CN101164828A - 一种可应用于水面和水下的测量考察装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可应用于水面和水下的测量考察装置，它包括有：一船体，该船体的后部设置有至少一组推进装置；至少一组机载传感器，其包括船体状态传感器和外界状态传感器，其设置在所述船体内或船体四周；一探测头吊放装置，其设置在所述船体之内或之外；一探测头，其与探测头吊放装置连接；一控制装置，其分别与所述推进装置、探测头吊放装置、探测头以及机载传感器连接；一远程遥控装置，其与所述控制装置无线连接。本发明结构简单、操作容易、侦测范围大，其可以适应长时间在各种水文条件下实时获取水质或生态资料。
Description
技术领域
本发明涉及水体及其环境的测量考察装置，特别是涉及一种结构简单、操作容易、功能灵活、侦测范围大的可应用于水面和水下的测量考察装置。
背景技术
有很多工作需要对水下的事物或环境进行考察、检查或测量，比如对水库大坝、河流堤防或桥梁船只的水下部分的定期检查，对湖泊、河流、海湾等水体的水质检验，对化污池、排污口等处的环保监督，对鱼塘、水田的养分监控，对沼泽、湿地、滩涂的环境或生态考察等。然而现有的技术往往不能满足需要。传统上，大部分上述的工作是由人工作业完成。需要准备船只，选点采样，导致效率低，速度慢，费工费时。而另外很多水下作业则需要潜水员，不仅成本高昂，而且十分危险。
为了对深水地带进行考察，人们发展出了线控水下航行器(ROV)和自治水下航行器(AUV)，但它们往往价格高昂，结构复杂，需要培训专门人员进行操作。而且水下航行器只能对深水地区进行探测，对浅水区或地形复杂的地区如沼泽、湿地、溪流、鱼塘、水田、半冰冻区等处常常是无能为力。同时，线控水下航行器(ROV)受遥控线长度的限制，所能测量范围有限；而由于水对电磁波的强衰减作用，自治水下航行器(AUV)一般无法与操作人员做到实时互动。
另一个现有的水质监测办法是设置固定监测点，此方法是先选取样本点，再设立浮标或监测站，然后安置测量仪器，根据事先设置定时向控制台发送仪器测量结果。而测量仪器安装好之后，很难随环境的变化而改变；比如，水位的上升下降或排污口位置的改变等；同时，每套监测仪器只能测一个位置，难以获取全面的信息，若是扩大样本点数量，每个样本点都要设置一套仪器，则成本将会是天文数字。另外，若是需要更改监测指标，则又需很大的人力物力来更换探测头。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、操作容易、侦测范围大的可应用于水面和水下的测量考察装置，其可以适应长时间在各种水文条件下实时获取水质、生态、环境或其它资料。
为实现上述目的，本发明采取技术方案：一种可应用于水面和水下的测量考察装置，它包括有：一船体，该船体的后部设置有至少一组推进装置；至少一组机载传感器，其包括船体状态传感器和外界状态传感器，其设置在所述船体内或船体四周；一探测头吊放装置，其设置在所述船体之内或之外；一探测头，其与探测头吊放装置连接；一控制装置，其分别与所述推进装置、探测头吊放装置、探测头以及机载传感器连接；一远程遥控装置，其与所述控制装置无线连接。
上述的可应用于水面和水下的测量考察装置中，所述船体为双体船，每个船体后部各设置有一组推进装置，该推进装置包括有一电机以及一设置在电机输出端的螺旋桨。
上述的可应用于水面和水下的测量考察装置中，所述探测头吊放装置包括有一缆车、一支架以及设置在支架上的一滑轮。
上述的可应用于水面和水下的测量考察装置中，所述船体的底部加装有履带。
上述的可应用于水面和水下的测量考察装置中，所述的外界状态传感器为摄像装置，所述船体的前部和底部各设置有一摄像装置，该摄像装置四周还设置有光源。
上述的可应用于水面和水下的测量考察装置中，所述船体为单体船，船体后部设置有至少一组推进装置，该推进装置包括有一电机以及一设置在电机输出端的螺旋桨。
