CN114320723A

CN114320723A - 一种海洋工程测绘用水上测绘装置

Info

Publication number: CN114320723A
Application number: CN202210243969.6A
Authority: CN
Inventors: 崔守波; 杨帆; 刘扬胜
Original assignee: Shandong Institute of Geological Surveying and Mapping
Current assignee: Shandong Institute of Geological Surveying and Mapping
Priority date: 2022-03-14
Filing date: 2022-03-14
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2042-03-14
Also published as: CN114320723B

Abstract

本发明公开了一种海洋工程测绘用水上测绘装置，包括主体框架、驱动控制器、波浪能吸收臂、浮板、太阳能电池和避障传感器，所述连接板下方连接有连接条，且连接条下方安装有声呐测深仪，所述连接板上方连接有支撑杆，且支撑杆上安装有RTK接收机，所述浮板上开设有凹槽，且浮板安装有太阳能电池。该海洋工程测绘用水上测绘装置，在浮板的顶面设置太阳能电池，通过太阳能电池的光伏效应收集清洁能源之后对电池仓内部的电池进行充电，配合波浪能吸收臂使得装置在海中作业的时候能够充分的吸收清洁能源来增加装置的续航能力，从而实现长时间的作业，无需人工频繁的进行打捞更换供电设备，使得测量成果成本降低的同时增加了装置的工作效率。

Description

一种海洋工程测绘用水上测绘装置

技术领域

本发明涉及海洋测绘技术领域，具体为一种海洋工程测绘用水上测绘装置。

背景技术

海洋测绘是一门对海洋表面及海底形状和性质参数进行准确测定和描述的科学。海洋表面及海底的形状和性质是与大陆以及海水的特性和动力学有关的，这些参数包括水深、地质、地球物理、潮汐、海流、波浪和其他一些海水的物理特性。海洋测绘是指海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制工作。一切海洋活动，无论是经济、军事还是科学研究，都需要海洋测绘提供不同种类的海洋地理信息要素、数据和基础图件。主要包括海道测量、海洋大地测量、海底地形测量、海洋专题测量，以及航海图、海底地形图、各种海洋专题图和海洋图集等的编制。

市面上用于海洋测绘的设备各式各样，现有的设备由于技术相对的不完善，已经无法满足人们的需求了，目前的海洋测绘装备往往采用无人艇搭载检测装备在海上进行监测和测绘。但是由于海面宽广，无人艇的续航能力受到了大大的限制，无法实现自主长时间作业，需要人工进行打捞更换供电设备后再次进行作业，这种方式大大的降低了测绘作业的效率，并且使得测绘成果的成本大大的增加。所以我们提出了一种海洋工程测绘用水上测绘装置，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海洋工程测绘用水上测绘装置，以解决上述背景技术提出的目前的海洋测绘装备往往采用无人艇搭载检测装备在海上进行监测和测绘。但是由于海面宽广，无人艇的续航能力受到了大大的限制，无法实现自主长时间作业，需要人工进行打捞更换供电设备后再次进行作业，这种方式大大的降低了测绘作业的效率，并且使得测绘成果的成本大大的增加的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海洋工程测绘用水上测绘装置，包括主体框架、驱动控制器、波浪能吸收臂、浮板、太阳能电池和避障传感器，所述主体框架下方安装有轮缘推进器，且主体框架上方设置有通讯天线，所述主体框架头部开设有置放框架，且置放框架内部安装有数据采集处理主机，所述置放框架内部设置有无线数据传输模组，且置放框架上安装有密封盖板，所述主体框架内部设置有配重块，且主体框架内部开设有电池仓，所述电池仓内部安装有第一锂电池，且电池仓内部设置有第二锂电池，所述主体框架内部安装有驱动控制器，且主体框架上开设有开槽，所述开槽上安装有限位块，且限位块上设置有连接板，所述连接板下方连接有连接条，且连接条下方安装有声呐测深仪，所述连接板上方连接有支撑杆，且支撑杆上安装有RTK接收机，所述连接板上设置有把手，所述波浪能吸收臂上开设有壳体框架，且壳体框架上安装有转轴，所述转轴上设置有轴密封，且转轴上安装有单向轴承，所述单向轴承上设置有第一齿轮，且第一齿轮上啮合有第二齿轮，所述第二齿轮上安装有传动轴，且传动轴上设置有轴连接器，所述轴连接器另一端安装有变速箱，且变速箱另一端设置有输出轴，所述输出轴上安装有第一伞状齿，且第一伞状齿齿面啮合有第二伞状齿，所述第二伞状齿上连接有发电机，所述壳体框架内部安装有充电控制器，所述转轴上连接有第一连接块，且第一连接块上设置有主体框架，所述转轴上连接有第二连接块，且第二连接块上设置有浮板，所述浮板上开设有凹槽，且浮板安装有太阳能电池，所述浮板上设置有摄像头，所述主体框架前后设置有避障传感器。

