CN112595857A - 一种h-adcp下潜运载系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种H‑ADCP下潜运载系统，电气传动系统包括设备支架，所述设备支架上安装有电控柜，电控柜控制安装在设备支架上的传动电机，传动电机与传动齿轮相连接并驱动传动齿轮，所述下潜运载轨道一端安装在设备支架上，另一端伸入到水底河床；所述下潜运载轨道包括轨道外壳，在轨道外壳的上表面开设有滑槽，所述运载小车安装在轨道外壳形成的腔体内；所述运载小车上连接有传动链条，传动链条被传动齿轮带动从而拖动运载小车沿轨道外壳上下运动，所述运载小车的上部设置有穿出滑槽的连接板，连接板的顶端设置有安装板；所述H‑ADCP固定安装在安装板上并随着运载小车沿轨道外壳上下运动。本发明实现H‑ADCP安全可靠运行到目标水深位置，完成河道断面流量测量。

Description

一种H-ADCP下潜运载系统
技术领域
本发明涉及河道流量测量技术领域，具体是一种H-ADCP下潜运载系统。
背景技术
H-ADCP是水平式声学多普勒剖面流速仪的简称，是当今水文行业河道断面流量监测的主流仪器之一，它通过测量河道断面一个水平层或者多个水平层的流速分布，结合断面过水面积，推算断面流量。早期H-ADCP一直采用固定安装方式，只能测量固定层的流速分布，当河道水位发生变化后，通过固定层的流速分布推算断面流量比较困难，误差较大，迫切需要根据水位涨落情况动态调整H-ADCP测层位置。一些水文从业者根据实际需要，设计了简易的倾斜式H-ADCP轨道，手工通过钢丝绳拖动H-ADCP运行到轨道特定位置，实现流速测量，此法方式落后，测量人员必须要到测流断面现场操控仪器，有时电缆、钢丝绳H-ADCP上经常挂一些漂浮物，导致H-ADCP在轨道上卡死，或者通信电缆被挂断，有时受水力冲击H-ADCP晃动厉害，横摇和纵摇明显偏离正常值，测量误差很大，已经不能满足当前流量在线监测的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种H-ADCP下潜运载系统，实现H-ADCP安全可靠运行到目标水深位置，完成河道断面流量测量。
本发明的技术方案：
一种H-ADCP下潜运载系统，包括电气传动系统、下潜运载轨道、运载小车以及H-ADCP，
所述电气传动系统包括设备支架，所述设备支架上安装有电控柜，电控柜控制安装在设备支架上的传动电机，传动电机与传动齿轮相连接并驱动传动齿轮，所述下潜运载轨道一端安装在设备支架上，另一端伸入到水底河床；
所述下潜运载轨道包括轨道外壳，在轨道外壳的上表面开设有滑槽，所述运载小车安装在轨道外壳形成的腔体内；
所述运载小车上连接有传动链条，传动链条被传动齿轮带动从而拖动运载小车沿轨道外壳上下运动，所述运载小车的上部设置有穿出滑槽的连接板，连接板的顶端设置有安装板；
所述H-ADCP固定安装在安装板上并随着运载小车沿轨道外壳上下运动。
所述电气传动系统还包括在手动摇柄、线缆收放装置以及触摸屏装置，所述手动摇柄与传动齿轮连接，用以在断电时通过操作手动摇柄带动传动齿轮转动，所述线缆收放装置与电控柜相连，线缆收放装置上缠绕有测量线缆，所述测量线缆一端连接电控柜，另一端穿过轨道外壳的腔体与H-ADCP相连，所述触摸屏装置连接电控柜内设置的控制器。
所述下潜运载轨道的滑槽两侧安装有密封橡胶条，所述两侧的密封橡胶条紧挨在一起，所述轨道外壳腔体内的下端设置有用以实现运载小车向下运动的导向齿轮，在轨道外壳的底端安装有轨道支托，在轨道外壳的顶端安装有转轴，所述下潜运载轨道通过转轴实现倾斜角度的调整，所述轨道外壳的迎水面和背水面设置成能够减少阻力的圆弧形。
所述轨道支托包括将支托底板，在支托底板上安装“M”形支托架，枕梁搁在“M”形支托架的凹槽部位，在枕梁的末端设有“门”形挂孔。
所述轨道外壳的下端开设有排泥排沙孔。
所述运载小车包括车体，在车体的左右两侧分别安装有侧边滚轮，在在车体的前后两端的下方设置有端部滚轮，所述侧边滚轮和端部滚轮紧贴轨道外壳的内侧壁，从而确保运载小车不会产生晃动，所述车体的前后两端设置有用以连接传动链条的链条安装座。