上述的可应用于水面和水下的测量考察装置中，所述船体中部设置有一与船体底部贯通的探测头容置部，所述探测头设置在所述探测头容置部内。
上述的可应用于水面和水下的测量考察装置中，所述船体的顶部设置有太阳能板。
上述的可应用于水面和水下的测量考察装置中，所述的外界状态传感器为摄像装置，所述船体的前部和底部各设置有一摄像装置，该摄像装置四周还设置有光源。
上述的可应用于水面和水下的测量考察装置中，所述的探测头包括有一呈套型圆柱状的承载本体，其内部容置有水下探测器，该承载本体的外圆的四周分别连接设置有四个电机，各电机的输出部分别连接一螺旋桨。而各电机与螺旋桨相反的一端分别设置有一照明装置、一压力表、一水下摄像头以及一紧急上浮装置。
本发明由于采取以上设计，其具有以下优点：
1、与传统人工或水下航行器相比，本发明在一定深度内可以看到探测仪器在水下的动作，可以使操纵和结果都更精确。
2、与人工相比，本发明效率高，速度快，现有样品与人工检测同一个样本水域效率提高二十多倍，并还有进一步提高的空间。
3、与水下航行器相比，本发明易于操作、成本低廉。水下航行器在水下进行三维空间运动(六个自由度)，并且无明显参照物，容易失去方向感，但水质混浊时，尤其如此。而本发明把运动分解成水面主体的二维平面运动(三个自由度)、缆绳的下降运动(一个自由度)和水下探测头的微动(零到六个自由度不等)，而每一个分解的动作都容易达成，因此操作起来非常容易，即使是初次接触本发明的人，也可以很快掌握。
4、与现有水下航行器相比，本发明真正地实现了实时通讯。由于水对无线电波的削弱作用，无线电波在水下衰减得很快，基本与可见光同步，所以传统的水下航行器要么需要通过电缆遥控，要么由机载计算机自动控制，其很难实现真正的实时通讯。本发明与上述两种当前技术不同，本发明的主体总是浮在水面上，只是把探测头放到水下，因此它虽然同样对水下进行探测，却仍能与用户进行实时远程通讯。
5、与固定式浮标或监测站相比，毋需架设台站装置，同时只需一套测量仪器即可测量很多样本点，还可以根据需要方便地调整或更换探测头。
6、本发明与传统技术相比，更适合在繁忙水域，浅水、滩涂、沼泽等复杂水域，水田、鱼塘、溪流、半冰冻区等水陆交替区域或者石油泄漏、火灾等危险地带进行工作；另外，还可以对某些地区进行长时间监控，以及自动日常巡逻检测等等。
7、与现有的许多水下航行器相比，本发明可以通过一个探测头承载本体及连接装置连接各种已有的通用水下测量设备，而不必使用航行器专用的测量仪器，从而节省采购新仪器的成本。
8、与水下航行器相比，本发明的主体总是浮在水面上，因此可以采用电池以外的动力，比如内燃机、太阳能、风力等，续航能力强，可以长时间作业而不用担心动力不足的问题。另外还可以轻易加装额外动力而不必担心浮力、密封、压力等问题。
附图说明
图1本发明的一种实施例的外观示意图
图2本发明内部构造示意图
图3本发明工作状态示意图
图4本发明另一种实施方式的外观示意图
图5本发明在浅水或沼泽滩涂上的工作状态示意图
图6本发明中探测头的结构示意图
图7本发明对堤坝进行检查时的工作状态示意图
图8本发明中远程遥控台一种实施例的示意图。
具体实施方式
如图1～图8所示，为本发明所提供的一种可应用于水面和水下的测量考察装置，其中包括：
一船体1，船体1设置有至少一组推进装置2；
至少一个机载传感器3，其包括船体状态传感器和外界状态传感器，其设置在船体1内或船体1四周；
一探测头吊放装置4，其设置在船体1之内或之外；
一探测头5，其与探测头吊放装置4连接；
一控制装置6，其分别与推进装置2、探测头吊放装置4、探测头5以及机载传感器3连接；一般来说，控制装置6只要是在一个防水的空间内即可，理论上它可以放在船体的任意一个方便的部位，而图2中所示的位置，可以为一实施例；
一远程遥控装置7(如图8所示)，其与控制装置6无线连接。
