CN107817033B - 一种可自动调节测量位置的潮间带地形观测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可自动调节测量位置的潮间带地形观测装置，其包括机架和底座，机架和底座中心配合设置固定观测杆，固定观测杆底部连接固定座，机架上设置固定观测架和移动观测架，固定观测架和移动观测架上下交叉设置，固定观测架的下表面固定设置垂直向下的光学传感器薄片阵列，移动观测架的下表面固定设置垂直向下的声波传感器薄片阵列，移动观测架一端与机架铰接配合，并且移动观测架由设置在底座中的步进电机驱动改变移动观测架的展开角度，移动观测架和底座中通过设置的空腔使整个装置获得浮力。本发明实现了多种观测数据的自动化测量。

Description

一种可自动调节测量位置的潮间带地形观测装置
技术领域
本发明属于一种自容式潮位和潮间带水下地形检测仪，具体涉及一种可自动调节测量位置的潮间带地形观测装置。
背景技术
潮间带作为海陆交互作用的发生区域，在测绘中有重要意义。目前在潮间带测量过程中：测量水位主要使用光学传感原理；当潮滩被水淹没时使用声波传感原理测量水下地形，当潮滩裸露时使用光学传感原理测量裸露的地形。
目前潮间带水沙观测技术领域内，没有声波与光学传感原理结合并实现测量形式自动切换的仪器，导致无法获得涨落潮时地形变化的连续数据。本技术领域中，获取地形、水位的操作十分复杂，仪器智能程度低，不能根据环境变化对自身观测位置进行调整，同样会造成数据遗漏，甚至损伤设备等问题。由此可见，该技术领域内诸多问题亟待解决。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种可自动调节测量位置的潮间带地形观测装置的技术方案。
所述的一种可自动调节测量位置的潮间带地形观测装置，包括机架和底座，所述的机架和底座中心配合设置固定观测杆，所述的固定观测杆底部连接固定座，其特征在于所述的机架上设置固定观测架和移动观测架，所述的固定观测架和移动观测架上下交叉设置，所述的固定观测架的下表面固定设置垂直向下的光学传感器薄片阵列，所述的移动观测架的下表面固定设置垂直向下的声波传感器薄片阵列，所述的移动观测架一端与机架铰接配合，并且所述的移动观测架由设置在底座中的步进电机驱动改变移动观测架的展开角度，所述的移动观测架和底座中通过设置的空腔使整个装置获得浮力，使整个装置可沿固定观测杆随水位高低调节测量位置。
所述的一种可自动调节测量位置的潮间带地形观测装置，其特征在于所述的光学传感器薄片和声波传感器薄片均与陀螺仪配合，使光学传感器薄片和声波传感器薄片保持垂直观测姿态。
所述的一种可自动调节测量位置的潮间带地形观测装置，其特征在于所述的步进电机传动连接内齿轮，所述的内齿轮啮合外齿轮，所述的外齿轮传动连接丝杆，所述的丝杆上设有丝杆螺母，所述的丝杆螺母上铰接一组支撑杆，所述的支撑杆与移动观测架连接。
所述的一种可自动调节测量位置的潮间带地形观测装置，其特征在于所述的底座设有干湿传感器，所述的干湿传感器连接控制器，所述的控制器连接光学传感器薄片和声波传感器薄片实现光、声两种潮间带地形测量方式的自动切换。
与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：
本发明创新性地将声波与光学测量原理结合起来，实现了在潮位变化过程中，根据潮滩地面裸露和淹没的情况，光、声两种潮间带地形测量方式的自动切换；本发明利用浮力作用与水位变化形成闭环控制，使装置可随水位共同移动或调节测量位置，以保证声波传感器薄片一直浸没在水中的同时，使光学传感器薄片与水面始终保持固定距离，实现了多种观测数据的自动化测量。
本发明通过与固定观测杆配合，移动观测架和底座的空腔设置，使得本发明可适用的水体深度范围较大；当水深、地形和泥沙冲淤情况发生变化时，通过对本发明移动观测架夹角的调节与测量位置的自适应，可找到最合适的水深测量点，通过光学和声学手段同时测量水位和水深，计算地形冲淤情况。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明驱动机构的剖面示意图；
图3为本发明的实例图。
图中：1-机架 ；2-丝杆 ；3-底座；4-声波传感器薄片；5-中心孔；6-固定观测架；7-光学传感器薄片；8-移动观测架；9-丝杆螺母；10-固定观测杆；11-固定座；12-推力球轴承 ；13-步进电机；1401-外齿轮 ；1402-内齿轮；15-支撑杆。
