CN114909976A - 采集水下淤泥厚度的测绘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了采集水下淤泥厚度的测绘装置，属于测绘装置技术设备领域，包括套筒，所述套筒底部设置有若干个沿其圆周方向均匀设置的平衡板，所有所述平衡板上设有用于套管保持竖直状态的平衡机构以及用于对套管固定的固定机构，所述平衡机构包括若干个平衡组件，所有所述平衡组件均匀分布在所有平衡板顶部，所述套筒内顶壁设置有电机，且电机输出端朝下。本发明中通过提吊机构起到收和放的作用，无需手动将装置放置于水底进行手动测量，当装置进入至水中后，重力球会使装置呈重心向下的竖直状态，避免倾斜下落，在重力球接触到淤泥表面后，通过平衡机构实现装置垂直度调整以及测量的自动化，通过固定机构对垂直角度进行固定。

Description

采集水下淤泥厚度的测绘装置

技术领域

本发明属于测绘装置技术设备领域，具体涉及采集水下淤泥厚度的测绘装置。

背景技术

污水处理站进水含有较多悬浮物，在进入各个处理工段的污水池中会逐渐沉降至池底，由于水力停留时间较短，短期内对污水站运行影响甚微，但随着时间推移，日积月累的沉积物最终会形成具有一定深度的淤泥层，减少了水池的有效容积，水池清淤通常需要将池水排空后进行，对生产带来非常大的影响，因此了解水池淤泥沉积情况是决定是否清淤的关键。

现有技术一般采用粗犷的估算方法，即将淤泥测算杆插入淤泥中，通过观察从水中取出的淤泥测算杆上沾染的淤泥的距离大致估算水底的淤泥的深度，此种方式由于难以保证测算杆垂直下落，存在较大误差。

公开号为CN111854570A的中国发明专利公开了一种采集水下淤泥厚度的测绘装置，主要是通过在测算杆的外面套设一个底面具有接触盘的导向装置，先让接触盘接触水底淤泥，之后将测算杆插入此导向装置，从而确保导向杆处于一种相对垂直的插入角度，提高了淤泥深度测绘的精度。

但是以上专利依旧存在一些不足：

1、装置中通过将伸缩导向套筒调节至适宜长度，并且将其下端的触泥组件下沉至淤泥表面，通过定位柱插入淤泥中进行整体装置的定位，但仍然是通过手动插入淤泥内部的方式进行垂直度的把握，从而无法确保测绘时的垂直角度；

2、装置中的触泥组件用于水底淤泥上表面的找平，从而确定淤泥深度测量的基准面，但是由于装置周围淤泥的软硬度不同，无法使多个延展夹持片同步插入淤泥内部，若装置第一步的垂直度无法得到保证，只会导致延展夹持片固定错误的角度。

发明内容

本发明的目的在于提供采集水下淤泥厚度的测绘装置，来解决无法对电缆表面油液以及杂质进行清理且在收卷的过程中无法定位的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的采集水下淤泥厚度的测绘装置，包括套筒，所述套筒底部设置有若干个沿其圆周方向均匀设置的平衡板，所有所述平衡板上设有用于套筒保持竖直状态的平衡机构以及用于对套筒固定的固定机构，所述平衡机构包括若干个平衡组件，所有所述平衡组件均匀分布在所有平衡板顶部，所述套筒内顶壁设置有电机，且电机输出端朝下，所述套筒内转动设置有内筒，所述内筒内部滑动设置有测量杆以及用于驱动测量杆伸出的电动多级伸缩杆，所述内筒顶部与电机输出端固定连接，还包括用于提吊套筒的提吊机构和重力球，所述重力球上半部呈锥台状，所述重力球底部设有球面，所述重力球内部设有通孔，所述通孔底端内壁上铰接有挡板，所述提吊机构与套筒顶部传动连接，所述重力球设置在套筒底部，所述通孔与套筒内部连通且通孔与套筒共轴线，还包括远程遥控器，所述远程遥控器与所有平衡组件信号连接。