所述连接板设置在车体的中间位置，连接板的前后两端设置成刃口状，在连接板的顶端固定连接有支撑板，所述支撑板的上表面设置有支撑座，所述支撑座与安装板的固定端铰连接，所述安装板的活动端下方安装调节板，所述调节板中心开设调节槽，通过调整调节板从而实现安装板的倾斜角度可调节，确保H-ADCP发射的声波束与水平面保持平行。
所述电控柜的上方还安装有太阳能电池板、避雷针以及风力发电机，所述轨道外壳的上表面还设置有用以读取水位的观读水尺。
所述轨道外壳的外侧壁上还焊接有测量管，所述测量管内安装有压力液位计，在测量管的下端设置滤网挡板，所述测量管的上端开口从而方便压力液位计的导线穿出后连接到控制柜。
所述下潜运载轨道的下方还安装有支撑桩。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)H-ADCP下潜运载系统依靠电机拖动，既可以现场程序控制，也可以远程无线控制，省时省力；
2)H-ADCP下潜运载系统的运载小车、链条、电缆等部件在轨道腔体内部，几乎不受漂浮物的影响；不存在小车在轨道上卡死的情况，运行更加安全可靠。
3)运载小车配备滚轮，安装结构巧妙，运载轨道上滑槽上配备有密封条，轨道水下末端开有排沙孔，可以有效避免泥沙淤积对系统运行的影响；
4)运载小车的连接板的前后两端设置成刃口状，具有一定的清障功能，当轨道外表面挂有漂浮物运行遇阻时可以切断漂浮物。
5)传动齿轮的齿轮轴上有轴编码器，可以精确定位H-ADCP下潜深度；轨道表面有人工观读水尺，背水面安装有压力水位计，可以精确测量河道水位，可以确保流量测算更加精准；
7)传动电机配备涡轮蜗杆减速机，具有停机自动锁定功能，系统更加稳固；
8)检修便捷，系统配备有手动摇柄，在电力不足或者电器设备故障时可以手动操作，轨道上端配备有支撑轴承，轨道下端配有“门”形挂孔，检修方便。
附图说明
图1是本发明的整体结构侧面示意图。
图2是本发明的整体结构正面示意图。
图3是本发明的电气传动系统结构示意图。
图4是本发明的下潜运载轨道下部结构示意图。
图5是本发明的下潜运载轨道上部结构示意图。
图6是本发明的下潜运载轨道横截面结构示意图。
图7是本发明的运载小车正面结构示意图。
图8是本发明的运载小车俯视结构示意图。
图9是本发明的运载小车右视结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
如图1-图9所示，一种H-ADCP下潜运载系统，包括电气传动系统1、下潜运载轨道2、运载小车3以及H-ADCP4，
所述电气传动系统1包括设备支架10，所述设备支架10上安装有电控柜11，电控柜11控制安装在设备支架10上的传动电机13，传动电机13与传动齿轮12相连接并驱动传动齿轮12，所述下潜运载轨道2一端安装在设备支架10上，另一端伸入到水底河床；传动齿轮12的齿轮轴安装有轴编码器，可以准确定位H-ADCP在轨道上的位置。
所述下潜运载轨道2包括轨道外壳20，在轨道外壳20的上表面开设有滑槽21，所述运载小车3安装在轨道外壳20形成的腔体内；
所述运载小车3上连接有传动链条25，传动链条25被传动齿轮12带动从而拖动运载小车3沿轨道外壳20上下运动，所述运载小车3的上部设置有穿出滑槽21的连接板34，连接板34的顶端设置有安装板38；
所述H-ADCP4固定安装在安装板38上并随着运载小车3沿轨道外壳20上下运动。
如图3所示，所述电气传动系统1还包括在手动摇柄14、线缆收放装置15以及触摸屏装置16，所述手动摇柄14与传动齿轮12连接，用以在断电时通过操作手动摇柄14带动传动齿轮12转动，所述线缆收放装置15与电控柜11相连，线缆收放装置15上缠绕有测量线缆26，用以确保任何时刻测量线缆都保持顺直绷紧状态。所述测量线缆26一端连接电控柜11，另一端穿过轨道外壳20的腔体与H-ADCP4相连，所述触摸屏装置16连接电控柜11内设置的控制器。所述电控柜11的上方还安装有太阳能电池板17、避雷针18以及风力发电机19。
如图4-图6所示，所述下潜运载轨道2的滑槽21两侧安装有密封橡胶条27，所述两侧的密封橡胶条27紧挨在一起，所述轨道外壳20腔体内的下端设置有用以实现运载小车3向下运动的导向齿轮23，在轨道外壳20的底端安装有轨道支托24，在轨道外壳20的顶端安装有转轴29，所述下潜运载轨道2通过转轴29实现倾斜角度的调整，为了便于运载小车3的运行，下潜运载轨道2与河床平面的夹角为40度。所述轨道外壳20的迎水面和背水面设置成能够减少阻力的圆弧形。所述轨道外壳20的上表面还设置有用以读取水位的观读水尺22。观读水尺22通过激光刻画，观读水尺22幅面宽度为10cm，分辨率为1cm，并标注有醒目的观读数字和“E”字形刻度，刻度为红色，数字为蓝色。