优选的，所述轮缘推进器在主体框架下方左右对称设置两组，且主体框架全身呈流线形设置。

优选的，所述开槽在主体框架上呈上下贯通状，且限位块在开槽上为固定连接，并且限位块中间呈中空状设置。

优选的，所述连接板在限位块上的安装方式为螺栓连接，且连接条和声呐测深仪在连接板上的安装方式为可拆卸安装，并且声呐测深仪位于开槽的底部。

优选的，所述波浪能吸收臂在主体框架上均匀分布有四组，且波浪能吸收臂通过转轴和第一连接块两者与主体框架相连接，并且转轴和第一连接块之间的连接方式为固定连接。

优选的，所述转轴与壳体框架之间的连接方式为轴承连接，且转轴通过轴密封与壳体框架之间构成密封连接，并且转轴在壳体框架两端设置两组。

优选的，所述传动轴通过轴连接器与变速箱相连接，且传动轴与壳体框架之间的连接方式为轴承连接。

优选的，所述浮板通过转轴和第二连接块与波浪能吸收臂相连接，且转轴和第二连接块之间的连接方式为固定连接，并且波浪能吸收臂位于凹槽内部。

优选的，所述浮板的前端底面和后端底面均呈弧形设置，且太阳能电池在浮板上为嵌入式安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该海洋工程测绘用水上测绘装置：

（1）设置有波浪能吸收臂和浮板，当艇体在海面上受到波浪的影响时，主体框架和浮板之间起伏错位，此时作为主体框架和浮板之间连接臂的波浪能吸收臂受到牵引拉伸力的作用，配合内部传动使得发电机构将动能转化成电能。最终通过充电控制器将电能输送至电池仓中的锂电池中进行储存，并且在主体框架的四角分布四组浮板和波浪能吸收臂，能够最大程度的吸收波浪的能量；

（2）设置有太阳能电池，在浮板的顶面设置太阳能电池，通过太阳能电池的光伏效应收集清洁能源之后对电池仓内部的电池进行充电，配合波浪能吸收臂使得装置在海中作业的时候能够充分的吸收清洁能源来增加装置的续航能力，从而实现长时间的作业，无需人工频繁的进行打捞更换供电设备，大大的减少了人工成本，使得测量成果成本降低的同时增加了装置的工作效率；

（3）连接板和限位块，连接板和限位块之间为可拆卸安装，这种方式实现在对艇体底部的测量设备进行安装的时候更加的便捷，可以将测量设备安装至连接板上后将连接板嵌入至开槽中通过螺栓进行固定，并且可在连接板上下安装不同的测量设备进行监测和测量，从而使得装置在实际应用中的应用范围更加的广泛，能够适用于不同的工况。

