CN110823196A - 一种潮间带水下地形测绘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种潮间带水下地形测绘装置，包括主体部分以及位于主体部分上的测绘部分，主体部分包括载体车、设在载体车上的发动机、由发动机驱动的驱动轴、设置在驱动轴外端的行走轮、设置在驱动轴中部的润滑机构以及设置在载体车上的冷却机构；测绘部分包括设置在载体车上的卫星定位系统、惯性导航系统、编码器和单波束测深系统，编码器和单波束测深系统设在载体车的后端，编码器上倾斜的连接有固定杆，固定杆的后端设置有拖球。本发明解决潮间带测绘的技术问题。

Description

一种潮间带水下地形测绘装置

技术领域

本发明涉及地形测绘技术领域，尤其涉及一种潮间带水下地形测绘装置。

背景技术

随着社会的发展，海洋资源的开发及利用越来越被社会所重视，潮间带的开发便是其中重要的一环。水深测量经历了杆测法、重锤法、回声测深的发展，现如今各种先进的单波束和多波束测深系统已经能够达到很高的测量精度。但现存的单波束及多波束测深系统仍存在较大不足。其中，现存的各单波束及多波束系统虽具体参数不同，但都难以测量亚米级水深。种种局限导致了现存的单波束及多波束测深系统不能应用于测量地势平坦、水深较浅、范围广阔的潮间带，急需一种可方便快捷进行潮间带测绘的测量方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种潮间带水下地形测绘装置，以解决潮间带测绘的技术问题。

本发明提供了一种潮间带水下地形测绘装置，包括主体部分以及位于主体部分上的测绘部分，主体部分包括载体车、设在载体车上的发动机、由发动机驱动的驱动轴、设置在驱动轴外端的行走轮、设置在驱动轴中部的润滑机构以及设置在载体车上的冷却机构；

测绘部分包括设置在载体车上的卫星定位系统、惯性导航系统、编码器和单波束测深系统，编码器和单波束测深系统设在载体车的后端，编码器上倾斜的连接有固定杆，固定杆的后端设置有拖球；

冷却机构包括设置在载体车上的水泵、进水管以及环绕在发动机缸体上的冷却管，其中进水管一端与水泵进水口连通，进水管另一端固定在固定杆的后端并可与海水接触，冷却管一端与水泵出水口连通，冷却管另一端则穿过载体车底部延伸至至载体车外；

润滑机构包括设置在载体车上的外环、与驱动轴固定的内环以及至少两个润滑单元，内环套设在外环内并与外环转动连接，所述润滑单元周向均布在外环上且包括贯穿外环的润滑通道、安装在润滑通道内的波纹管、与润滑管道滑动连接的移动板、固定在载体车上的油罐以及铰接在润滑通道内端的润滑珠，波纹管外端与油罐密封固定且油罐上设有连通至波纹管的进液单向阀，波纹管内端与移动板密封固定且移动板上设置有与波纹管连通的出液单向阀，内环与润滑珠相抵；

所述移动板上设有第一永磁体，润滑珠包括第一半球以及与第一半球一体成型的第二半球，第一半球上设有外端与第一永磁体相斥的第二永磁体，第二半球上设有外端与第一永磁体相斥的第三永磁体。

本发明的效果：

发动机为本发明整体的移动提供动力，而长时间工作的发动机如何进行冷却是一个难题，水泵进水口通过进水管与海水连通，而水泵出水口则与冷却管连通，本发明利用冷却机构在本装置行进过程中可以利用水泵不断将潮间带处的海水泵入冷却管，冷却管则是缠绕在发动机上的，从而对发动机进行降温。

润滑机构的设置则能够大大降低驱动轴与载体车之间的摩擦磨损以及发热问题，润滑机构的内环、外环结构使得驱动轴与载体车之间不再直接接触，而转化为了内环、外环结构之间的转动接触，而内环、外环之间则设置有润滑单元，而内环在随着驱动轴转动时，会挤压带动与之相抵的润滑珠反向转动，润滑珠在转动的同时会带动第二永磁体、第三永磁体不断靠近或远离第一永磁体，由于第一永磁体与第二永磁体的外端相斥，第一永磁体与第三永磁体的外端相吸，当第二永磁体靠近时，即第一半球转向移动板时，移动板会在斥力作用下，沿着润滑通道向外移动，从而使波纹管压缩，波纹管内压强变大，波纹管内的润滑油则会从出液单向阀中挤出并喷向第一半球，而当第三永磁体靠近时，即第二半球转向移动板、第二永磁体远离时，移动板会在吸力作用下，沿着润滑通道向内移动，从而使波纹管膨胀，波纹管内压强变小，油罐内的润滑油则通过进液单向阀进入到波纹管中，如此不断往复，实现了润滑油始终与润滑珠保持粘附，保证了内环与外环之间、驱动轴与载体车之间的摩擦大大降低，发热情况大大改善，进而利于本发明长时间工作。

