CN115009439A - 一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置，包括仪器舱，所述仪器舱的上侧中间位置处设置有蓄电池组，所述仪器舱的前后两侧外部位置处设置有浮标体，所述浮标体的上侧位置处设置有固定架，所述固定架的上侧位置处设置有太阳能板，该新型能通过两个浮标体，起到提高更多浮力的作用，能通过专门设计的铜鱼固定装置和铜鱼主体的连接，起到使探头稳定的作用，能通过铜鱼主体的水滴型三尾翼设计起到更好的姿态自主稳定性，能通过铜鱼固定装置的三角挂架结构设计提供重心灵活调节功能，能通过柔性钢缆自动克服水体中三维摆动的扭矩干扰，且本新型结构简单，成本低、易批量制造，具有较大的技术推广应用价值。
Description
技术领域
本发明属于水文水资源行业自动流量测流技术领域，具体涉及一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置。
背景技术
智慧水利数字孪生系统、智慧城市防洪排涝系统建设，以及流域、灌区、城市水资源精细化计量管理的动态水文数据自动监测需求，超宽自然河渠大断面自动实时测流方法研究成为水信息管理行业的关键技术，先进自动实时测流站建设将产生重大的社会和经济效益，在超过100米以上水位、流量大变幅的天然河道自动实时测流技术方法是国际性难题，垂线法V-ADCP方案通过监测大断面上2条以上的垂线平均流速，基于具有水文测验理论相关性的曼宁公式，结合现代人工智能技术建模，通过率定和自适应矫正计算可获得精准密的大断面流量数据，并且满足水位流量大变幅和全量程监测能力，具有实时性、连续性和自动化测流的技术特点，是目前最有研究和应用前景的建站技术方案。
现有的一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置存在以下问题：目前垂线法V-ADCP底装式水下固定施工安装和运维比较复杂，浮标式易于建站安装和运维，但是存在ADCP受到水面大波浪影响的安装姿态稳定性问题需要解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置，以解决上述背景技术中提出目前的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置，包括仪器舱，所述仪器舱的上侧中间位置处设置有蓄电池组，所述仪器舱的前后两侧外部位置处设置有浮标体，所述浮标体的上侧位置处设置有固定架，所述固定架的上侧位置处设置有太阳能板，所述仪器舱的下侧位置处设置有铜鱼固定装置，所述铜鱼固定装置的下侧位置处设置有铜鱼主体，所述铜鱼主体的左下侧内部位置处设置有ADCP传感器，所述铜鱼主体的左侧上方位置处设置有尾翼，所述铜鱼固定装置和仪器舱的连接位置处设置有柔性钢缆，所述ADCP传感器通过连接蓄电池组进行供电。
优选的，所述铜鱼主体的外形为水滴流线型，所述尾翼共设置有三个，且三个所述尾翼分别设置在铜鱼主体的左侧外部位置处。
优选的，三个所述尾翼分别通过一体化连接方式和铜鱼主体进行连接，所述ADCP传感器通过内嵌连接方式和铜鱼主体进行连接。
优选的，所述铜鱼固定装置由金属材料构成，且具有耐磨损以及耐腐蚀的特点。
优选的，所述铜鱼固定装置具体是一种三角挂架，所述铜鱼固定装置通过柔性钢缆和仪器舱进行连接。
优选的，所述柔性钢缆分别通过系结连接方式和仪器舱以及铜鱼固定装置进行连接，所述固定架由金属材料构成，且具有耐腐蚀以及耐磨损的特点。
优选的，两个所述固定架分别通过螺栓连接方式和太阳能板以及浮标体进行连接，两个所述浮标体分别通过螺栓连接方式和仪器舱进行连接。
优选的，两个所述浮标体的内侧位置处填充设置有气体，所述蓄电池组通过螺栓连接方式和仪器舱进行连接。
与现有技术相比，本发明提供了一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置，具备以下有益效果：
1、该河道双体测流浮标及姿态稳定装置中，采用了双体船浮标结构，能够提供足够浮力搭载更多测流设备，减少风浪对漂浮姿态的干扰，具有防撞保护和已于维护功能，且双体船型浮标中间流场顺畅，满足ADCP的工作要求。
2、本发明采用专门设计的姿态稳定装置，解决了常规浮标测流建站法遇到的ADCP与浮标刚性安装和工作姿态不稳定，探头易受浮标体产生的紊流影响，数据不稳地、误差大，不能及时准确反应流场流向变化等问题。
