设置转动环以及径向转动设置于转动环内的桨片，通过控制桨片的角度，即可对桨片的驱动力进行改变，在转向时，不但改变舵叶的角度，同时通过降低内弯一侧的桨片动力，使得船体外弯一侧移动更快，进而提高船体转向的灵活性，减小船体转弯半径，提高测绘的效率，无人船可以更快地完成测绘任务，节省时间和资源，减小船体转弯半径还可以使无人船更好地控制测绘路径和航线，有助于优化数据采集，可以使无人船更容易进入狭窄或复杂的水域，提高覆盖率。
[0026]2、本专利技术通过设置转动环对桨片进行驱动，桨片设置于转动环内壁，相较于传统的带有主轴的螺旋桨，桨片驱动水流时的通透性更好，并且由于不存在中心主轴，因此不易缠绕水草等杂物，稳定性和可靠性更高，并且每个桨叶可以单独更换，降低了维修成本。
[0027]3、本专利技术通过设置防护板和缓冲弹簧，在船体前进撞击障碍物时，可以通过缓冲弹簧对冲击力进行缓冲，以达到保护船体的目的，有利于提高船体的使用寿命，降低船体损坏的风险，并且，通过防护板在撞击时与船体之间产生的相对位移，使得控制框架向船尾移动一端距离，进而使两个驱动组件上的桨片角度减小直至变为负角度，从而对船体产生反向的推力，减缓船体速度，从而进一步减小冲击力。
附图说明
[0028]图1为本专利技术提出的一种水上测绘用无人船的外观结构示意图；
[0029]图2为本专利技术提出的一种水上测绘用无人船的正视结构示意图；
[0030]图3为本专利技术提出的一种水上测绘用无人船的剖视结构示意图；
[0031]图4为本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水上测绘用无人船，其特征在于，包括：船体(1)，在所述船体(1)上设置有遥控接收器(11)，并且在所述船体(1)内设置有用于测量水体深度的换能器(12)；两个驱动组件(2)，对称设置于船体(1)底部，所述驱动组件(2)包括固定设置于船体(1)上的安装罩(21)，在所述安装罩(21)内密封转动设置有转动环(22)，所述转动环(22)内径向转动设置有多个圆周阵列分布的桨片(23)，在所述转动环(22)上滑动设置有用于控制桨片(23)角度的控制环(24)；动力组件(4)，包括固定设置于船体(1)内的电机(41)，所述电机(41)与转动环(22)之间通过传动机构连接；转向组件(3)，包括转动设置于船体(1)内的舵杆(31)和换向杆(36)，所述舵杆(31)和换向杆(36)之间通过齿轮传动机构连接，所述舵杆(31)位于船体(1)外的部分固定设置有舵叶(32)，所述船体(1)内设置有用于控制舵杆(31)转动的电推杆(34)，所述船体(1)内滑动设置有两个控制框架(33)，两个所述控制框架(33)分别控制不同驱动组件(2)内的控制环(24)，并且所述换向杆(36)与控制框架(33)之间设置有抵动结构。2.根据权利要求1所述的一种水上测绘用无人船，其特征在于，所述桨片(23)包括连接杆(231)和叶片(232)，所述叶片(232)顶面呈弧形，所述转动环(22)内壁为球面，所述叶片(232)与转动环(22)内壁贴合。3.根据权利要求2所述的一种水上测绘用无人船，其特征在于，所述控制环(24)内壁开设有环槽一(241)，所述连接杆(231)侧壁固定设置有偏心杆(233)，所述偏心杆(233)上固定设置有与环槽一(241)内壁相抵的顶杆(234)，所述顶杆(234)顶部为球形，所述偏心杆(233)平行与叶片(232)设置，在所述控制环(24)处于船体(1)头部极限位置时，使所述叶片(232)与转动环(22)横截面形成45
°
夹角。4.根据权利要求1所述的一种水上测绘用无人船，其特征在于，所述转动环(22)外壁轴向设置有多个导向条(221)，所述控制环(24)内侧开设有与导向条(221)滑动连接的卡槽(242)。5.根据权利要求1所述的一种水上测绘用无人船，其特征在于，所述控制框架(33)包括滑动块(331)和固定设置有滑动块(331)侧壁的安装架(332)，所述船体(1)内固定设置有导轨(13)，所述滑动块(331)与导轨(13)滑动连接，所述导轨(13)两端均设置有挡板，靠近所述船体(1)尾部的挡板与滑动块(331)之间设置有压缩弹簧(14)，使所述滑动块(331)在常态下与靠近船体(1)头部的挡板相抵。6.根据权利要求5所述的一种水上测绘用无人船，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭菁菁，董云海，汤蕾，
申请(专利权)人：临沂海川测绘工程有限公司，
类型：发明
国别省市：