CN116357867A - 一种多波束测深系统船体安装装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多波束测深系统船体安装装置及其使用方法，属于水深测量技术领域。包括多组中空接管、第一集成单元、第二集成单元、船体安装架，以及旋转架；顶部一组中空接管的一端设置有第二集成单元；旋转架位于顶部一组中空接管的外部，使中空接管能够垂直进入水中开始测量。本申请为了解决每次开始测量前均需量测各系统相对于船体坐标系的位置坐标和换能器角度偏差的问题，提供了一种安装装置，即第二集成单元，该装置仅在初次使用时完成坐标量取和角度校正，彻底解决每次开始测量前量取系统位置坐标和进行角度校正的问题，同时提高系统的集成性，减少出错的可能性。

Description

一种多波束测深系统船体安装装置及其使用方法

技术领域

本申请涉及水深测量技术领域，更具体地说，涉及一种多波束测深系统船体安装装置及其使用方法。

背景技术

随着多波束测深系统在海洋测绘中的广泛应用，其测量精度和工作效率在海洋测绘中显得尤为重要，在现有技术中，多波束测深系统包括换能器、表面声速仪、GNSS定位系统、IMU系统和罗经系统，通过将不同系统安装在船体的不同位置，再量取各系统相对于船体坐标系的位置，接着进行姿态校准测线测量，最后开始测量；

现有技术一种用于多波束测深系统的安装固定装置(公开号：CN115289326A)，采用左支架与右支架内侧相互连接，即左支架的左滑轨与右支架的右滑轨相互搭接并承压在船舷上端面的平台上；采用调节设于左支架框上及右支架框上的数条紧固螺杆，使紧固螺杆的端头分别顶触在船舷的内、外侧，将左支架及右支架安装固定在船舷上；采用在右支架框的外侧设置换能器固定座，将多波束设备安装在换能器固定座上。

但是这种安装因船的不一样，各系统所选择的安装位置不相同，每次安装位置相对于船体坐标系的位置不同，且有时船舷不具备平整光滑的平台，不方便采用在船上设置跨整个船体的支架，此外同样的IMU系统、罗经系统和换能器每次存在的角度偏差也不相同，需要每次在开始测量前进行校正，鉴于此，我们提出一种多波束测深系统船体安装装置及其使用方法。

发明内容

1.要解决的技术问题

本申请的目的在于提供一种多波束测深系统船体安装装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2.技术方案

本申请实施例提供了一种多波束测深系统船体安装装置，包括：

多组中空接管、第一集成单元、第二集成单元和船体安装架，以及旋转架；

多个所述中空接管与所述第一集成单元之间通过第一法兰盘相依次连接，顶部一组所述中空接管的一端设置有第二集成单元；

所述旋转架位于顶部一组所述中空接管的外部，用于对所述中空接管进行旋转，使所述中空接管能够垂直进入水中开始测量，完成测量后可旋转至水平，使所述第一集成单元暴露在空气中，利用设备保养。

通过采用上述技术方案，在旋转架的作用下，使得中空接管能够垂直进入水中开始测量，通过第一集成单元和第二集成单元进行多波束测深。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述第一集成单元包括换能器和表面声速仪，且换能器和表面声速仪集成安装成一体，所述中空接管有内部穿过换能器与表面声速仪的缆线。

通过采用上述技术方案，通过将换能器和表面声速仪集成安装成一体，提高了提高了多波束测量系统的集成性。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，靠近所述第一集成单元的一组所述中空接管的侧面设置有深度标尺，靠近所述第一集成单元的一组所述中空接管上还对称安装有两个穿绳耳。

通过采用上述技术方案，利用深度标尺的设置，便于在测量过程中读取吃水深度，且通过穿绳耳的设置用于对缆绳固定。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述旋转架包括设置于顶部一组所述中空接管外部两侧的固定管架，其中一组所述固定管架上安装有内管，且内管外可转动连接有外管，所述外管内螺纹连接有调节轴，且调节轴的一端安装有第一转盘，所述调节轴的另一端与所述内管转动连接，所述外管上设置有与船体相连接的船体安装架。