在具体实施的时候，船体1既可以是单体船如图1所示，也可以是双体船如图4所示，或其它形状。单体船船体灵活，双体船抗浪性强。无论何种船型，船体内可以隔出独立的水密舱，既保证了船体里电子设备的安全，又可在个别舱室进水时不致沉没。另外，舱室内还可以用泡沫塑料等浮力材料来填充空间，以保证即使船只进水也不会沉没。
以单体船为例，配合图1、图2所示，船体1后部设置有两组水上推进装置2，该推进装置2包括有一动力装置21以及一设置在动力输出端的螺旋桨22。当然，上述的船体1也可以是双体船(如图4)或气垫船、水翼船等。动力装置可以是一个电机和减速器，也可以是一个调速电机和控制电路。而推进装置还可以是非传统形式如水流喷射器、鳍状桨、风扇推进器等。另外，为了从普通岸边下水，以及应对浅水如滩涂或溪流等，可以在船体1的底部加装陆地行进装置如履带11、轮子、或爬行装置，该陆地行进装置既可以加装在双体船的底部，也可以加装在单体船的底部。
上述的探测头吊放装置4，具体来说可以是一吊车或缆车41，若需要检测水面情况，它还可以包括一支架42以及设置在支架上的一滑轮43。以图4、图7所示的实施例为例，通过缆车41、支架42以及滑轮43的配合，就可以控制探测头5吊在水面上或下放到水下，根据需要也可以是仅仅头部浸在水里，或是下沉到水下几米，几十米甚至几百上千米。
在本发明中，所述的探测头5具体包括有一呈套型圆柱状的承载本体51，其用来来承载水下探测器52，该承载本体51的外圆的四周分别连接设置有四个电机53、54、55、56，各电机的输出部分别连接一螺旋桨57。而各电机与螺旋桨57相反的一端分别设置有一照明装置531、一压力表(深度仪)541、一水下摄像头551、和紧急上浮装置561(或其它传感器等)。
上述实施例中的单体船和双体船的区别在于，单体船在船体1中部设置有一与船体底部贯通的探测头容置部12(配合图1、图2所示)，上述的探测头5便可以设置在探测头容置部12内如图3所示，而吊放装置则设置在其附近(图中未示)。在使用的时候，探测头5可以直接从船体底部由吊放装置吊放进入到水中。双体船则把吊放装置4放置在船中部留空部分(配合图4、图6所示)，并可根据需要延伸到船头或船尾之外。
上述的机载传感器3，具体可以为包括船体状态传感器和外界状态传感器，其中船体状态传感器可以是GPS全球定位系统、DGPS差分定位系统、指南针、深度声纳、电力指示等，而外界状态传感器可以是如摄像头、温度计、风向仪、或者是空气质量检测仪等。在本实施例中，所述的外界状态传感器为摄像装置31，并且船体的前部和底部各设置有一摄像装置31，该摄像装置四周还设置有光源32。
上述的控制装置，具体来说就是一个计算机内核和周围附件。这个内核可以是通用计算机如台式计算机或便携式计算机或其主版，也可以是工业计算机或特种计算机如MiniITX、PC102、AppleMini等，还可以是嵌入式计算机如Palm PC、PIC、BasicStamp、Motorola 6800等，还可以是特制专用芯片。附件可以包括无线信号或数据传输装置、外接存储设备、信号放大和模数转换装置、修改程序或上下载数据用的接口等。其中无线传输装置可以是无线调制解调器(Wireless Modem)、无线广播频段(Radio Frequency)，也可以是海事超高频(Ultra High Frequency)或是卫星通讯(Satellite Communication)。
控制装置可以对探测头和各种机载传感器收集的信息进行处理，或者根据事先输入的程序产生控制信号，或者马上传送到远程遥控处并远程遥控接收控制信号，或者二者兼有。同时，控制装置还把这些控制信号传到动力装置，比如驱动机体的进退和转向，吊放装置的上下、传感器的开关等。
本发明的动力可以是电池23(如干电池、蓄电池、太阳能电池或燃料电池)或是内燃机(如汽油发动机或柴油发电机)加电池。对于前者，所有的装置如驱动、吊放、控制等装置均使用电力。而对于后者，则是有些装置如驱动装置等使用内燃机以取得较大功率，而其它部分采用电力。另外，上述的船体1的顶部还可以设置有太阳能板(图中未显示)，使用太阳能不但节约能源，而且更加环保。