附图说明

图1为本发明一种海洋工程测绘用水上测绘装置主体结构示意图；

图2为本发明一种海洋工程测绘用水上测绘装置仰视结构示意图；

图3为本发明一种海洋工程测绘用水上测绘装置主视结构示意图；

图4为本发明一种海洋工程测绘用水上测绘装置主视剖视结构示意图；

图5为本发明一种海洋工程测绘用水上测绘装置侧视剖视结构示意图；

图6为本发明一种海洋工程测绘用水上测绘装置图1中A处结构示意图。

图中：1、主体框架；2、轮缘推进器；3、通讯天线；4、置放框架；5、数据采集处理主机；6、无线数据传输模组；7、密封盖板；8、配重块；9、电池仓；10、第一锂电池；11、第二锂电池；12、驱动控制器；13、开槽；14、限位块；15、连接板；16、连接条；17、声呐测深仪；18、支撑杆；19、RTK接收机；20、把手；21、波浪能吸收臂；2101、壳体框架；2102、转轴；2103、轴密封；2104、单向轴承；2105、第一齿轮；2106、第二齿轮；2107、传动轴；2108、轴连接器；2109、变速箱；2110、输出轴；2111、第一伞状齿；2112、第二伞状齿；2113、发电机；2114、充电控制器；22、第一连接块；23、第二连接块；24、浮板；25、凹槽；26、太阳能电池；27、摄像头；28、避障传感器。

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。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种海洋工程测绘用水上测绘装置，包括主体框架1、轮缘推进器2、通讯天线3、置放框架4、数据采集处理主机5、无线数据传输模组6、密封盖板7、配重块8、电池仓9、第一锂电池10、第二锂电池11、驱动控制器12、开槽13、限位块14、连接板15、连接条16、声呐测深仪17、支撑杆18、RTK接收机19、把手20、波浪能吸收臂21、壳体框架2101、转轴2102、轴密封2103、单向轴承2104、第一齿轮2105、第二齿轮2106、传动轴2107、轴连接器2108、变速箱2109、输出轴2110、第一伞状齿2111、第二伞状齿2112、发电机2113、充电控制器2114、第一连接块22、第二连接块23、浮板24、凹槽25、太阳能电池26、摄像头27和避障传感器28，主体框架1下方安装有轮缘推进器2，且主体框架1上方设置有通讯天线3，主体框架1头部开设有置放框架4，且置放框架4内部安装有数据采集处理主机5，置放框架4内部设置有无线数据传输模组6，且置放框架4上安装有密封盖板7，主体框架1内部设置有配重块8，且主体框架1内部开设有电池仓9，电池仓9内部安装有第一锂电池10，且电池仓9内部设置有第二锂电池11，主体框架1内部安装有驱动控制器12，且主体框架1上开设有开槽13，开槽13上安装有限位块14，且限位块14上设置有连接板15，连接板15下方连接有连接条16，且连接条16下方安装有声呐测深仪17，连接板15上方连接有支撑杆18，且支撑杆18上安装有RTK接收机19，连接板15上设置有把手20，波浪能吸收臂21上开设有壳体框架2101，且壳体框架2101上安装有转轴2102，转轴2102上设置有轴密封2103，且转轴2102上安装有单向轴承2104，单向轴承2104上设置有第一齿轮2105，且第一齿轮2105上啮合有第二齿轮2106，第二齿轮2106上安装有传动轴2107，且传动轴2107上设置有轴连接器2108，轴连接器2108另一端安装有变速箱2109，且变速箱2109另一端设置有输出轴2110，输出轴2110上安装有第一伞状齿2111，且第一伞状齿2111齿面啮合有第二伞状齿2112，第二伞状齿2112上连接有发电机2113，壳体框架2101内部安装有充电控制器2114，转轴2102上连接有第一连接块22，且第一连接块22上设置有主体框架1，转轴2102上连接有第二连接块23，且第二连接块23上设置有浮板24，浮板24上开设有凹槽25，且浮板24安装有太阳能电池26，浮板24上设置有摄像头27，主体框架1前后设置有避障传感器28。

轮缘推进器2在主体框架1下方左右对称设置两组，且主体框架1全身呈流线形设置，从而实现对主体框架1的推进，使得装置更加的合理。

开槽13在主体框架1上呈上下贯通状，且限位块14在开槽13上为固定连接，并且限位块14中间呈中空状设置，实现可拆卸安装，能够方便对测量设备的安装。

连接板15在限位块14上的安装方式为螺栓连接，且连接条16和声呐测深仪17在连接板15上的安装方式为可拆卸安装，并且声呐测深仪17位于开槽13的底部，从而能够实现在连接板15上安装不同的测量设备，使得装置能够应用在不同的工况中。

波浪能吸收臂21在主体框架1上均匀分布有四组，且波浪能吸收臂21通过转轴2102和第一连接块22两者与主体框架1相连接，并且转轴2102和第一连接块22之间的连接方式为固定连接，实现对波浪能的收集，从而增加装置在海中作业的续航能力。