3、本发明采用黄铜棒材料机加工成水滴流线型三尾翼铜鱼，铜鱼主体的型重比可以保证水下三维力矩变化的动态阻尼和姿态自主稳定性，铜鱼固定装置的三角挂架结构设计提供重心灵活调节功能，柔性钢缆自动克服水体三维摆动扭矩干扰，铜鱼主体左侧内部内嵌预留的ADCP安装槽可以保护传感器不受碰撞破坏，消除ADCP壳体阻水产生的紊流干扰。
4、本发明ADCP测流装置结构简单、成本经济、易于批量制造，具有很大的技术推广应用价值。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明提出的一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置的正面结构图示意图；
图2为本发明提出一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置中侧方正面观测装置的正面结构示意图；
图3为本发明提出的一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置中后方仰视观测装置的正面结构示意图；
图中：1、蓄电池组；2、浮标体；3、铜鱼固定装置；4、铜鱼主体；5、ADCP传感器；6、太阳能板；7、固定架；8、仪器舱；9、尾翼；10、柔性钢缆。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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”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”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；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。
实施例一
请参阅图1、图2、图3，本发明提供一种技术方案：一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置，包括仪器舱8，仪器舱8的上侧中间位置处设置有蓄电池组1，仪器舱8的前后两侧外部位置处设置有浮标体2，浮标体2的上侧位置处设置有固定架7，固定架7的上侧位置处设置有太阳能板6，仪器舱8的下侧位置处设置有铜鱼固定装置 3，铜鱼固定装置3的下侧位置处设置有铜鱼主体4，铜鱼主体4的左下侧内部位置处设置有ADCP传感器5，铜鱼主体4的左侧上方位置处设置有尾翼9，铜鱼固定装置3和仪器舱8的连接位置处设置有柔性钢缆10，ADCP传感器5通过连接蓄电池组1进行供电，铜鱼主体4的外形为水滴流线型，尾翼9共设置有三个，且三个尾翼9分别设置在铜鱼主体4的左侧外部位置处，三个尾翼9分别通过一体化连接方式和铜鱼主体4进行连接，ADCP传感器5通过内嵌连接方式和铜鱼主体4进行连接，铜鱼固定装置3由金属材料构成，且具有耐磨损以及耐腐蚀的特点，铜鱼固定装置3具体是一种三角挂架，铜鱼固定装置3通过柔性钢缆10和仪器舱8进行连接，柔性钢缆10分别通过系结连接方式和仪器舱8以及铜鱼固定装置3进行连接，固定架7 由金属材料构成，且具有耐腐蚀以及耐磨损的特点，两个固定架7分别通过螺栓连接方式和太阳能板6以及浮标体2进行连接，两个浮标体2分别通过螺栓连接方式和仪器舱8进行连接。
实施例二
请参阅图1、图2、图3，本发明提供一种技术方案：一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置，两个浮标体2的内侧位置处填充设置有气体，蓄电池组1通过螺栓连接方式和仪器舱8进行连接，该新型能通过两个浮标体2，起到提高更多浮力的作用，能通过专门设计的铜鱼固定装置3和铜鱼主体4的连接，起到使探头稳定的作用，能通过铜鱼主体4的水滴型三尾翼9设计起到更好的姿态自主稳定性，能通过铜鱼固定装置3的三角挂架结构设计提供重心灵活调节功能，能通过柔性钢缆10自动克服水体中三维摆动的扭矩干扰，且本新型结构简单，成本低、易批量制造，具有较大的技术推广应用价值。
