CN116923644A - 一种协同测绘作业设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测绘设备技术领域，公开了一种协同测绘作业设备，包括船体，所述船体内设有与外界连通的吊舱，在吊舱内顶端设有卷扬机构和测绘模块，测绘模块通过牵引绳与卷扬机构连接，在吊舱内壁面设有至少两组调节机构，调节机构通过设置的固定管与测绘模块固定，本发明通过固定管对测绘模块的位置进行限位，使其始终沿通过船体的铅垂线方向上下移动,减少测绘模块的位置漂移幅度，提高测绘精度。

Description

一种协同测绘作业设备

技术领域

本发明涉及测绘设备技术领域，具体为一种协同测绘作业设备。

背景技术

测绘字面理解为测量和绘图，是以计算机技术、光电技术、网络通讯技术、空间科学、信息科学为基础，以全球导航卫星定位系统(GNSS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)为技术核心，选取地面已有的特征点和界线并通过测量手段获得反映地面现状的图形和位置及其相关信息，供工程建设、规划设计和行政管理之用，其中，以海洋水体和海底为对象，研究海洋地位、测定海洋大地水准面和平均海面、海底和海面地形、海洋重力以及海洋磁力、海洋环境等自然和社会信息的地理分布及其编制各种海图的理论技术的学科；漂浮在海面的测绘装置在洋流的作用下其位置会发生飘移，影响测绘精度，同时海洋测绘设备长时间漂浮在海中时，海洋中的动植物会附着在测绘设备上，生物附着可以引起某些观测数据持续漂移，影响通讯设备可靠性，还能影响测绘设备的散热、水动力流场以及对机械机构带来的额外腐蚀等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固定管对测绘模块的位置进行限位，使其始终沿通过船体的铅垂线方向上下移动,减少测绘模块的位置漂移幅度，提高测绘精度的系统测绘作业设备,以解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种协同测绘作业设备，包括船体和设在其内的电池模块，所述船体内设有与外界连通的吊舱，在吊舱顶端设有卷扬机构，在吊舱内设有测绘模块，测绘模块通过牵引绳与卷扬机构连接，在吊舱内壁面设有多个调节机构，调节机构通过设置的固定管与测绘模块固定。

优选的，固定管从外到内依次为保护套、复合层和电流变液囊柱，多个电流变液囊柱依次首尾相连在固定管内，在电流变液囊柱之间设有绝缘隔离垫，在电流变液囊柱外侧面设有条状导电带，导电带贯穿复合层并沿其中心线对称布置，保护套的截面呈椭圆状，在保护套长轴两端对称的设有一组导线槽，导线槽靠近导电带侧与其共面，在导电带靠近导线槽侧设有多个触点，还包括设在导线槽内的导线，导线与船体内的电池模块连接。

优选的，船体内还设有液压模块；固定管内设有多个沿轴线贯穿电流变液囊柱的毛细管网，毛细管网与液压模块连通；在导线槽内壁面涂覆有疏水层，在保护套外侧面设有将导线槽包裹的隔水垫；复合层从外到内依次为防水层、绝缘层、抗压层和柔性层，复合层和电流变液囊柱的横截面为圆形。

优选的，吊舱包括舱体，舱体包括一体化连接的顶板、斜板和侧板，顶板为正多边形，舱体包括正多边形优选为八边形的顶板，还包括与顶板一体化连接的斜板，斜板与顶板的夹角优选为135度，还包括沿斜板一端向下延伸到船体船舱底板的侧板，在斜板中部设有用于束缚固定管的调节机构，调节机构包括嵌在斜板内的固定框，固定框呈中空将斜板两侧贯通，在固定框内侧面设有一组挤压轮，挤压轮与固定框转动连接，在挤压轮外侧面设有挤压槽，挤压槽为长短轴与固定管相同的半椭圆形绕挤压轮轴线一周所得环形槽，两个挤压轮的挤压槽之间所围区域构成用于将导线压入导线槽中的挤压腔；在斜板外侧面设有副卷扬机构，固定管缠绕在副卷扬机构上。

优选的，固定框内侧面靠近副卷扬机构侧设有导线挤压辊，导线挤压辊包括转轴，转轴与固定框内侧面垂直，导线挤压辊的转轴与挤压轮的转轴所在面与斜板的两平行外侧面垂直，在转轴中部设有与挤压槽滚动连接的挤压椭球，在挤压槽壁面中部设有用于对导线进行限位的导线限位槽。

优选的，固定框远离副卷扬机构端设有导向模块，导向模块入口端与挤压腔连通，导向模块与固定框转动连接，优选的，副卷扬机构包括固定管卷扬器和铜缆卷扬器，两个铜缆卷扬器沿固定管卷扬器轴心线对称布置；在舱体的顶板中心处设有用于牵引绳通过的主通孔。