上述的远程遥控装置7，具体如图8所示，它包括控制主机，无线通讯装置，和人机界面。简单的控制主机进行纯人工遥控，只需声像和数据显示即可。而高级的控制主机以电子计算机为核心，可以实施智能控制。
下面利用附图具体介绍一下本发明的各种实施例。
如图1所示，本发明外形采用单体船型1无履带。根据需要，可在船顶铺装太阳能板2以延长作业时间。船前和底部各有一个摄像头31，可以同时观察水面和水下情况。摄像头本身可以左右和上下转动并变焦，以适合观察水面上下和四周的环境，并可用来观察探测头和载体的工作情况。为适合夜间或水下观察，摄像头周围可以加装可见光源、红外光源或二者的混合，而摄像头本身的工作频谱也可以扩展到包括可见光和红外光。为加强水密性和减少阻力，在摄像头外面可以加装一个透明外罩。船体1中部设置有一与船体底部贯通的探测头容置部12，在使用的时候，探测头5可以直接从船体底部由吊放装置吊放进入到水中。而水下摄像头则可以用来在观察环境的同时监视探测头和吊放装置的工作情况。
图2展示了前述单体船型的一种内部结构。它可以分为两个水密舱。其中一个水密舱放置主要的控制装置(控制芯片、无线发射接收装置等)和动力装置(充电电池、充电电路等)，而另一个水密舱放置吊放装置和其它设备。当然，水密舱的数目可以根据需要来调整。同时，水密舱内的空间可以填充泡沫塑料或其它浮力材料。
图3描述了上述单体船的工作状态。本发明在水面上游弋，螺旋桨来推进或转向。前视摄像头31的透明外罩正好处在水际线上，这样前视摄像头就可以调整看水面之上或/和之下前方的景物。而下视摄像头可以观察船体正下方的生态(如水生动植物)和环境(如水底地形的起伏、水下沉积物、泥沙堆积、沉船等)，同时也可以观察探测头的工作状况。而吊放系统则可以根据观察到的情况随时调整缆线的长度来使探测头处于观测或检测的最佳位置。
如图4所示是一种双体船型并加装履带的水陆两栖型实施例。前视摄像头可以是一个或两个。若是一个则与前述单体船的摄像头设置相同，若是两个则可以获得立体图像并判断目标的远近以更方便的控制船体的行动和对障碍物的避让。下视摄像头与前视摄像头类似，也可以是一个或两个。其中吊放装置中的缆车放在两个船体的中间位置，它通过一个支架和滑轮结构可以把探测头与其载体下放或吊起到水下指定深度。在陆上行驶时，探测头被拉到远离地面的高度以防被碰伤。支架和滑轮放在缆车的前面或后面均可。当放在船体的后部时，可以加装一个后视摄像头来观察探测头在水面附近的工作状况。放在前面时，直接使用前视摄像头即可，但也可以加装一个专用摄像头。
图5介绍了上述水陆两栖型在浅水或沼泽滩涂等地的工作状态。在水深足够船身能够浮起时，本实施例与图3中所介绍的工作状态相同。而当水深较浅时，履带附着在水底地面上并驱动进退或转向，而同时螺旋桨也辅助推进。
如图6所示是本发明中探测头的一种实施例。它是加强型主动式探测头载体的联接器。其具体包括有一呈套型圆柱状的承载本体51，其用来来承载水下探测器52，该本体51的外圆的四周分别连接设置有四个电机53、54、55、56，各电机的输出部分别连接一螺旋桨57。而各电机与螺旋桨相反的一端分别设置有一照明装置531、一压力表(深度仪)541、一水下摄像头551、和一紧急上浮气囊561。紧急上浮气囊内装有气体产生装置，当缆线被切断而使载体失去动力和信号时，气囊内的化学药品与水相混合产生气体，涨开气囊，从而把载体和探测头带到水面以方便回收。当然，上述几个装置可以根据任务需要改变配置。
图7描绘了本发明中对堤坝进行检查时的工作状态。此时载体中的水下传感器可以是防水摄像头来对堤坝的外部进行目视检查或是声纳或其它设备对内部隐藏的裂缝或其它隐患进行探伤。船体在水面上运动带动探测头进行大范围的覆盖，而主动式探测头载体则在水下小幅度的改变位置和指向。二者结合可以获得最佳的观测方位和角度。