通过采用上述技术方案，便于对中空接管进行旋转，保证中空接管能够垂直进入水中开始测量，同时也能够通过旋转，将第一集成单元旋转水平，并拉出水面进行保养。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述固定管架内开设有孔洞，并且顶部一组所述中空接管内开设有多组等间距穿孔，其中一组所述穿孔与所述孔洞对齐，并且内部活动插设有插销，用于对所述固定管架与所述中空接管固定。

通过采用上述技术方案，通过开设有多组等间距穿孔，用于调节吃水深度。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述船体安装架包括船体外侧固定架和船体内侧固定架；

所述外侧固定架包括两组接管固定架和第一连接平板，两组所述接管固定架和第一连接平板固定连接，两组所述接管固定架底部有三角形隔档防止中空接管滑动，两固定架之间有连接多个固定件；

所述内侧固定架包括第二连接平板，且第二连接平板与第一连接平板相连接，第二连接板水平面开设6个螺纹孔，螺纹孔在螺杆旋入后螺杆端螺母面完全嵌入第二连接板水平面内，所述第二连接平板的立面上开设有两个螺纹孔，且螺纹孔内螺纹连接有螺杆，所述螺杆的一端安装有第二转盘，所述螺杆的另一端安装有顶盘。

通过采用上述技术方案，通过对第二转盘旋转，操作螺杆控制顶板顶紧船舷，将中空接管固定于船边。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述第一连接平板的顶部安装有第一卡管，且第一卡管内卡合连接有第二卡管，所述第一卡管和第二卡管之间套管连接，所述第二卡管与外管固定连接。

通过采用上述技术方案，用于对旋转架和船体安装架进行连接。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述第二集成单元包括T字形安装架，且T字形安装架通过第二法兰盘与顶部一组所述中空接管相连接，所述T字形安装架包括横梁部和竖杆部，所述横梁部的两侧以及中部焊接有螺纹杆，两侧两个螺纹杆用于差分GNSS定位，中间1个螺纹杆连接用于基站GNSS定位，两种定位方法可以单独使用也可以混合使用，所述竖杆部侧边的底部安装有IMU安装平台。

通过采用上述技术方案，便于GNSS和IMU集成于T字形安装架上，提高了多波束测量系统的集成性，降低了操作难度和出错概率。

作为本申请文件技术方案的一种可选方案，所述第二法兰盘开设有缺口，且缺口处能够穿过换能器和表面声速仪的缆线。

通过采用上述技术方案，便于对第一集成单元提供电源，并接发收信号。

一种多波束测深系统船体安装装置的使用方法，其步骤如下：

步骤一：根据船舷距船龙骨的距离选择中空接管的个数，并进行安装；

步骤二：将换能器与表面声速仪的缆线穿过中空接管从第二法兰盘缺口处导出；

步骤三：在T字形安装架上安装GNSS和IMU系统；

步骤四：根据船舷宽度调节船体外侧固定架和船体内侧固定架两部分间距；

步骤五：调节孔洞与穿孔位置，对中空接管的吃水深度进行调节；

步骤六：利用旋转架旋转，使中空接管垂直进入水中开始测量。

3.有益效果

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、本申请为了解决每次开始测量前均需量测系统相对于船体坐标系的位置坐标和换能器角度偏差的问题，提供了一种安装装置，该装置能够彻底解决每次开始测量前量取系统位置坐标和进行角度校正的问题，同时提高系统的集成性，减少出错的可能性。

2、本申请可以在第一次使用时量取各设备相对于船体坐标系的位置坐标后，作为固定参数重复使用，同时完成一次姿态校正后姿态角也重复使用，提高了多波束测量系统的集成性，降低了操作难度和出错概率。

