CN111634385B - 一种快速布放五自由度水下船体拖带物扫描设施 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种快速布放五自由度水下船体拖带物扫描设施，包括快速布放基座、支撑结构、快速布放驱动系统、五自由度云台、水下成像装置、供电及传输系统、水上操作控制系统、成像及记录系统等。采用本发明能够不破坏已有船体结构的前提下，将扫水下船体拖带物扫描设施快速布放在任意现有检测船体船舷侧方，根据检测需要实时调整成像装置水下布放深度、成像角度，测量时不需要船舶停靠，可实现船底异形物、附着物检测，同时扫描设施布放快捷，回收便利，便于实现设备快捷扫描检测，设施回收、维护、存储方便。
Description
技术领域
本发明属于船舶安全检测技术领域，具体涉及一种用于船体水下拖带物扫描检测设施。
背景技术
船舶拖锚链行驶、船底拖带危险物品等行为，是造成船舶通航产生不安全因素的重要原因，在严重情况下会发生锚链钩挂水下设施、拖带物剐蹭破坏船闸闸室等事故。
船体水下部分具有隐蔽性，现在采用的检测技术需要新建专门检测设施或对现有检测船进行大规模改造，初次投入及维护成本高，对锚链等细长结构检测效果差。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于利用已有检测船体，安装对船体无破坏，快速、便捷实现布放、回收的水下船体拖带物扫描设施。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种快速布放五自由度水下船体拖带物扫描设施主要由水上操作控制系统1、成像及记录系统2、快速布放驱动系统3、快速布放基座4、支撑结构5、五自由度云台6、水下成像装置7、供电及传输系统8、重块9组成；其中，快速布放基座4通过螺栓连接方式固定在船舷侧壁；支撑结构5在安装时插入快速布放基座4利用梯形原理将其固定在快速布放基座4内；支撑结构5内部安装快速布放驱动系统3；五自由度云台6安装在支撑结构5底部，水下成像装置7安装在五自由度云台6上方；供电及传输系统8、成像及记录系统2安装在船体上方，与水下测量部分通过数据线连接。
所述水上操作控制系统1由操作手柄、开关/复位按键、旋钮组成，操作手柄用于控制水下摄像头拍摄角度，开关/复位按键用于开关电源及复位云台初始姿态，旋钮负责控制水下照明灯亮度及角度。
所述的快速布放驱动系统3由绞车、钢丝绳、吊环螺钉组成；吊环螺钉上方与钢丝绳连接，下部拧固在重块9内部，钢丝绳放绳，重块9通过重力牵引支撑结构伸长，钢丝绳收绳，牵引重块9带动支撑结构5回缩。吊环螺钉与钢丝绳、重块组合方式，扫描装置实现快速布放。
所述快速布放基座4整体为“回”字形箱型结构，内廓为倒梯形，通过螺栓连接方式固定在船舷侧壁；支撑结构5内外廓均为倒梯形，安装时仅需要将其插入快速布放基座4，利用梯形原理即可将其固定的快速布放基座4内。
所述五自由度云台6安装在支撑结构5底部，由5个旋转轴11、13、14、15、17及云台结构16组成，可以为水下成像装置提供三个可控转动自由度的支撑，并为水下照明灯提供额外两个可调自由度支撑。
附图说明
图1是本发明正面图。
图2是本发明俯视图。
图3是本发明A-A剖视图。
图4是本发明工作下放图。
图5是本发明水下成像装置图。
图中：1、水上操作控制系统；2、成像及记录系统；3、快速布放驱动系统；4、快速布放基座；5、支撑结构；6、五自由度云台；7、水下成像装置；8、供电及传输系统；9、重块；10、水下摄像头；11、摄像头X向旋转轴；12、水下照明灯；13、照明灯X向旋转轴；14、照明灯Y向旋转轴；15、云台Z向旋转轴；16、云台结构；17、云台Y向旋转轴；18、船体。
具体实施方式
参见图1至图5，本发明的工作原理及运动过程如下：
扫描设施处于非工作状态时分模块存储，即分为水上操作控制模块、成像及记录模块、快速布放驱动模块、支撑结构模块，水下成像模块、快速布放基座模块；其中水上操作控制模块，由水上操作控制系统1、供电及传输系统8构成；成像及记录模块，由成像及记录系统2组成；快速布放驱动模块，由快速布放驱动系统3组成，支撑结构模块，由支撑结构5、重块9组成；水下成像模块由五自由度云台6、水下成像装置7、水下摄像头10、摄像头X向旋转轴11、水下照明灯12、照明灯X向旋转轴13、照明灯Y向旋转轴14、云台Z向旋转轴15、云台结构16、云台Y向旋转轴17组成。
安装时船舷附近焊接两根开设螺栓孔角钢，快速布放基座4放置在角钢上方，并通过螺栓连接，即实现扫描设施在船侧安装固定。
将组装的扫描设施插入快速布放基座4，利用倒梯形原理，实现扫描设施在快速布放基座4内固定。
连接水上操作控制模块、成像及记录模块、水下成像模块之间线缆，用钢丝绳及吊环螺钉连接快速布放驱动模块与支撑结构模块，连接支撑结构模块与水下成像模块之间四颗螺栓即实现扫描设施组装。
根据需要下放深度，释放快速布放驱动系统3钢丝绳，利用重块9自身重力，驱动支撑结构5向下伸长，将水下成像装置7下放至所需工作深度，利用支撑结构5自身梯形构造，实现扫描设施周向固定。
操控水上操作控制系统1，调整水下摄像头10俯仰、偏转、横滚3个方向角度，确保水下摄像头对正所需拍摄目标，调整水下照明灯12俯仰、偏转角度以及照明亮度，确保水下成像清晰。
通过成像及记录系统2，读取并存储记录船舶水下拖带物信息。
扫描工作完成后，驱动快速布放驱动系统3收紧钢丝绳，将支撑结构5提升回收，支撑结构5收缩至最短后，与快速布放基座4一起从船体卸下，将扫描设施按照模块拆解、存储。
Claims (1)
1.一种快速布放五自由度水下船体拖带物扫描设施，主要由水上操作控制系统、成像及记录系统、快速布放驱动系统、快速布放基座、支撑结构、五自由度云台、水下成像装置、供电及传输系统、重块组成，其特征在于：快速布放基座通过螺栓连接固定在船舷侧壁，支撑结构安装时插入快速布放基座利用梯形原理固定在快速布放基座内，支撑结构内部安装快速布放驱动系统，五自由度云台安装在支撑结构底部，水下成像装置安装在五自由度云台上方，供电及传输系统、成像及记录系统安装在船体上方，与水下成像装置通过数据线连接；快速布放基座整体为“回”字形，内廓为倒梯形，通过螺栓连接固定在船舷侧壁，支撑结构内外廓均为倒梯形，安装时将其插入快速布放基座，利用梯形原理将其固定在快速布放基座内；快速布放驱动系统由绞车、钢丝绳、吊环螺钉组成；吊环螺钉上方与钢丝绳连接，下部拧固在重块内部，钢丝绳放绳，重块重力牵引支撑结构伸长，钢丝绳收绳，牵引重块带动支撑结构回缩，吊环螺钉与钢丝绳、重块组合作用，扫描装置实现快速布放；五自由度云台安装在支撑结构底部，由五个旋转轴及云台结构组成，其中五个旋转轴分别为摄像头X向旋转轴、照明灯X向旋转轴、照明灯Y向旋转轴、云台Z向旋转轴、云台Y向旋转轴，可以为水下摄像机提供可控三个转动自由度的支撑，并为水下照明灯提供额外两个可调自由度支撑。
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