所述轨道外壳20的背水面外侧壁上还焊接有测量管6，所述测量管内安装有压力液位计60，在测量管60的下端设置滤网挡板61，所述测量管6的上端开口从而方便压力液位计60的导线穿出后连接到控制柜11。测量管6采用内径为50mm的不锈钢管，滤网挡板61孔间距10mm，孔径4mm。
如图4所示，所述轨道支托24包括将支托底板240，在支托底板240上安装“M”形支托架241，枕梁242搁在“M”形支托架241的凹槽部位，在枕梁242的末端设有“门”形挂孔243。
如图6所示，所述轨道外壳20的下端开设有排泥排沙孔28。排泥排沙孔28为长30cm，宽5cm的矩形孔。
如图7-图9所示，所述运载小车3包括车体30，在车体30的左右两侧分别安装有侧边滚轮31，在在车体30的前后两端的下方设置有端部滚轮32，所述侧边滚轮31和端部滚轮32紧贴轨道外壳20的内侧壁，从而确保运载小车3不会产生晃动，所述车体30的前后两端设置有用以连接传动链条25的链条安装座33。
所述连接板34设置在车体30的中间位置，连接板34的前后两端设置成刃口状，在连接板34的顶端固定连接有支撑板35，所述支撑板35的上表面设置有支撑座36，所述支撑座36与安装板38的固定端铰连接，所述安装板38的活动端下方安装调节板37，所述调节板37中心开设调节槽，通过调整调节板37从而实现安装板38的倾斜角度可调节，确保H-ADCP发射的声波束与水平面保持平行。连接板34截面为扁平的菱形，连接板34的前后两端上下运行方向为设置成刃口状，运动时可以切断挂在轨道上的漂浮物。
所述下潜运载轨道2的下方还安装有支撑桩5。支撑桩5能够在下潜运载轨道2长度过长时对其进行支撑，确保下潜运载轨道2的稳定性。下潜运载轨道2的两个末端设有限位感应开关，运载小车运行到上部限位开关和下部限位开关的位置，拖动小车的传动电机停止运动，保证电气传动系统运行安全。传动电机13配备涡轮蜗杆减速机，当电力不足或者电机停止后，运载系统可以驻停在原位置保持不动。
滑槽21的宽度为2cm，滑槽21两侧的密封橡胶条仅当小车顶部连接板通过时才会被撑开。
配备了人工和自动两套拖动方法，当电力充足，电气部件无异常，基于控制器进行自动控制；当电气部件故障时，可以用手动摇柄拖动小车运动到目的位置。
配备触屏和无线远程控制两套驱动方法，可以在现场人工点击触屏驱动运载小车移动到期望位置，也可以无线远程控制运载小车运动到期望位置。
使用时，控制器先通过压力水位计获取当前水位，然后结合内部算法确定H-ADCP下潜深度，最后驱动电机拖动运载小车将H-ADCP移动到预定深度，实现特定深度位置的流速测量。
本发明既可以现场程序控制，也可以远程无线控制，省时省力；H-ADCP下潜运载系统的运载小车、链条、电缆等部件在轨道腔体内部，几乎不受漂浮物的影响；不存在小车在轨道上卡死的情况，运行更加安全可靠。运载小车配备滚轮，安装结构巧妙，运载轨道上滑槽上配备有密封条，轨道水下末端开有排沙孔，可以有效避免泥沙淤积对系统运行的影响；轨道表面有人工观读水尺，背水面安装有压力水位计，可以精确测量河道水位，可以确保流量测算更加精准；检修便捷，系统配备有手动摇柄，在电力不足或者电器设备故障时可以手动操作，轨道上端配备有支撑轴承，轨道下端配有“门”形挂孔，检修方便。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种H-ADCP下潜运载系统，其特征在于，包括电气传动系统(1)、下潜运载轨道(2)、运载小车(3)以及H-ADCP(4)，
所述电气传动系统(1)包括设备支架(10)，所述设备支架(10)上安装有电控柜(11)，电控柜(11)控制安装在设备支架(10)上的传动电机(13)，传动电机(13)与传动齿轮(12)相连接并驱动传动齿轮(12)，所述下潜运载轨道(2)一端安装在设备支架(10)上，另一端伸入到水底河床；