转轴2102与壳体框架2101之间的连接方式为轴承连接，且转轴2102通过轴密封2103与壳体框架2101之间构成密封连接，并且转轴2102在壳体框架2101两端设置两组，实现将动能转化为电能的功能。

传动轴2107通过轴连接器2108与变速箱2109相连接，且传动轴2107与壳体框架2101之间的连接方式为轴承连接。

浮板24通过转轴2102和第二连接块23与波浪能吸收臂21相连接，且转轴2102和第二连接块23之间的连接方式为固定连接，并且波浪能吸收臂21位于凹槽25内部。

浮板24的前端底面和后端底面均呈弧形设置，且太阳能电池26在浮板24上为嵌入式安装，通过太阳能电池26进行发电，从而能够实现增加装置在作业时的续航能力，使得装置更加的实用。

本实施例的工作原理：在使用该海洋工程测绘用水上测绘装置时，首先，将连接条16和声呐测深仪17安装至连接板15下方，之后将支撑杆18和RTK接收机19安装至连接板15的上方。接着提拉连接板15上的把手20将连接板15嵌入安装至限位块14上，并且通过螺栓进行固定。安装完成之后将主体框架1放置到作业水域中，通过驱动控制器12控制轮缘推进器2对主体框架1进行推进。

在行驶的过程中启动摄像头27、RTK接收机19和声呐测深仪17配合基准站和卫星信号来对测绘海域进行监测，并且将监测数据通过数据采集处理主机5进行处理储存。同时可通过无线数据传输模组6配合通讯天线3将数据传输至通讯浮标或者母船的基准站主机中。采用载波相位的实时差分定位技术进行测量大大的增加了装置的测量精度，相对于GNSS技术的采集更精确，使得测量成果更加的精准和高效。

然后在行驶的过程中主体框架1和浮板24受到了海浪的反作用力下，出现主体框架1和浮板24之间起伏错位的状态，此时作为连接臂的波浪能吸收臂21受到牵引拉伸力的作用，使得波浪能吸收臂21在浮板24和主体框架1之间呈不规则翻转的状态，并且此时壳体框架2101两端的第一齿轮2105受到单向轴承2104的单向结构影响在第一连接块22上的转轴2102以及第二连接块23的转轴2102上保持不转动，同时与第一齿轮2105啮合的第二齿轮2106带动传动轴2107旋转，之后通过变速箱2109将转速放大，并且通过输出轴2110配合第一伞状齿2111和第二伞状齿2112的传动使得发电机2113进行发电，将吸收的动能转化成电能。最终通过充电控制器2114将转化的电能传输至电池仓9内部的第一锂电池10或者第二锂电池11中。在波浪能吸收臂21复位反向翻转的时候单向轴承2104的单向结构解除，第一齿轮2105实现与转轴2102轴承连接的状态。由于波浪能呈不规则状态，浮板24在主体框架1周围分开分布四组，从而能够最大程度的收集不同的波浪能进行转化。