本发明的工作原理及使用流程：本发明安装完成之后，首先将本装置通过缆道、桥梁或沉锚固定在河面上，通过两个浮标体2保证水面漂浮的稳定性，仪器舱8的中间水道流场顺畅便于安装垂线法ADCP 传感器5，两个浮标体2设置在仪器舱8两侧，还具有保护水面下的ADCP传感器5不受四面物体冲撞破坏的功能，太阳能板6通过固定架7固定在浮标体2上，不受日照方向影响，通过将光能转换为电能储存在蓄电池组1中对浮标体2上的设备稳定不间断供电，铜鱼固定装置3三角挂架结构和柔性钢缆10连接，柔性钢缆10连接上方的浮标体2中间的仪器舱8，通过铜鱼固定装置3的三角挂架结构可以灵活调节铜鱼主体4的重心，保证铜鱼主体4水平姿态，柔性钢缆10 可以有效克服受水体流向和波浪摆动对铜鱼主体4以及铜鱼固定装置3产生的三维扭矩干扰影响，铜鱼主体4采用水滴流线型设计，铜鱼主体4尾部设计的三格尾翼9，分别为上方尾翼9和左右侧尾翼9，能够保证铜鱼主体4在水中姿态稳定，自动指向流场方向，铜鱼主体 4腹部挖空作为ADCP传感器5安装容纳空间，ADCP传感器5外壳与铜鱼主体4腹部贴齐不阻水，ADCP传感器5探头指向铜鱼主体4尾部，不阻挡向下的垂线测流空间，另外铜鱼主体4的型重比可以保证水下阻尼和姿态自主稳定性，铜鱼主体4内嵌预留ADCP传感器5的安装槽可以保护ADCP传感器5不受碰撞破坏，消除ADCP传感器5紊流壳体阻水产生的紊流干扰，该新型通过铜鱼主体4在水下保持稳定的姿态，保证了ADCP传感器5测流数据的精度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置，包括仪器舱(8)，其特征在于：所述仪器舱(8)的上侧中间位置处设置有蓄电池组(1)，所述仪器舱(8)的前后两侧外部位置处设置有浮标体(2)，所述浮标体(2)的上侧位置处设置有固定架(7)，所述固定架(7)的上侧位置处设置有太阳能板(6)，所述仪器舱(8)的下侧位置处设置有铜鱼固定装置(3)，所述铜鱼固定装置(3)的下侧位置处设置有铜鱼主体(4)，所述铜鱼主体(4)的左下侧内部位置处设置有ADCP传感器(5)，所述铜鱼主体(4)的左侧上方位置处设置有尾翼(9)，所述铜鱼固定装置(3)和仪器舱(8)的连接位置处设置有柔性钢缆(10)，所述ADCP传感器(5)通过连接蓄电池组(1)进行供电。
2.根据权利要求1所述的一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置，其特征在于：所述铜鱼主体(4)的外形为水滴流线型，所述尾翼(9)共设置有三个，且三个所述尾翼(9)分别设置在铜鱼主体(4)的左侧外部位置处。
3.根据权利要求1所述的一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置，其特征在于：三个所述尾翼(9)分别通过一体化连接方式和铜鱼主体(4)进行连接，所述ADCP传感器(5)通过内嵌连接方式和铜鱼主体(4)进行连接。
4.根据权利要求1所述的一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置，其特征在于：所述铜鱼固定装置(3)由金属材料构成，且具有耐磨损以及耐腐蚀的特点。
5.根据权利要求1所述的一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置，其特征在于：所述铜鱼固定装置(3)具体是一种三角挂架，所述铜鱼固定装置(3)通过柔性钢缆(10)和仪器舱(8)进行连接。
6.根据权利要求1所述的一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置，其特征在于：所述柔性钢缆(10)分别通过系结连接方式和仪器舱(8)以及铜鱼固定装置(3)进行连接，所述固定架(7)由金属材料构成，且具有耐腐蚀以及耐磨损的特点。
7.根据权利要求1所述的一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置，其特征在于：两个所述固定架(7)分别通过螺栓连接方式和太阳能板(6)以及浮标体(2)进行连接，两个所述浮标体(2)分别通过螺栓连接方式和仪器舱(8)进行连接。
8.根据权利要求1所述的一种河道双体测流浮标及姿态稳定装置，其特征在于：两个所述浮标体(2)的内侧位置处填充设置有气体，所述蓄电池组(1)通过螺栓连接方式和仪器舱(8)进行连接。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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