所述下潜运载轨道(2)包括轨道外壳(20)，在轨道外壳(20)的上表面开设有滑槽(21)，所述运载小车(3)安装在轨道外壳(20)形成的腔体内；
所述运载小车(3)上连接有传动链条(25)，传动链条(25)被传动齿轮(12)带动从而拖动运载小车(3)沿轨道外壳(20)上下运动，所述运载小车(3)的上部设置有穿出滑槽(21)的连接板(34)，连接板(34)的顶端设置有安装板(38)；
所述H-ADCP(4)固定安装在安装板(38)上并随着运载小车(3)沿轨道外壳(20)上下运动。
2.根据权利要求1所述的一种H-ADCP下潜运载系统，其特征在于，所述电气传动系统(1)还包括在手动摇柄(14)、线缆收放装置(15)以及触摸屏装置(16)，所述手动摇柄(14)与传动齿轮(12)连接，用以在断电时通过操作手动摇柄(14)带动传动齿轮(12)转动，传动齿轮(12)的齿轮轴安装有轴编码器，用以准确定位H-ADCP在轨道上的位置，所述线缆收放装置(15)与电控柜(11)相连，线缆收放装置(15)上缠绕有测量线缆(26)，所述测量线缆(26)一端连接电控柜(11)，另一端穿过轨道外壳(20)的腔体与H-ADCP(4)相连，所述触摸屏装置(16)连接电控柜(11)内设置的控制器。
3.根据权利要求1所述的一种H-ADCP下潜运载系统，其特征在于，所述下潜运载轨道(2)的滑槽(21)两侧安装有密封橡胶条(27)，所述两侧的密封橡胶条(27)紧挨在一起，所述轨道外壳(20)腔体内的下端设置有用以实现运载小车(3)向下运动的导向齿轮(23)，在轨道外壳(20)的底端安装有轨道支托(24)，在轨道外壳(20)的顶端安装有转轴(29)，所述下潜运载轨道(2)通过转轴(29)实现倾斜角度的调整，所述轨道外壳(20)的迎水面和背水面设置成能够减少阻力的圆弧形。
4.根据权利要求3所述的一种H-ADCP下潜运载系统，其特征在于，所述轨道支托(24)包括将支托底板(240)，在支托底板(240)上安装“M”形支托架(241)，枕梁(242)搁在“M”形支托架(241)的凹槽部位，在枕梁(242)的末端设有“门”形挂孔(243)。
5.根据权利要求1所述的一种H-ADCP下潜运载系统，其特征在于，所述轨道外壳(20)的下端开设有排泥排沙孔(28)。
6.根据权利要求1所述的一种H-ADCP下潜运载系统，其特征在于，所述运载小车(3)包括车体(30)，在车体(30)的左右两侧分别安装有侧边滚轮(31)，在在车体(30)的前后两端的下方设置有端部滚轮(32)，所述侧边滚轮(31)和端部滚轮(32)紧贴轨道外壳(20)的内侧壁，从而确保运载小车(3)不会产生晃动，所述车体(30)的前后两端设置有用以连接传动链条(25)的链条安装座(33)。
7.根据权利要求6所述的一种H-ADCP下潜运载系统，其特征在于，所述连接板(34)设置在车体(30)的中间位置，连接板(34)的前后两端设置成刃口状，在连接板(34)的顶端固定连接有支撑板(35)，所述支撑板(35)的上表面设置有支撑座(36)，所述支撑座(36)与安装板(38)的固定端铰连接，所述安装板(38)的活动端下方安装调节板(37)，所述调节板(37)中心开设调节槽，通过调整调节板(37)从而实现安装板(38)的倾斜角度可调节，确保H-ADCP发射的声波束与水平面保持平行。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种H-ADCP下潜运载系统，其特征在于，所述电控柜(11)的上方还安装有太阳能电池板(17)、避雷针(18)以及风力发电机(19)，所述轨道外壳(20)的上表面还设置有用以读取水位的观读水尺(22)。
9.根据权利要求1-7任一所述的一种H-ADCP下潜运载系统，其特征在于，所述轨道外壳(20)的外侧壁上还焊接有测量管(6)，所述测量管内安装有压力液位计(60)，在测量管(60)的下端设置滤网挡板(61)，所述测量管(6)的上端开口从而方便压力液位计(60)的导线穿出后连接到控制柜(11)。
10.根据权利要求1-7任一所述的一种H-ADCP下潜运载系统，其特征在于，所述下潜运载轨道(2)的下方还安装有支撑桩(5)。
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