进一步，所述平衡组件包括重力调节板和平衡球，所述重力调节板内壁一侧设置有感应器，所有重力调节板端头处设置有电动卷轴，所述平衡球设置在重力调节板内部，所述电动卷轴输出端与平衡球之间固定连接有固定线。

进一步，所述平衡组件的数量至少设置有四个，每相邻两个平衡组件之间的夹角为90度，从而可以感知装置每一侧与地面淤泥支架的角度。

进一步，所述固定机构包括平衡筒、升降组件和齿轮组件，所述平衡筒设置于平衡板顶部，所述平衡筒与平衡板的数量相匹配，所述升降组件设置于平衡筒内并延伸出平衡板内，所述升降组件与内筒通过齿轮组件传动连接，在平衡机构使套筒稳定在垂直角度后，为了避免水流较大时会影响套筒的角度，从而启动固定机构对垂直角度进行固定。

进一步，所述升降组件包括固定筒、转筒和固定螺杆，所述固定筒固定设置在平衡筒内部，所述转筒设置于固定筒底端，且所述转筒通过轴承与固定筒转动连接，所述固定螺杆依次贯穿固定筒并延伸出转筒内，所述转筒和固定螺杆螺纹连接，所述固定筒内壁两侧均设置有与固定螺杆滑动设置的限位槽，所述固定螺杆底部设置有锥形插头，通过升降组件使整体装置与淤泥进行固定。

进一步，所述齿轮组件包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，所述第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮啮合连接，所述第一齿轮与内筒固定连接，所述第二齿轮转动连接于平衡板内部，所述第三齿轮与转筒固定连接，通过齿轮组件带动升降组件进行运动。

进一步，所述提吊机构包括收卷筒、收卷轴和连接线，所述收卷轴转动设置于收卷筒内部，所述收卷筒外壁一侧设置有把手，所述把手与收卷轴固定连接，所述连接线设置于收卷轴与套筒顶部之间，所述收卷筒上开设有安装连接线的孔洞，通过提吊机构将套筒以及套筒上的所有装置放入水中，提吊机构起到收和放的作用，无需手动将装置放置于水底进行手动测量，实现装置垂直度调整以及测量的自动化。

进一步，所述测量杆上半部呈柱状，所述测量杆下半部呈锥形，所述测量杆下半部内设置有阻力感应器，阻力感应器受到阻力后会提供信号给电动多级伸缩杆停止测量杆的下降。

本发明的有益之处在于：

1、本发明中通过提吊机构将整体装置放入水中，提吊机构起到收和放的作用，无需手动将装置放置于水底进行手动测量，当装置进入至水中后，重力球会使装置呈重心向下的竖直状态，避免倾斜下落，在重力球接触到淤泥表面后，通过平衡机构实现装置垂直度调整以及测量的自动化。

2、本发明通过固定机构对垂直角度进行固定，套筒固定在垂直角度后避免水流较大影响套筒的角度。

3、本发明通过将重力球的底部设为弧面，在平衡机构启动后，重心的驱使会带动重力球沿着弧面转动使套筒与地面保持度。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，使得本发明的其他特征、目的和优点变得更明显。本发明的示意性实施例附图及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的采集水下淤泥厚度的测绘装置的整体结构示意图；