附图说明

图1为本申请的船体安装图；

图2为本申请的结构爆炸图；

图3为本申请的船体安装架结构爆炸图；

图4为本申请的船体安装架和旋转架局部结构爆炸图；

图5为本申请的旋转架结构爆炸图；

图6为本申请的旋转架结构立体剖视图；

图中标号说明：100、第一集成单元；101、换能器；102、表面声速仪；200、中空接管；300、船体安装架；301、接管固定架；302、第一连接平板；303、第二连接平板；304、第二紧固螺丝；305、第二紧固螺母；306、螺杆；307、第二转盘；308、顶盘；400、旋转架；401、固定管架；402、孔洞；403、穿孔；404、第一紧固螺丝；405、第一紧固螺母；406、插销；407、内管；408、外管；409、调节轴；410、第一转盘；500、第二集成单元；501、横梁部；502、竖杆部；503、螺纹杆；504、IMU安装平台；600、第一法兰盘；700、第二法兰盘。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本申请作进一步详细说明。

请参阅附图1至附图2，本申请实施例提供了一种多波束测深系统船体安装装置，包括多组中空接管200、第一集成单元100、第二集成单元500和船体安装架(300)，以及旋转架400；多个中空接管200与第一集成单元100之间通过第一法兰盘600相连接，顶部一组中空接管200的一端设置有第二集成单元500；旋转架400位于顶部一组中空接管200的外部，用于对中空接管200进行固定和旋转，使中空接管200能够垂直进入水中开始测量，完成测量可后旋转至水平，使所述第一集成单元(100)暴露在空气中，利用设备保养。

请参阅附图2，本申请实施例提供了第一集成单元100，第一集成单元100包括换能器101和表面声速仪102，且换能器101和表面声速仪102集成安装在一起；

请参阅附图2，本申请实施例提供了中空接管200，中空接管200通过第一法兰盘600与第一集成单元100相连接，且中空接管200内部穿过换能器101与表面声速仪102的缆线，其中，中空接管200的长度为1米，在现场施工时，根据船舷距船龙骨的距离调整选择中空接管200的个数，靠近第一集成单元100的一组中空接管200侧面设置有深度标尺，用于在测量过程中读取吃水深度，靠近第一集成单元100的一组中空接管200上还对称安装有两个穿绳耳，用于对缆绳固定；

请参阅附图4至附图6，本申请实施例提供了旋转架400，旋转架400设置于顶部的一组中空接管200外部，旋转架400包括设置于顶部一组中空接管200外部两侧的固定管架401，且固定管架401内开设有孔洞402，并且顶部一组中空接管200内开设有多组等间距穿孔403，当孔洞402与其中一组穿孔403对齐后，对孔洞402以及穿孔403内插入插销406，将固定管架401与顶部一组中空接管200固定，通过开设有多组等间距穿孔403，用于调节吃水深度，固定管架401之间通过第一紧固螺丝404和第一紧固螺母405相连接，对两个固定管架401进行固定，其中一个固定管架401上安装有内管407，且内管407外可转动连接有外管408，外管408内螺纹连接有调节轴409，且调节轴409的一端安装有第一转盘410，调节轴409的另一端与内管407转动连接，其中，调节轴409处于内管407内的一端外侧开设有环形槽口，内管407与调节轴409相接触的一端开设有转动槽，且转动槽与环形槽口滑动连接，通过调节轴409旋转，带动内管407进行移动，对中空接管200的位置进行推出或拉近，通过调节轴409与内管407转动连接，保证中空接管200能够垂直进入水中开始测量，同时也能够通过旋转，将第一集成单元100旋转水平，并拉出水面进行保养；