优选的，导向模块包括基座，基座螺接在固定框内侧端，还包括导向管，导向管与基座转动连接，在导向管外侧周向设有限位杆，限位杆沿导向管轴线对称分布；导向管沿轴向靠近基座端向外依次为烘干段和清洗段，在烘干段内侧周向设有出风口，在烘干段外侧面设有进风口，在清洗段内侧周向设有出水口，在清洗段外侧面设有进水口，清洗段的内径沿轴向逐渐增大。

优选的，船体两侧设有发电模块，在船体两侧设有动臂，动臂的输出端与发电模块连接，在动臂上设有波浪能吸收模块并与电池模块连接，发电模块与电池模块连接。

优选的，船体还包括将吊舱包裹的气密舱，在船体内设有气体发生器，气体发生器通过多通阀与气密舱连通，在船体上端设有与电池模块连接的通讯模块和视觉传感器；在船体尾部设有与电池模块连接的船舵，在船体连接的海水淡化模块，具体的海水淡化模块的出水口与进水口连通；在船体的船底外侧面涂覆有纳米防污层和有机硅氧烷防附着层。

优选的，发电模块包括太阳能电池板，在太阳能电池板下端设有水箱，水箱与气体发生器和海水淡化模块连通。

本发明对于现有技术,具有以下有益效果:

1.通过固定管中的电流变液囊柱的通电状态的控制，来控制固定管的软硬状态，从而实现测绘模块在下潜过程中位置的精确控制和抗扰动能力；

2.通过导向管中的清洗段和烘干段对固定管进行清洗和干燥，同时在固定管表面涂覆抗附着涂层，从而实现提高固定管抗生物附着的能力和清理生物附着物的能力；

3.通过在发电模块下端安装水箱，使得发电模块在供应船体能源的同时，还能控制船体的上浮和下潜，同时在船体移动过程中为船体提供一定的防护。

附图说明

图1为本发明船体示意图；

图2为本发明船体正视图；

图3为本发明吊舱仰视图；

图4为本发明吊舱AA图；

图5为本发明固定管示意图；

图6为本发明固定管截面图；

图7为本发明调节机构示意图；

图8为本发明调节机构俯视图；

图9为本发明调节机构BB图；

图10为本发明导向模块示意图；

图11为本发明导向模块剖视图；

图12为本发明发电模块示意图。

图中：船体1、发电模块2、太阳能电池板201、水箱202、动臂3、通讯模块4、视觉传感器5、气体发生器6、船舵7、电池模块8、卷扬机构9、测绘模块10、吊舱11、调节机构12、固定框1201、挤压轮1203、挤压腔1204、导线挤压辊1205、固定管13、保护套1301、导线槽1302、复合层1303、毛细管网1304、电流变液囊柱1305、导线1306、斜板14、主通孔15、副卷扬机构16、导向模块17、基座1701、导向管1702、限位杆1703、清洗段1704、烘干段1705、进水口1706、进风口1707。

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。

如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种协同测绘作业设备，该作业设备包括船体1和设在其内的电池模块8，以实现为船体1提供动力，船体1对电池模块8起到封装和保护的作用，其中，船体1内设有与外界连通的吊舱11，在吊舱11顶端设有卷扬机构9，在吊舱11内设有测绘模块10，测绘模块10通过牵引绳与卷扬机构9连接，在吊舱11内壁面设有多个调节机构12，调节机构12通过设置的固定管13与测绘模块10固定，卷扬机构9通过牵引绳控制测绘模块10在海洋中的深度位置，从而实现对测绘模块10在深度位置的控制。

可以理解的是，在本实施例中，在吊舱11内壁面设有多个调节机构12，调节机构12通过设置的固定管13与测绘模块10固定，在上述结构下，在测绘模块10上还设有多个固定管13，固定管13的另一端通过调节机构12，从而在前后左右方向上看，多个固定管13之间的连线构成等腰三角形结构，使得测绘模块10在下潜过程中其下潜轨迹沿三角形的垂线方向运动，提高测绘模块10抗微流扰动的能力，但在较强洋流时固定管13会发生弯曲或漂移使得测绘模块10的测绘精度下降。