图2是本发明套筒与重力球的放大结构示意图；

图3是本发明的采集水下淤泥厚度的测绘装置的整体剖开结构示意图；

图4是本发明内筒的整体连接结构示意图；

图5是本发明平衡组件的初始状态结构示意图；

图6是本发明平衡组件的倾斜状态结构示意图；

图7是本发明平衡组件的工作后状态结构示意图；

图8是本发明图3中的B处放大结构示意图；

图9是本发明升降组件的剖面结构示意图；

图10是本发明提吊机构与套筒的连接放大结构示意图。

附图标记说明：

1、套筒；2、平衡板；3、平衡机构；31、平衡组件；311、重力调节板；312、平衡球；313、感应器；314、电动卷轴；315、固定线；4、固定机构；41、平衡筒；42、升降组件；421、固定筒；422、转筒；423、固定螺杆；424、限位槽；425、锥形插头；43、齿轮组件；431、第一齿轮；432、第二齿轮；433、第三齿轮；5、电机；6、内筒；7、测量杆；8、电动多级伸缩杆；9、提吊机构；91、收卷筒；92、收卷轴；93、连接线；94、把手；95、孔洞；10、重力球；101、通孔；102、挡板；11、阻力感应器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1－图10所示，本发明实施例的采集水下淤泥厚度的测绘装置，包括套筒1，套筒1底部设置有若干个沿其圆周方向均匀设置的平衡板2，平衡板2至少设为四个，主要是用来保证整体装置在水中的平衡效果，扩大基准面，所有平衡板2上设有用于套筒1保持竖直状态的平衡机构3以及用于对套筒1固定的固定机构4，平衡机构3的作用在于，当装置进入水中后，通过平衡机构3来维持套筒1在水中的垂直度，从而提升测量深度的精确度，平衡机构3包括若干个平衡组件31，所有平衡组件31均匀分布在所有平衡板2顶部，套筒1内顶壁设置有电机5，且电机5输出端朝下，套筒1内转动设置有内筒6，内筒6内部滑动设置有测量杆7以及用于驱动测量杆7伸出的电动多级伸缩杆8，内筒6顶部与电机5输出端固定连接，在使用前对电机5通电，通过启动电机5带动内筒6转动，从而使内筒6带动固定机构4运行，进一步对垂直后的角度进行定位，从而确定测量角度，还包括用于提吊套筒1的提吊机构9和重力球10，通过提吊机构9将套筒1以及套筒1上的所有装置放入水中，提吊机构9起到收和放的作用，无需手动将装置放置于水底进行手动测量，实现装置垂直度调整以及测量的自动化，重力球10上半部呈锥台状，重力球10底部设有球面，重力球10使整个装置的重力降到最低，当装置进入水中后，重力球10会使装置呈重心向下的竖直状态，避免倾斜下落，当重力球10的底部接触到淤泥面后，分为两种情况，第一种情况，当淤泥面趋于平整，重力球10重心在淤泥表面，此时重力最低，套筒1会逐渐平稳，第二种情况，当淤泥表面为倾斜状态时，会导致重力球10带动套筒1与水面呈倾斜状态，与倾斜的淤泥面为垂直状态，此时会驱动平衡机构3中的平衡组件31带动重力球10与水面转换为垂直状态，重力球10内部设有通孔101，通孔101底端内壁上铰接有挡板102，提吊机构9与套筒1顶部传动连接，重力球10设置在套筒1底部，通孔101与套筒1内部连通且通孔101与套筒1共轴线，共轴线的目的是使测量杆7垂直穿过，还包括远程遥控器，远程遥控器与所有平衡组件31信号连接。

当装置进入至水中呈第二种情况时，通过平衡组件31带动重力球10与水面转换为垂直状态，平衡组件31包括重力调节板311和平衡球312，重力调节板311内壁一侧设置有感应器313，所有重力调节板311端头处设置有电动卷轴314，平衡球312设置在重力调节板311内部，电动卷轴314输出端与平衡球312之间固定连接有固定线315，初始状态下，两个对称设置的平衡球312与内筒6共轴线，当淤泥表面为倾斜状态时，此时的重力球10带动套筒1与水面呈倾斜状态，两个平衡球312均脱离轴线，与倾斜的淤泥面为垂直状态，以水面为参照物，此时的整体装置为倾斜状态，根据重力影响，虽然装置外壳为倾斜状态，但平衡球312的重力始终向下，从而使平衡球312通过固定线315与感应器313抵触，感应器313接收到信号后，信号反馈至远程遥控器上，工作人员根据信号启动此平衡组件31内部的电动卷轴314进行收卷，从而使平衡球312靠近共轴线，使重心上移，与此同时，启动与该平衡组件31呈对称设置的另一个平衡组件31内部的电动卷轴314进行放卷，使对应的平衡球312远离共轴线，从而使重心逐渐下移至最底部，进一步使装置整体重心进行调整，使整个装置逐渐与水平面呈垂直状态。