图8是一个野外用远程遥控装置的实施例。它包括一个可以打开的外壳(底壳80和上盖81)，内附电池(图中未示)。其中内部主要部位是一个便携式计算机70或其它数字处理系统，计算机屏幕71可以为强对比度型适合在日光下使用，也可以在上盖处设置一挡板以遮挡太阳光。在计算机旁边，设置一无线数据接收发射系统72(包括一可翻转的天线73)，用以和作业系统交换信息，来接收数据并发射控制信号或任务指示。这个无线数据接收发射系统72可以是无线调制解调器(WirelessModem)，广播频率(Radio Frequency)，蜂窝通讯系统(CDMA，GPRA，GSM等)，也可以是也可以是海事超高频(UHF)或是卫星通讯(Satellite)。当带宽不足以支持船载声像讯号的传输时，可以是用一个单独的无线声像接收系统74。为方便远程实时遥控操纵(Tele-operating)，在控制台上安装有一个游戏操纵杆75，而计算机屏幕也可以是触摸式显示屏。在上盖显眼的地方安装有警告灯82，同时，在底壳一侧还可以设置一个储物槽83来存放杂物或必需的工具。
本发明由于具有上述的结构，因此可以完成下述的工作：
生态观察、水文调查和水质监测。对于内陆水面和近海水面如湖泊、水库、河流、滩涂、海湾等水域，每隔一段时间就应该进行一次水质调查和水中生物研究并常年定点跟踪。本发明可以低成本低人力地对这些地方进行快速大范围的普查或常年的跟踪调查。
对工厂或农场的排污点进行监察。化工厂、油田、印染厂、造纸厂、污水处理厂、发电厂、洗矿厂、养殖场等的污水往往对各种水系污染严重。现有的定点采样方法，成本高，准确度低，容易被弄虚作假，而本发明可以灵活，隐蔽，方便地进行环保督察。
水利工程安全检查。水库大坝与河流堤防的水下裂缝或孔洞对安全构成极大隐患却难以在陆上发现。而只要装上水下摄像机或水下声纳，则本发明可以常年对大坝与堤防的水下部分进行目视或者结构检查，而无需请潜水员进行危险的水下作业或排空水库进行检查。
港口码头安全。本发明可以在港口河道等地方对桥墩、码头、轮船的水下部分和河床上的沉积物进行检查，以保证航道的疏通和建筑物与过往船只人员的安全。
城镇水塔、楼房自备水箱和下水道的检查与清理。这项用途与广大城镇居民的健康生活息息相关，但现在除了人工检查外没有太多的好办法。而在每个水塔、水箱和每一定长度的下水道里安置一个特制小型的本发明则可以随时监测水质。
农业与养殖业。本发明可以轻松地穿梭在水田、鱼塘和水库网箱之间，对肥料的多少，水质的好坏，作物的生长或鱼群的生态随时进行检查。
警政国防抢险救灾。公安、海关、缉私、国防等部门经常需要进行水下作业，使用本发明可以减少不必要的人工潜水，还可以在有水灾、矿难、沉船时去到危险的地方。
生态教育研究与水下考古。大中小学的学生可以通过网路利用本发明中水上作业装置的摄像头对各地的生态进行观察而不用进行昂贵的旅行。同时各个大学、研究所可以用本发明对各种水体、湿地进行或水下古迹进行研究而不必担心破坏生态或惊动野生动物。
娱乐探险。各种水上娱乐场所可以用本发明设立水下寻宝或水下探险活动，并可以与潜水、邮轮等一起搭配更增添乐趣。
与现有的对各种水面、水下进行检测观察的器具与方法相比，本发明具有下述的优点：
1、成本低廉、效率高、速度快。与人工相比，本发明检测同一个样本水域效率提高二十多倍，并还有进一步提高的空间。而且本发明可以从岸边入水，即使没有船只或者船只达不到的地方，也可以工作。相比之下，人工或遥控型水下航行器都需要有船能到达待检水域才行，无形中增加了成本。另外，与现有的水下航行器相比，本发明的耐压性和水密性要求较低，同时不用担心水下保持中性浮力的问题，因此造价可以相对较低。由于主体工作环境保持在水面上，不像水下环境恶劣，因此日常维护检修的成本也较低。