具体实施方式
以下结合说明书附图来进一步说明本发明。
如图1和2所示，一种可自动调节测量位置的潮间带地形观测装置包括机架1和底座3，机架1的中心孔5以及底座3中心配合设置固定观测杆10，固定观测杆10底部连接固定座11，固定座11用于牢固安装在观测点。实际使用时，可根据观测深度对固定观测杆10进行更换。
机架1上设置固定观测架6和移动观测架8，固定观测架6和移动观测架8上下交叉设置，即固定观测架6和移动观测架8上下不重叠，防止干扰。其中固定观测架6是与机架1固定连接的，移动观测架8是与机架1铰接配合。并且移动观测架8由设置在底座3中的步进电机13驱动改变移动观测架8的展开角度，具体连接结构为：步进电机13传动连接内齿轮1402，内齿轮1402啮合外齿轮1401，外齿轮1401传动连接丝杆12，丝杆12上设有丝杆螺母9和推力球轴承12，丝杆螺母9上铰接一组支撑杆15，支撑杆15与移动观测架8连接。在步进电机13的驱动下，丝杆螺母9上下运动，改变支撑杆15的角度，从而改变移动观测架8的角度。固定观测架6的下表面固定设置垂直向下的光学传感器薄片7阵列，移动观测架8的下表面固定设置垂直向下的声波传感器薄片4阵列。为了使光学传感器薄片7和声波传感器薄片4保持垂直观测姿态，光学传感器薄片7和声波传感器薄片4均与陀螺仪配合。移动观测架8和底座3中通过设置的空腔使整个装置获得浮力，使整个装置可沿固定观测杆10随水位高低调节测量位置。底座3设有干湿传感器，干湿传感器连接控制器，控制器连接光学传感器薄片7和声波传感器薄片4实现光、声两种潮间带地形测量方式的自动切换，即当底座3显示为干时，控制器控制使用光学传感器薄片7，当底座显示为湿时，控制器控制使用声波传感器薄片4。
如图3a和3b所示，当底座3的干湿传感器显示为湿时，控制器控制使用声波传感器薄片4。首先，整个装置根据水位的高低，移动观测架8和底座3中通过设置的空腔使整个装置获得浮力，使整个装置可沿固定观测杆10随水位高低调节测量位置。控制器控制移动观测架8展开，使声波传感器薄片4与水面接触，其与固定观测杆10的夹角为90°。如图3c所示，当水位较低时，整个装置的底座3与地表接触，此时控制器控制步进电机13驱动，改变移动观测架8的角度，使其上的声波传感器薄片4能够水面接触，达到合适的观测点。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种可自动调节测量位置的潮间带地形观测装置，包括机架（1）和底座（3），所述的机架（1）和底座（3）中心配合设置固定观测杆（10），所述的固定观测杆（10）底部连接固定座（11），其特征在于所述的机架（1）上设置固定观测架（6）和移动观测架（8），固定观测架（6）位于上方，移动观测架（8）位于下方，所述的固定观测架（6）和移动观测架（8）上下交叉设置，所述的固定观测架（6）的下表面固定设置垂直向下的光学传感器薄片（7）阵列，所述的移动观测架（8）的下表面固定设置垂直向下的声波传感器薄片（4）阵列，所述的光学传感器薄片（7）和声波传感器薄片（4）均与陀螺仪配合，使光学传感器薄片（7）和声波传感器薄片（4）保持垂直观测姿态，所述的移动观测架（8）一端与机架（1）铰接配合，并且所述的移动观测架（8）由设置在底座（3）中的步进电机（13）驱动改变移动观测架（8）的展开角度，所述的移动观测架（8）和底座（3）中通过设置的空腔使整个装置获得浮力，使整个装置可沿固定观测杆（10）随水位高低调节测量位置，所述的底座（3）设有干湿传感器，所述的干湿传感器连接控制器，所述的控制器连接光学传感器薄片（7）和声波传感器薄片（4）实现光、声两种潮间带地形测量方式的自动切换，保证声波传感器薄片（4）一直浸没在水中的同时，使光学传感器薄片（4）与水面始终保持固定距离。
2.如权利要求1所述的一种可自动调节测量位置的潮间带地形观测装置，其特征在于所述的步进电机（13）传动连接内齿轮（1402），所述的内齿轮（1402）啮合外齿轮（1401），所述的外齿轮（1401）传动连接丝杆（12），所述的丝杆（12）上设有丝杆螺母（9），所述的丝杆螺母（9）上铰接一组支撑杆（15），所述的支撑杆（15）与移动观测架（8）连接。
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