请参阅附图3至附图4，本申请实施例提供了船体安装架300，船体安装架300包括船体外侧固定架和船体内侧固定架，根据船舷宽度调节两部分间距，外侧固定架包括两条接管固定架301和一个第一连接平板302，两条接管固定架301和第一连接平板302之间进行焊接，两条接管固定架301和第一连接平板302为“7”字形结构，两组所述接管固定架(301)底部有三角形隔档防止中空接管(200)滑动，两固定架之间有连接多个固定件，内侧固定架包括第二连接平板303，且第二连接平板303为“7”字形结构，第一连接平板302和第二连接平板303通过第二紧固螺丝304和第二紧固螺母305相连接，对第一连接平板302和第二连接平板303进行固定，第二连接平板303的立面上开设有两个螺纹孔，且螺纹孔内螺纹连接有螺杆306，螺杆306的一端安装有第二转盘307，另一端安装有顶盘308，通过对第二转盘307旋转，操作螺杆306控制顶盘308顶紧船舷，第一连接平板302的顶部安装有第一卡管，且第一卡管内卡合连接有第二卡管，所述第一卡管和第二卡管之间套管连接，第二卡管与外管408固定连接，用于对旋转架400和船体安装架300相连接；

请参阅附图2，本申请实施例提供了第二集成单元500，第二集成单元500包括T字形安装架，顶部一组中空接管200通过第二法兰盘700与T字形安装架相连接，T字形安装架用于连接GNSS和IMU系统，T字形安装架包括横梁部501和竖杆部502，横梁部501的两侧以及中部焊接有螺纹杆503，两侧两个螺纹杆用于差分GNSS定位，中间1个螺纹杆连接用于基站GNSS定位，两种定位方法可以单独使用也可以混合使用，竖杆部502侧边的底部安装有IMU安装平台504，其中第二法兰盘700开设有缺口，且缺口处能够穿过换能器101和表面声速仪102的缆线；

上述安装装置将所有系统设备以刚性的方式连接，只需第一次使用时量取各设备相对于船体坐标系的位置坐标后无须再重复量取，同样的IMU与换能器101相对位置的刚性连接解决了重复校正姿态的问题，该装置同时巧妙的解决了吃水测量的问题以及在不进行测量时将换能器101提出水面避免可能的生物附着。

请参阅附图1至附图6，本申请实施例提供了一种多波束测深系统船体安装装置的使用方法，其步骤如下：

步骤一：根据船舷距船龙骨的距离选择中空接管200的个数，并进行安装；

步骤二：将换能器101与表面声速仪102的缆线穿过中空接管200从第二法兰盘700缺口处导出；

步骤三：在T字形安装架上安装GNSS和IMU系统；

步骤四：根据船舷宽度调节船体外侧固定架和船体内侧固定架两部分间距；

步骤五：调节孔洞402与穿孔403位置，对中空接管200的吃水深度进行调节；

步骤六：利用旋转架400旋转，使中空接管200垂直进入水中开始测量。

本申请实施例一种多波束测深系统船体安装装置的实施原理为：

工作时，根据船舷距船龙骨的距离选择中空接管200的个数，并通过第一法兰盘600连接，并将第一集成单元100通过第一法兰盘600与底部的一组中空接管200连接；

工作时，顶部的一组中空接管200通过第二法兰盘700与T字形安装架相连接，且换能器101与表面声速仪102的缆线从中空接管200内穿过，从第二法兰盘700的缺口处导出；

工作时，根据船舷宽度调节船体外侧固定架和船体内侧固定架两部分间距，并对螺杆306进行旋转，控制顶盘308顶紧船舷，对船体安装架300固定；

工作时，调节孔洞402与穿孔403位置，并将插销406插入固定，对中空接管200的吃水深度进行调节；

工作时,通过内管407和外管408转动连接，使中空接管200旋转，使中空接管200能够垂直进入水中开始测量，同时，通过调节轴409与外管408螺纹连接，便于对中空接管200的位置进行拉近或移出。

Claims (10)

1.一种多波束测深系统船体安装装置，其特征在于，包括：

多组中空接管、第一集成单元、第二集成单元和船体安装架，以及旋转架；

多个所述中空接管与所述第一集成单元之间通过第一法兰盘相依次连接，顶部一组所述中空接管的一端设置有第二集成单元；

所述旋转架位于顶部一组所述中空接管的外部，用于对所述中空接管进行旋转，使所述中空接管能够垂直进入水中开始测量，完成测量可后旋转至水平，使所述第一集成单元暴露在空气中，利用设备保养。