作为优选，平衡组件31的数量至少设置有四个，每相邻两个平衡组件31之间的夹角为90度，由于不确定淤泥往哪一面倾斜，多个平衡组件31的设计可以感应装置不同的倾斜方向。

作为进一步优选，感应器313上可设置蜂鸣器，也可设置信号灯，两者均可提醒工作人员需要调整重心。

在平衡机构3使套筒1稳定在垂直角度后，为了避免水流较大时会影响套筒1的角度，从而启动固定机构4对垂直角度进行固定，固定机构4包括平衡筒41、升降组件42和齿轮组件43，平衡筒41设置于平衡板2顶部，平衡筒41与平衡板2的数量相匹配，升降组件42设置于平衡筒41内并延伸出平衡板2内，升降组件42与内筒6通过齿轮组件43传动连接，在使用前对电机5通电，通过启动电机5带动内筒6转动，从而使内筒6带动齿轮组件43进行运行，使齿轮组件43带动升降组件42运作，进一步对垂直后的角度进行定位。

通过升降组件42使整体装置与淤泥进行固定，升降组件42包括固定筒421、转筒422和固定螺杆423，固定筒421固定设置在平衡筒41内部，转筒422设置于固定筒421底端，且转筒422通过轴承与固定筒421转动连接，固定螺杆423依次贯穿固定筒421并延伸出转筒422内，转筒422和固定螺杆423螺纹连接，固定筒421内壁两侧均设置有与固定螺杆423滑动设置的限位槽424，固定螺杆423底部设置有锥形插头425，通过齿轮组件43带动升降组件42进行运动，齿轮组件43包括第一齿轮431、第二齿轮432和第三齿轮433，第一齿轮431、第二齿轮432和第三齿轮433啮合连接，第一齿轮431与内筒6固定连接，第二齿轮432转动连接于平衡板2内部，第三齿轮433与转筒422固定连接，具体为，通过启动电机5带动内筒6转动，从而使内筒6带动第一齿轮431转动，第一齿轮431连续带动第二齿轮432和第三齿轮433转动，第三齿轮433转动后带动转筒422转动，从而使转筒422带动固定螺杆423转动，由于固定筒421内壁的限位槽424对固定螺杆423起到限位作用，从而在转筒422带动固定螺杆423转动的同时，使固定螺杆423沿着限位槽424的路径进行下降，锥形插头425便于固定螺杆423更好的插入淤泥内部，垂直向下的插入淤泥内部，会使整体装置固定得更深，定位效果更好，在固定完毕后，启动电动多级伸缩杆8带动测量杆7下降，底部同样为锥形设计的测量杆7在测量时可以更方便地插入淤泥内部。

通过提吊机构9将套筒1以及套筒1上的所有装置放入水中，提吊机构9起到收和放的作用，无需手动将装置放置于水底进行手动测量，实现装置垂直度调整以及测量的自动化，提吊机构9包括收卷筒91、收卷轴92和连接线93，收卷轴92转动设置于收卷筒91内部，收卷筒91外壁一侧设置有把手94，把手94与收卷轴92固定连接，连接线93设置于收卷轴92与套筒1顶部之间，收卷筒91上开设有安装连接线93的孔洞95，将整体装置放入水中，连接线93会根据水深进行自动放卷，便于在使用后的收取。

测量杆7上半部呈柱状，测量杆7下半部呈锥形，测量杆7下半部内设置有阻力感应器11，测量杆7会随着淤泥的深度不断下降，当下降至最底部后，阻力感应器11受到阻力后会提供信号给电动多级伸缩杆8停止测量杆7的下降。

作为优选，当平衡组件31使整个装置与水面保持垂直后，启动固定机构4对垂直后的装置进行角度定位，当装置测量完毕拿出水面后，在依次将装置内部零件恢复至初始状态。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)