随后在浮板24上分布了太阳能电池26，通过光伏效应转化电能后使用充电控制器2114将电能充进电池仓9内部的第一锂电池10或第二锂电池11中，从而实现增加装置的续航能力。最后通过驱动控制器12来进行第一锂电池10和第二锂电池11的转换，在第一锂电池10进行充电的时候采用第二锂电池11当作供电设备进行使用，反之第二锂电池11进行充电的时候第一锂电池10进行供电。这就是整个工作流程。且本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种海洋工程测绘用水上测绘装置，包括主体框架（1）、驱动控制器（12）、波浪能吸收臂（21）、浮板（24）、太阳能电池（26）和避障传感器（28），其特征在于：所述主体框架（1）下方安装有轮缘推进器（2），且主体框架（1）上方设置有通讯天线（3），所述主体框架（1）头部开设有置放框架（4），且置放框架（4）内部安装有数据采集处理主机（5），所述置放框架（4）内部设置有无线数据传输模组（6），且置放框架（4）上安装有密封盖板（7），所述主体框架（1）内部设置有配重块（8），且主体框架（1）内部开设有电池仓（9），所述电池仓（9）内部安装有第一锂电池（10），且电池仓（9）内部设置有第二锂电池（11），所述主体框架（1）内部安装有驱动控制器（12），且主体框架（1）上开设有开槽（13），所述开槽（13）上安装有限位块（14），且限位块（14）上设置有连接板（15），所述连接板（15）下方连接有连接条（16），且连接条（16）下方安装有声呐测深仪（17），所述连接板（15）上方连接有支撑杆（18），且支撑杆（18）上安装有RTK接收机（19），所述连接板（15）上设置有把手（20），所述波浪能吸收臂（21）上开设有壳体框架（2101），且壳体框架（2101）上安装有转轴（2102），所述转轴（2102）上设置有轴密封（2103），且转轴（2102）上安装有单向轴承（2104），所述单向轴承（2104）上设置有第一齿轮（2105），且第一齿轮（2105）上啮合有第二齿轮（2106），所述第二齿轮（2106）上安装有传动轴（2107），且传动轴（2107）上设置有轴连接器（2108），所述轴连接器（2108）另一端安装有变速箱（2109），且变速箱（2109）另一端设置有输出轴（2110），所述输出轴（2110）上安装有第一伞状齿（2111），且第一伞状齿（2111）齿面啮合有第二伞状齿（2112），所述第二伞状齿（2112）上连接有发电机（2113），所述壳体框架（2101）内部安装有充电控制器（2114），所述转轴（2102）上连接有第一连接块（22），且第一连接块（22）上设置有主体框架（1），所述转轴（2102）上连接有第二连接块（23），且第二连接块（23）上设置有浮板（24），所述浮板（24）上开设有凹槽（25），且浮板（24）安装有太阳能电池（26），所述浮板（24）上设置有摄像头（27），所述主体框架（1）前后设置有避障传感器（28）。

2.根据权利要求1所述的一种海洋工程测绘用水上测绘装置，其特征在于：所述轮缘推进器（2）在主体框架（1）下方左右对称设置两组，且主体框架（1）全身呈流线形设置。

3.根据权利要求1所述的一种海洋工程测绘用水上测绘装置，其特征在于：所述开槽（13）在主体框架（1）上呈上下贯通状，且限位块（14）在开槽（13）上为固定连接，并且限位块（14）中间呈中空状设置。

4.根据权利要求1所述的一种海洋工程测绘用水上测绘装置，其特征在于：所述连接板（15）在限位块（14）上的安装方式为螺栓连接，且连接条（16）和声呐测深仪（17）在连接板（15）上的安装方式为可拆卸安装，并且声呐测深仪（17）位于开槽（13）的底部。

5.根据权利要求1所述的一种海洋工程测绘用水上测绘装置，其特征在于：所述波浪能吸收臂（21）在主体框架（1）上均匀分布有四组，且波浪能吸收臂（21）通过转轴（2102）和第一连接块（22）两者与主体框架（1）相连接，并且转轴（2102）和第一连接块（22）之间的连接方式为固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种海洋工程测绘用水上测绘装置，其特征在于：所述转轴（2102）与壳体框架（2101）之间的连接方式为轴承连接，且转轴（2102）通过轴密封（2103）与壳体框架（2101）之间构成密封连接，并且转轴（2102）在壳体框架（2101）两端设置两组。

7.根据权利要求1所述的一种海洋工程测绘用水上测绘装置，其特征在于：所述传动轴（2107）通过轴连接器（2108）与变速箱（2109）相连接，且传动轴（2107）与壳体框架（2101）之间的连接方式为轴承连接。

8.根据权利要求1所述的一种海洋工程测绘用水上测绘装置，其特征在于：所述浮板（24）通过转轴（2102）和第二连接块（23）与波浪能吸收臂（21）相连接，且转轴（2102）和第二连接块（23）之间的连接方式为固定连接，并且波浪能吸收臂（21）位于凹槽（25）内部。

9.根据权利要求1所述的一种海洋工程测绘用水上测绘装置，其特征在于：所述浮板（24）的前端底面和后端底面均呈弧形设置，且太阳能电池（26）在浮板（24）上为嵌入式安装。