2、实时通讯。由于水对无线电波的削弱作用，无线电波在水下衰减得很快，基本与可见光同步。传统的水下航行器要么需要通过电缆遥控，要么由机载计算机自动控制。而前者所能到达的范围受电缆长度的限制，而且线控水下航行器前进时电缆需要同步跟随，受到水的阻力随长度增加而增大，其总长受到线控水下航行器的推进系统动力总量的限制。往往电缆需要加长时，螺旋桨电机就要消耗更多的电流，为保证安全，电缆又需要加粗，使总重量增加。对于自治水下航行器，接到任务后潜下水，则需要过一段时间浮上水面来传递信息，接受新指令，或者需要通过昂贵的水下声纳与水面上的浮标通讯，再由浮标接力联到用户，而水下声纳的带宽也非常有限。
与上述两种当前技术不同，本发明总是浮在水面上，只是把载体和探测头放到水下，因此它虽然同样对水下进行探测，却仍能与用户进行实时远程通讯，以使用户随时获得所需要的信息。同时，用户可以把信息存储在一个安全的地方，即使本发明的水上作业系统由于各种原因损坏或丢失，更重要的数据信息却不会丢失而仍能得以保存。另外，由于能够进行实时远程通讯，远程控制台所用的计算机功能可以非常强大，并可以和数据库联网及时分析所获得的数据资料，随时控制本发明的水上作业系统的动作，以获得最佳结果。
3、精确定位。同样由于水对无线电波的削弱作用，水下航行器无法获得GPS信号，因此往往无法精确测量自身所在的位置。很多时候往往要依靠惯性导航、磁场或多点声纳来进行导航。但惯性导航和磁场往往不很准确，而多点声纳需要在水面或水底布置定点声纳的发射或接收装置，成本高昂，并且不方便。而本发明由于船体总是浮在水面上，因此可以精确定位。若是使用主动式探测头载体，则更可以在精确的位置上采用精确的姿态。
4、适合繁忙水域。本发明的一大用途是在港口河道等地方对桥墩、码头、轮船的水下部分和河床上的沉积物进行检查。现有的技术如潜水员或水下航行器等都存在安全问题。在复杂的水下环境中，潜水员的器具一旦损坏，则有生命危险。另外，潜水员费用高昂，根据作业条例，潜水员一般需要至少两个人同时下水。若是使用水下航行器，在繁忙的水域不易被往来船只发现，容易被撞到。而本发明的船体总是处在水面上，可以采用警告装置如闪光灯、蜂鸣器等提醒来往船只规避，而本身的水上摄像头、水上声纳等也可以及时向控制计算机或用户提供信息，主动避让危险。另外，由于不像水下航行器那样需要保持中性浮力，可以根据需要在船体周围加装减震防护装置。这样即使发生碰撞事故时内部元器件也不会产生致命损害。
5、适合浅水、滩涂、沼泽、溪流等复杂水域。现有的水下航行器需要一定的水深才能进行操作，而本发明对水面和水下都可以进行操作。另外，在滩涂、沼泽等复杂水域，不仅水体深浅不一，而且往往被水草、沙丘、浅滩等分隔开来。不仅已有的水下航行器无能为力，就是人工检测也十分困难。而本发明具有水陆两栖功能，可以自由往来这些区域，对深水、浅水、溪流甚至水洼都能进行检测。
6、易于操作。由于本发明的船体浮于水面上，在远程遥控时，就像遥控一艘玩具船一样容易。而现有的线控水下航行器在水下运动时，并不保持水平，同时所能看到的四周的环境又十分有限，因此若非经过长时间的培训和练习，很难把握操作技术。自治水下航行器需要的编程技术要求则更高。另外，使用现有的水下航行器之前，都需要专门的船只或设备把它们带到深水区。使用之后，又需要从深水区把它们取回。使用极不方便，在天气不好时，尤其如此。而本发明可以从岸边下水，两栖型更可以从远离水面的地方出发，自己下水，工作完成后，自己回到控制台处，为使用带来极大的方便。
7、适合危险或无人地带。在许多危险地带，如半冰冻或者被冰围的水面，常规方法很难进入进行检测或观察。冰面很薄的时候，对于人员更是危险。而现有的水下航行器也很难从岸边进入水下，即使进入也很难到达远处或者自由航行，而本发明可以通过履带在冰面上行走，到达被冰围住的水域进行工作。另外，在其它危险水域，如被石油泄漏、化学药品污染的地方，火灾区等，或是其它不适合人员进入的地带，如野生动物保护区、猛兽出没处、军事冲突区等，本发明更可以替代人工进行工作或观察以防止不必要的人身伤害或对环境的不必要的影响。