2.根据权利要求1所述的多波束测深系统船体安装装置，其特征在于：所述第一集成单元包括换能器和表面声速仪，且换能器和表面声速仪集成安装成一体，所述中空接管内部有穿过换能器与表面声速仪的缆线。

3.根据权利要求1所述的多波束测深系统船体安装装置，其特征在于：靠近所述第一集成单元的一组所述中空接管的侧面设置有深度标尺，靠近所述第一集成单元的一组所述中空接管上还对称安装有两个穿绳耳。

4.根据权利要求1所述的多波束测深系统船体安装装置，其特征在于：所述旋转架包括设置于顶部一组所述中空接管外部两侧的固定管架，其中一组所述固定管架上安装有内管，且内管外可转动连接有外管，所述外管内螺纹连接有调节轴，且调节轴的一端安装有第一转盘，所述调节轴的另一端与所述内管转动连接，所述外管上设置有与船体相连接的船体安装架。

5.根据权利要求4所述的多波束测深系统船体安装装置，其特征在于：所述固定管架内开设有孔洞，并且顶部一组所述中空接管内开设有多组等间距穿孔，其中一组所述穿孔与所述孔洞对齐，并且内部活动插设有插销，用于对所述固定管架与所述中空接管固定。

6.根据权利要求4所述的多波束测深系统船体安装装置，其特征在于：所述船体安装架包括船体外侧固定架和船体内侧固定架；

所述外侧固定架包括两组接管固定架和第一连接平板，两组所述接管固定架和第一连接平板固定连接，两组所述接管固定架底部有三角形隔档防止中空接管滑动，两固定架之间有连接多个固定件；

所述内侧固定架包括第二连接平板，且第二连接平板与第一连接平板相连接，第二连接板水平面开设6个螺纹孔，螺纹孔在螺杆旋入后螺杆端螺母面完全嵌入第二连接板水平面内，所述第二连接平板的立面上开设有两个螺纹孔，且螺纹孔内螺纹连接有螺杆，所述螺杆的一端安装有第二转盘，所述螺杆的另一端安装有顶盘。

7.根据权利要求6所述的多波束测深系统船体安装装置，其特征在于：所述第一连接平板的顶部安装有第一卡管，且第一卡管内卡合连接有第二卡管，所述第一卡管和第二卡管之间套管连接，所述第二卡管与外管固定连接。

8.根据权利要求2所述的多波束测深系统船体安装装置，其特征在于：所述第二集成单元包括T字形安装架，且T字形安装架通过第二法兰盘与顶部一组所述中空接管相连接，所述T字形安装架包括横梁部和竖杆部，所述横梁部的两侧以及中部焊接有螺纹杆，两侧两个螺纹杆用于差分GNSS定位，中间1个螺纹杆连接用于基站GNSS定位，两种定位方法可以单独使用也可以混合使用，所述竖杆部侧边的底部安装有IMU安装平台。

9.根据权利要求8所述的多波束测深系统船体安装装置，其特征在于：所述第二法兰盘开设有缺口，且缺口处能够穿过换能器和表面声速仪的缆线。

10.一种多波束测深系统船体安装装置的使用方法，包括如权利要求1-9任一项所述的多波束测深系统船体安装装置，其特征在于，其步骤如下：

步骤一：根据船舷距船龙骨的距离选择中空接管的个数，并进行安装；

步骤二：将换能器与表面声速仪的缆线穿过中空接管从第二法兰盘缺口处导出；

步骤三：在T字形安装架上安装GNSS和IMU系统；

步骤四：根据船舷宽度调节船体外侧固定架和船体内侧固定架两部分间距；

步骤五：调节孔洞与穿孔位置，对中空接管吃水深度调节；

步骤六：利用旋转架旋转，使中空接管垂直进入水中开始测量。

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