1.一种采集水下淤泥厚度的测绘装置，包括套筒（1），其特征在于：所述套筒（1）底部设置有若干个沿其圆周方向均匀设置的平衡板（2），所有所述平衡板（2）上设有用于套管保持竖直状态的平衡机构（3）以及用于对套管固定的固定机构（4），所述平衡机构（3）包括若干个平衡组件（31），所有所述平衡组件（31）均匀分布在所有平衡板（2）顶部，所述套筒（1）内顶壁设置有电机（5），且电机（5）输出端朝下，所述套筒（1）内转动设置有内筒（6），所述内筒（6）内部滑动设置有测量杆（7）以及用于驱动测量杆（7）伸出的电动多级伸缩杆（8），所述内筒（6）顶部与电机（5）输出端固定连接，还包括用于提吊套筒（1）的提吊机构（9）和重力球（10），所述重力球（10）上半部呈锥台状，所述重力球（10）底部设有球面，所述重力球（10）内部设有通孔（101），所述通孔（101）底端内壁上铰接有挡板（102），所述提吊机构（9）与套筒（1）顶部传动连接，所述重力球（10）设置在套筒（1）底部，所述通孔（101）与套筒（1）内部连通且通孔（101）与套筒（1）共轴线，还包括远程遥控器，所述远程遥控器与所有平衡组件（31）信号连接。

2.根据权利要求1所述的采集水下淤泥厚度的测绘装置，其特征在于：所述平衡组件（31）包括重力调节板（311）和平衡球（312），所述重力调节板（311）内壁一侧设置有感应器（313），所有重力调节板（311）端头处设置有电动卷轴（314），所述平衡球（312）设置在重力调节板（311）内部，所述电动卷轴（314）输出端与平衡球（312）之间固定连接有固定线（315）。

3.根据权利要求2所述的采集水下淤泥厚度的测绘装置，其特征在于：所述平衡组件（31）的数量至少设置有四个。

4.根据权利要求1所述的采集水下淤泥厚度的测绘装置，其特征在于：所述固定机构（4）包括平衡筒（41）、升降组件（42）和齿轮组件（43），所述平衡筒（41）设置于平衡板（2）顶部，所述平衡筒（41）与平衡板（2）的数量相匹配，所述升降组件（42）设置于平衡筒（41）内并延伸出平衡板（2）内，所述升降组件（42）与内筒（6）通过齿轮组件（43）传动连接。

5.根据权利要求4所述的采集水下淤泥厚度的测绘装置，其特征在于：所述升降组件（42）包括固定筒（421）、转筒（422）和固定螺杆（423），所述固定筒（421）固定设置在平衡筒（41）内部，所述转筒（422）设置于固定筒（421）底端，且所述转筒（422）通过轴承与固定筒（421）转动连接，所述固定螺杆（423）依次贯穿固定筒（421）并延伸出转筒（422）内，所述转筒（422）和固定螺杆（423）螺纹连接，所述固定筒（421）内壁两侧均设置有与固定螺杆（423）滑动设置的限位槽（424），所述固定螺杆（423）底部设置有锥形插头（425）。

6.根据权利要求5所述的采集水下淤泥厚度的测绘装置，其特征在于：所述齿轮组件（43）包括第一齿轮（431）、第二齿轮（432）和第三齿轮（433），所述第一齿轮（431）、第二齿轮（432）和第三齿轮（433）啮合连接，所述第一齿轮（431）与内筒（6）固定连接，所述第二齿轮（432）转动连接于平衡板（2）内部，所述第三齿轮（433）与转筒（422）固定连接。

7.根据权利要求1所述的采集水下淤泥厚度的测绘装置，其特征在于：所述提吊机构（9）包括收卷筒（91）、收卷轴（92）和连接线（93），所述收卷轴（92）转动设置于收卷筒（91）内部，所述收卷筒（91）外壁一侧设置有把手（94），所述把手（94）与收卷轴（92）固定连接，所述连接线（93）设置于收卷轴（92）与套筒（1）顶部之间，所述收卷筒（91）上开设有安装连接线（93）的孔洞（95）。

8.根据权利要求1所述的采集水下淤泥厚度的测绘装置，其特征在于：所述测量杆（7）上半部呈柱状，所述测量杆（7）下半部呈锥形，所述测量杆（7）下半部内设置有阻力感应器（11）。

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