如图5所示，图5为本发明固定管示意图，一种实施例中，固定管13从外到内依次为保护套1301、复合层1303和电流变液囊柱1305，多个电流变液囊柱1305依次首尾相连在固定管13内，在电流变液囊柱1305之间设有绝缘隔离垫，在电流变液囊柱1305外侧面设有条状导电带，导电带贯穿复合层1303并沿其中心线对称布置，保护套1301的截面呈椭圆状，在保护套1301长轴两端对称的设有一组导线槽1302，导线槽1302靠近导电带侧与其共面，在导电带靠近导线槽1302侧设有多个触点，还包括设在导线槽1302内的导线1306，导线1306与船体1内的电池模块8连接。

可以理解的是，为了提高测绘模块10抗较强洋流扰动的能力，将通过多个不相连的且绝缘的电流变液囊柱1305依次首尾相连在复合层1303内，同时在复合层1303上安装导电带，导电带贯贯穿复合层13603的内外并与电流变液囊柱1305中的电流变液电性连接，然后通过保护套1301将复合层1303包裹，在保护套1301长轴两端对称的设有一组导线槽1302，通过设在导线槽1302内的导线1306实现电流变液囊柱1305的通电，电流变液在通电后变为固体，使得固定管13管身变硬，从而使得在固定管13处于较强洋流中时不在发生弯曲或漂移，使固定管13在从多方向观察时其连线组成的等腰三角形结构较为稳固，不易发生形变，测绘模块10在下潜过程中其下潜轨迹沿三角形的垂线方向运动，提高测绘模块10抗强流扰动的能力。

如图6所示，图6为本发明固定管截面图，一种实施例中，船体1内还设有液压模块；固定管13内设有多个沿轴线贯穿电流变液囊柱1305的毛细管网1304，毛细管网1304与液压模块连通；在导线槽1302内壁面涂覆有疏水层，在保护套1301外侧面设有将导线槽1302包裹的隔水垫；复合层1303从外到内依次为防水层、绝缘层、抗压层和柔性层，复合层1303和电流变液囊柱1305的横截面为圆形。

可以理解的是，为了进一步提高测绘模块10抗风浪和强洋流扰动的能力，在固定管13内有多个沿轴线贯穿电流变液囊柱1305的毛细管网1304，毛细管网1304与液压模块连通，液压模块为毛细管网1304加压，从而使得固定管13的强度进一步增强，使固定管13在从多方向观察时其连线组成的等腰三角形结构更为稳固，很难易发生形变，测绘模块10在下潜过程中其下潜轨迹沿三角形的垂线方向运动，提高测绘模块10抗强流扰动的能力。

如图3和4所示，图3为本发明吊舱仰视图；图4为本发明吊舱AA图，一种实施例中，吊舱11包括舱体，舱体包括一体化连接的顶板、斜板14和侧板，顶板为正多边形，舱体包括正多边形优选为八边形的顶板，还包括与顶板一体化连接的斜板14，斜板14与顶板的夹角优选为135度，还包括沿斜板14一端向下延伸到船体1船舱底板的侧板，在斜板14中部设有用于束缚固定管13的调节机构12，在斜板14外侧面设有副卷扬机构16，固定管13缠绕在副卷扬机构16上；

可以理解的是，吊舱11的斜板14有八个且规格相同，调节机构12均安装在斜板14的中部，调节机构12沿吊舱11的轴心线轴对称，测绘模块10在下潜过程中固定管13沿吊舱11的轴心线轴对称且固定管13的伸长长度相同，使得，固定管13所围等腰三角形的垂线通过吊舱11的轴心线，在上述结构下，各个副卷扬机构16以相同的速率将固定管13放出，并通过各个调节机构12后与测绘模块10连接，四组对称布置的固定管13将测绘模块10的位置进行限位，从而使得测绘模块10在下潜过程中下潜过程中沿吊舱11的轴心线向下运动，提高测绘模块10在下潜过程中的位置精度，进而提高测绘精度。

图8所示，图8为本发明调节机构俯视图；一种实施例中，调节机构12包括嵌在斜板14内的固定框1201，固定框1201呈中空将斜板14两侧贯通，在固定框1201内侧面设有一组挤压轮1203，挤压轮1203与固定框1201转动连接，在挤压轮1203外侧面设有挤压槽，挤压槽为长短轴与固定管13相同的半椭圆形绕挤压轮1203轴线一周所得环形槽，两个挤压轮1203的挤压槽之间所围区域构成用于将导线1306压入导线槽1302中的挤压腔1204。

可以理解的是，当固定管13通过调节机构12的挤压腔1204时，挤压轮1203将导线1306压入导线槽1302中，从而实现为通过挤压腔1204的电流变液囊柱1305的通电，通电后的电流变液囊柱1305硬度变大，从而实现使将固定管13变硬的作用。