卫星定位系统和惯性导航系统能获取载体车当前的位置与姿态。由于各个系统间相对位置关系不变，因此在获取载体车的位置及姿态后可计算得到编码器及单波束测深系统的位置及姿态。当在水深较深处使用单波束测深系统进行测深时，根据单波束测深系统的位置、探头吃水及测量结果即可获得该点水下地形数据。当水深较浅，单波束测深系统不能测得有效数据时，使用拖球测深，拖球具有一定重量，当载体车在水中前进时拖球始终紧贴地面前进。已知载体车的位置及姿态、各系统间相对位置、固定杆的长度、固定杆与载体车的角度等可归算得到拖球的位置及水深，从而进行浅水地区的水下地形测绘。

本发明结构简单，方便实用，解决现有技术难以对潮间带进行测绘的技术问题。

优选的，润滑单元设有2个。如此设置，能够使得润滑单元作用更加均匀。

优选的，第一半球表面设有若干凹坑。通过设置凹坑能够增强第一半球与润滑油接触时的粘附效果。

优选的，第一永磁体设置在移动板中心处。如此设置，使得移动板受力更加稳定，避免在滑动过程中发生卡顿等情形。

优选的，冷却管缠绕在发动机上的部分呈螺旋状分布。如此设置能够增大冷却管的工作面积，进而提升冷却管的换热效率，从而保证发动机可以长时间正常工作，进而保证了本发明的使用寿命。

优选的，内环外缘设有与润滑珠相匹配的凹槽。通过设置凹槽，使得内环与润滑珠之间的接触形式更加稳定，同时凹槽的设置也能够起到防止润滑油外泄的作用。

附图说明

图1为本发明一种潮间带水下地形测绘装置实施例的结构示意图；

图2为本发明一种潮间带水下地形测绘装置实施例中润滑单元的结构示意图；

图3为图2中润滑珠的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：载体车1、卫星定位系统2、惯性导航系统3、编码器4、单波束测深系统5、固定杆6、拖球7、进液管8、水泵9、冷却管10、油罐11、波纹管12、移动板13、第二永磁体14、第三永磁体15、内环16、外环17。

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例基本如附图1所示：

本发明提供了一种潮间带水下地形测绘装置，包括主体部分以及位于主体部分上的测绘部分，主体部分包括载体车1、设在载体车1上的发动机、由发动机驱动的驱动轴、设置在驱动轴外端的行走轮、设置在驱动轴中部的润滑机构以及设置在载体车1上的冷却机构；

测绘部分包括设置在载体车1上的卫星定位系统2、惯性导航系统3、编码器4和单波束测深系统5，编码器4和单波束测深系统5设在载体车1的后端，编码器4上倾斜的连接有固定杆6，固定杆6的后端设置有拖球7；

冷却机构包括设置在载体车1上的水泵9、进水管以及环绕在发动机缸体上的冷却管10，其中进水管一端与水泵9进水口连通，进水管另一端固定在固定杆6的后端并可与海水接触，冷却管10一端与水泵9出水口连通，冷却管10另一端则穿过载体车1底部延伸至至载体车1外；

润滑机构包括设置在载体车1上的外环17、与驱动轴固定的内环16以及至少两个润滑单元，内环16套设在外环17内并与外环17转动连接，所述润滑单元周向均布在外环17上且包括贯穿外环17的润滑通道、安装在润滑通道内的波纹管12、与润滑管道滑动连接的移动板13、固定在载体车1上的油罐11以及铰接在润滑通道内端的润滑珠，波纹管12外端与油罐11密封固定且油罐11上设有连通至波纹管12的进液单向阀，波纹管12内端与移动板13密封固定且移动板13上设置有与波纹管12连通的出液单向阀，内环16与润滑珠相抵；

移动板13上设有第一永磁体，润滑珠包括第一半球以及与第一半球一体成型的第二半球，第一半球上设有外端与第一永磁体相斥的第二永磁体14，第二半球上设有外端与第一永磁体相斥的第三永磁体15，移动板13采用塑料材质制成，内环16、外环17、润滑珠采用无磁钢材料制成。

发动机为本发明整体的移动提供动力，而长时间工作的发动机如何进行冷却是一个难题，水泵9进水口通过进水管与海水连通，而水泵9出水口则与冷却管10连通，本发明利用冷却机构在本装置行进过程中可以利用水泵9不断将潮间带处的海水泵9入冷却管10，冷却管10则是缠绕在发动机上的，从而对发动机进行降温。