8、长时间监控。对于某些区域，如排放污口密集的河道，发电厂的冷却水源，饮用水取水口附近，往往需要长时间频繁的检测。现有技术大多是人工定时采集样本，或安放观测点定点采集。人工方法费时费力，而固定站点不能移动，只能对有限点进行采样，水流变化或污染源变化(如排污口改址)时需要重新设点。大范围采样又需要增加网点密度，成本代价高昂。若是采用本发明，则可以自动每天定时对多个目标地点进行检测，需要改变时只需要修改一下指令即可，如果搭配太阳能电池板，可以维持本发明在水中长时间作业而不必担心能源耗尽问题。与人工方法比，省时省力，而与固定站点比成本低，使用方便灵活。
9、适应自动日常巡逻检测。对于水库大坝、河道堤防，水下部分需要常年巡视来保证安全。现有的枯水期或排空水库检查的办法代价高昂，还只能在有限的时段进行，潜水员下水检查的办法对于广大中小型水库和普通堤防来说不太现实。现有的遥控型水下航行器需要人工操作，很难进行日常巡逻检测，自动型水下航行器不能进行实时通讯，只能每隔一段时间浮上水面通报一次情况。而本发明却可以自动巡逻，有异常情况则可以即时通报，为排除安全隐患，保护人民生命财产做出贡献。
10、安全性好。由于总是浮在水面上，并可以填充浮力材料，因此即使失去动力，本发明也可以停留在水面上等待救援。而普通的水下航行器则很可能沉下水底。同时，失去动力后，本发明的备用电池或太阳能电池还可以接收GPS信号，并发出求救信号，以方便救援。
11、对生态环境干扰小。在观察野外或水下生态时，人类的出现往往对现有的环境造成干扰或对野生动物产生惊吓，而本发明经过伪装后，可以长时间地停留在一个地方供远方的研究人员进行观察。同时由于不载人，体积相对较小，更减少了对既存环境的干扰或改变。
Claims (10)
1.一种可应用于水面和水下的测量考察装置，其特征在于，它包括有：
一船体，该船体的后部设置有至少一组推进装置；
至少一组机载传感器，其包括船体状态传感器和外界状态传感器，其设置在所述船体内或船体四周；
一探测头吊放装置，其设置在所述船体之内或之外；
一探测头，其与探测头吊放装置连接；
一控制装置，其分别与所述推进装置、探测头吊放装置、探测头以及机载传感器连接；
一远程遥控装置，其与所述控制装置无线连接。
2.根据权利要求1所述的可应用于水面和水下的测量考察装置，其特征在于：所述船体为双体船，每个船体后部各设置有一组推进装置，该推进装置包括有一电机以及一设置在电机输出端的螺旋桨。
3.根据权利要求2所述的可应用于水面和水下的测量考察装置，其特征在于：所述探测头吊放装置包括有一缆车、一支架以及设置在支架上的一滑轮。
4.根据权利要求3所述的可应用于水面和水下的测量考察装置，其特征在于：所述船体的底部加装有履带。
5.根据权利要求4所述的可应用于水面和水下的测量考察装置，其特征在于：所述的外界状态传感器为摄像装置，所述船体的前部和底部各设置有一摄像装置，该摄像装置四周还设置有光源。
6.根据权利要求1所述的可应用于水面和水下的测量考察装置，其特征在于：所述船体为单体船，船体后部各设置有至少一组推进装置，该推进装置包括有一电机以及一设置在电机输出端的螺旋桨。
7.根据权利要求6所述的可应用于水面和水下的测量考察装置，其特征在于：所述船体中部设置有一与船体底部贯通的探测头容置部，所述探测头设置在所述探测头容置部内。
8.根据权利要求7所述的可应用于水面和水下的测量考察装置，其特征在于：所述船体的顶部设置有太阳能板。
9.根据权利要求8所述的可应用于水面和水下的测量考察装置，其特征在于：所述的外界状态传感器为摄像装置，所述船体的前部和底部各设置有一摄像装置，该摄像装置四周还设置有光源。
10.根据权利要求1至9任一权利要求所述的可应用于水面和水下的测量考察装置，其特征在于：所述的探测头包括有一呈套型圆柱状的承载本体，其内部容置有水下探测器，该承载本体的外圆的四周分别连接设置有四个电机，各电机的输出部分别连接一螺旋桨。而各电机与螺旋桨相反的一端分别设置有一照明装置、一压力表、一水下摄像头以及一紧急上浮装置。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080423 |