如图7和9所示，图7为本发明调节机构示意图；图9为本发明调节机构BB图，一种实施例中，固定框1201内侧面靠近副卷扬机构16侧设有导线挤压辊1205，导线挤压辊1205包括转轴，转轴与固定框1201内侧面垂直，导线挤压辊1205的转轴与挤压轮1203的转轴所在面与斜板14的两平行外侧面垂直，在转轴中部设有与挤压槽滚动连接的挤压椭球，在挤压槽壁面中部设有用于对导线进行限位的导线限位槽。

副卷扬机构16包括固定管卷扬器和铜缆卷扬器，两个铜缆卷扬器沿固定管卷扬器轴心线对称布置；在舱体的顶板中心处设有用于牵引绳通过的主通孔15。

可以理解的是，将导线1306穿过导线挤压辊1205与挤压轮1203之间的导线限位槽，在测绘模块10测绘完成后，将测绘模块10收回时，导线被导线挤压辊1205阻挡从而从导线槽1302中剥离，实现导线1306与电流变液囊柱1305的分离，电流变液囊柱1305断电后变软，变软后的固定管13主体通过导线挤压辊1205之间的区域后回卷副卷扬机构16的固定管卷扬器，导线1306回卷到铜缆卷扬器上，从而实现固定管13回收后变软的作用。

如图10和11所示，图10为本发明导向模块示意图；图11为本发明导向模块剖视图，一种实施例中，固定框1201远离副卷扬机构16端设有导向模块17，导向模块17入口端与挤压腔1204连通，导向模块17与固定框1201转动连接。

导向模块17包括基座1701，基座1701螺接在固定框1201内侧端，还包括导向管1702，导向管1702与基座1701转动连接，在导向管1702外侧周向设有限位杆1703，限位杆1703沿导向管1702轴线对称分布。

可理解的是，为了对固定管13的角度进行调节，在沿固定框1201长度方向上安装基座1701，基座1701上安装的转轴的轴心线沿基座1701的宽度方向，即导向管1702在吊舱11内只能在垂直方向摆动，不能在水平方向摆动，从而实现缩小固定管13的自由度，提高测绘模块10在下潜过程中的位置精度。

一种实施例中，导向管1702沿轴向靠近基座1701端向外依次为烘干段1705和清洗段1704，在烘干段1705内侧周向设有出风口，在烘干段1705外侧面设有进风口1707，在清洗段1704内侧周向设有出水口，在清洗段1704外侧面设有进水口1706，清洗段1704的内径沿轴向逐渐增大。

可以理解的是，固定管13在回收时通过导向管1702时，清洗段1704和烘干段1705工作，清洗段1704将淡水在高压高速的状态下通过出水口对固定管13进行清扫，去除上面附着的生物，清除干净后的固定管13经过烘干段1705后通过热风进行干燥加热，从而使得固定管13保持干净。

如图1、2和12所示，一种实施例中，船体1两侧设有发电模块2，在船体两侧设有动臂3，动臂3的输出端与发电模块2连接，在动臂3上设有波浪能吸收模块并与电池模块8连接，发电模块2与电池模块8连接。

船体1还包括将吊舱11包裹的气密舱，在船体1内设有气体发生器6，气体发生器6通过多通阀与气密舱连通，在船体1上端设有与电池模块8连接的通讯模块6和视觉传感器5；在船体1尾部设有与电池模块8连接的船舵7，在船体1内设有与导向模块17连接的海水淡化模块，具体的海水淡化模块的出水口与进水口1706连通；在船体1的船底外侧面涂覆有纳米防污层和有机硅氧烷防附着层。

发电模块2包括太阳能电池板201，在太阳能电池板201下端设有水箱202，水箱202与气体发生器6和海水淡化模块连通。

可以理解的是，为实现吊舱11的开闭功能，在吊舱11底端设有与液压模块连接的液压舱门，在吊舱11内部顶端设有高压喷嘴，高压喷嘴用于对测绘模块10进行清洁，为了提高测绘模块10的位置精度，在船体1上设有船锚和定位模块，当船体1漂浮在海面上时，动臂3展开将与其连接的发电模块2展开在海面上，通过发电模块2的太阳能充电板201和波浪能吸收模块将光能和动能转化为电能储存在电池模块8中，当需要暂避风浪时或对较深区域的海区进行测绘时，通过动臂3将发电模块2从水平状态调整到竖直状态，通过海水淡化模块向水箱202中充水，从而使得船体1开始下潜，在下潜过程中通过气体发生器6向吊舱11中冲入气体，保持吊舱11中不会被水淹没，船体1在下潜过程中附着在测绘模块10上的浅水生物会随着深度的增加而逐渐从测绘模块10和船体1上脱落，为了增强测绘模块10预防生物附着的能力，在测绘模块10和固定管13表面设有超疏水涂层和有机硅氧烷防附着层，同时在距测绘模块10表面1-10mm处，优选5mm处设有一层石墨烯过滤膜。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种协同测绘作业设备，包括船体和设在其内的电池模块，其特征在于：所述船体内设有与外界连通的吊舱，在吊舱顶端设有卷扬机构，在吊舱内设有测绘模块，测绘模块通过牵引绳与卷扬机构连接，在吊舱内壁面设有多个调节机构，调节机构通过设置的固定管与测绘模块固定。