润滑机构的设置则能够大大降低驱动轴与载体车1之间的摩擦磨损以及发热问题，润滑机构的内环16、外环17结构使得驱动轴与载体车1之间不再直接接触，而转化为了内环16、外环17结构之间的转动接触，而内环16、外环17之间则设置有润滑单元，而内环16在随着驱动轴转动时，会挤压带动与之相抵的润滑珠反向转动，润滑珠在转动的同时会带动第二永磁体14、第三永磁体15不断靠近或远离第一永磁体，由于第一永磁体与第二永磁体14的外端相斥，第一永磁体与第三永磁体15的外端相吸，当第二永磁体14靠近时，即第一半球转向移动板13时，移动板13会在斥力作用下，沿着润滑通道向外移动，从而使波纹管12压缩，波纹管12内压强变大，波纹管12内的润滑油则会从出液单向阀中挤出并喷向第一半球，而当第三永磁体15靠近时，即第二半球转向移动板13、第二永磁体14远离时，移动板13会在吸力作用下，沿着润滑通道向内移动，从而使波纹管12膨胀，波纹管12内压强变小，油罐11内的润滑油则通过进液单向阀进入到波纹管12中，如此不断往复，实现了润滑油始终与润滑珠保持粘附，保证了内环16与外环17之间、驱动轴与载体车1之间的摩擦大大降低，发热情况大大改善，进而利于本发明长时间工作。

卫星定位系统2和惯性导航系统3能获取载体车1当前的位置与姿态。由于各个系统间相对位置关系不变，因此在获取载体车1的位置及姿态后可计算得到编码器4及单波束测深系统5的位置及姿态。当在水深较深处使用单波束测深系统5进行测深时，根据单波束测深系统5的位置、探头吃水及测量结果即可获得该点水下地形数据。当水深较浅，单波束测深系统5不能测得有效数据时，使用拖球7测深，拖球7具有一定重量，当载体车1在水中前进时拖球7始终紧贴地面前进。已知载体车1的位置及姿态、各系统间相对位置、固定杆6的长度、固定杆6与载体车1的角度等可归算得到拖球7的位置及水深，从而进行浅水地区的水下地形测绘。

如图2所示，润滑单元设有2个。如此设置，能够使得润滑单元作用更加均匀。如图3所示，第一半球表面设有若干凹坑。通过设置凹坑能够增强第一半球与润滑油接触时的粘附效果。第一永磁体设置在移动板13中心处。如此设置，使得移动板13受力更加稳定，避免在滑动过程中发生卡顿等情形。冷却管10缠绕在发动机上的部分呈螺旋状分布。如此设置能够增大冷却管10的工作面积，进而提升冷却管10的换热效率，从而保证发动机可以长时间正常工作，进而保证了本发明的使用寿命。内环16外缘设有与润滑珠相匹配的凹槽。通过设置凹槽，使得内环16与润滑珠之间的接触形式更加稳定，同时凹槽的设置也能够起到防止润滑油外泄的作用。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种潮间带水下地形测绘装置，包括主体部分以及位于主体部分上的测绘部分，其特征在于：

主体部分包括载体车、设在载体车上的发动机、由发动机驱动的驱动轴、设置在驱动轴外端的行走轮、设置在驱动轴中部的润滑机构以及设置在载体车上的冷却机构；

测绘部分包括设置在载体车上的卫星定位系统、惯性导航系统、编码器和单波束测深系统，编码器和单波束测深系统设在载体车的后端，编码器上倾斜的连接有固定杆，固定杆的后端设置有拖球；

冷却机构包括设置在载体车上的水泵、进水管以及环绕在发动机缸体上的冷却管，其中进水管一端与水泵进水口连通，进水管另一端固定在固定杆的后端并可与海水接触，冷却管一端与水泵出水口连通，冷却管另一端则穿过载体车底部延伸至至载体车外；

润滑机构包括设置在载体车上的外环、与驱动轴固定的内环以及至少两个润滑单元，内环套设在外环内并与外环转动连接，所述润滑单元周向均布在外环上且包括贯穿外环的润滑通道、安装在润滑通道内的波纹管、与润滑管道滑动连接的移动板、固定在载体车上的油罐以及铰接在润滑通道内端的润滑珠，波纹管外端与油罐密封固定且油罐上设有连通至波纹管的进液单向阀，波纹管内端与移动板密封固定且移动板上设置有与波纹管连通的出液单向阀，内环与润滑珠相抵；

所述移动板上设有第一永磁体，润滑珠包括第一半球以及与第一半球一体成型的第二半球，第一半球上设有外端与第一永磁体相斥的第二永磁体，第二半球上设有外端与第一永磁体相斥的第三永磁体。

2.根据权利要求1所述的一种潮间带水下地形测绘装置，其特征在于：润滑单元设有2个。

3.根据权利要求1或2所述的一种潮间带水下地形测绘装置，其特征在于：第一半球表面设有若干凹坑。

4.根据权利要求3所述的一种潮间带水下地形测绘装置，其特征在于：第一永磁体设置在移动板中心处。

5.根据权利要求1、2或4任一项所述的一种潮间带水下地形测绘装置，其特征在于：冷却管缠绕在发动机上的部分呈螺旋状分布。

6.根据权利要求5所述的一种潮间带水下地形测绘装置，其特征在于：内环外缘设有与润滑珠相匹配的凹槽。

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