2.根据权利要求1所述协同测绘作业设备，其特征在于：所述固定管从外到内依次为保护套、复合层和电流变液囊柱，在电流变液囊柱之间设有绝缘隔离垫，在电流变液囊柱外侧面设有条状导电带，导电带贯穿复合层并沿其中心线对称布置，保护套的截面呈椭圆状，在保护套长轴两端对称的设有一组导线槽，导线槽靠近导电带侧与其共面，在导电带靠近导线槽侧设有多个触点，还包括设在导线槽内的导线，导线与船体内的电池模块连接。

3.根据权利要求2所述协同测绘作业设备，其特征在于：所述船体内还设有液压模块；所述固定管内设有多个沿轴线贯穿电流变液囊柱的毛细管网，毛细管网与液压模块连通；在导线槽内壁面涂覆有疏水层，在保护套外侧面设有将导线槽包裹的隔水垫；复合层从外到内依次为防水层、绝缘层、抗压层和柔性层，复合层和电流变液囊柱的横截面为圆形。

4.根据权利要求3所述协同测绘作业设备，其特征在于：所述吊舱包括舱体，舱体包括一体化连接的顶板、斜板和侧板，顶板为正多边形，在斜板中部设有用于束缚固定管的调节机构，调节机构包括嵌在斜板内的固定框，固定框呈中空将斜板两侧贯通，在固定框内侧面设有一组挤压轮，挤压轮与固定框转动连接，在挤压轮外侧面设有挤压槽，挤压槽为长短轴与固定管相同的半椭圆形绕挤压轮轴线一周所得环形槽，两个挤压轮的挤压槽之间所围区域构成挤压腔；在斜板外侧面设有副卷扬机构，固定管缠绕在副卷扬机构上。

5.根据权利要求4所述协同测绘作业设备，其特征在于：所述固定框内侧面靠近副卷扬机构侧设有导线挤压辊，导线挤压辊包括转轴，转轴与固定框内侧面垂直，导线挤压辊的转轴与挤压轮的转轴所在面与斜板的两平行外侧面垂直，在转轴中部设有与挤压槽滚动连接的挤压椭球，在挤压槽壁面中部设有导线限位槽。

6.根据权利要求5所述协同测绘作业设备，其特征在于：所述固定框远离副卷扬机构端设有导向模块，导向模块入口端与挤压腔连通，导向模块与固定框转动连接，所述副卷扬机构包括固定管卷扬器和铜缆卷扬器，两个铜缆卷扬器沿固定管卷扬器轴心线对称布置；在舱体的顶板中心处设有用于牵引绳通过的主通孔。

7.根据权利要求6所述协同测绘作业设备，其特征在于：所述导向模块包括基座，基座螺接在固定框内侧端，还包括导向管，导向管与基座转动连接，在导向管外侧周向设有限位杆，限位杆沿导向管轴线对称分布；导向管沿轴向靠近基座端向外依次为烘干段和清洗段，在烘干段内侧周向设有出风口，在烘干段外侧面设有进风口，在清洗段内侧周向设有出水口，在清洗段外侧面设有进水口，清洗段的内径沿轴向逐渐增大。

8.根据权利要求7所述协同测绘作业设备，其特征在于：所述船体两侧设有发电模块，在船体两侧设有动臂，动臂的输出端与发电模块连接，在动臂上设有波浪能吸收模块并与电池模块连接，发电模块与电池模块连接。

9.根据权利要求8所述协同测绘作业设备，其特征在于：所述船体还包括将吊舱包裹的气密舱，在船体内设有气体发生器，气体发生器通过多通阀与气密舱连通，在船体上端设有与电池模块连接的通讯模块和视觉传感器；在船体尾部设有与电池模块连接的船舵，在船体连接的海水淡化模块；在船体的船底外侧面涂覆有纳米防污层和有机硅氧烷防附着层。

10.根据权利要求9所述协同测绘作业设备，其特征在于:所述发电模块包括太阳能电池板，在太阳能电池板下端设有水箱，水箱与气体发生器和海水淡化模块连通。