CN207277408U - 一种挖泥船挖掘深度监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种挖泥船挖掘深度监测系统，包括：第一旋转角度传感器、第二旋转角度传感器、定位装置和处理器，所述第一旋转角度传感器、所述第二旋转角度传感器和所述定位装置分别与所述处理器连接；所述第一旋转角度传感器设置于机械前臂与机械后臂的连接处，所述第二旋转角度传感器设置于所述机械后臂与船体的连接处，所述定位装置设置于所述船体。本实用新型通过测量挖泥船机械前臂与机械后臂的旋转角度、机械后臂与船体的旋转角度以及船体的高程信息，实现了对挖掘深度的监测，为挖泥船操作者提供实时、准确的挖掘深度信息，提高了清淤疏浚的效率，防止了河床被破坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及清淤疏浚机械领域，具体涉及一种盲视条件下高精度深度监测系统。
背景技术
挖泥船负责在航道、河道或排污渠进行清淤疏浚作业，实现水道畅通，以便其他船舶顺利通过。根据施工特点，挖泥船可以分为耙吸式、铰吸式、链斗式、挖斗式和铲斗式等。
其中，挖斗式挖泥船通过安装在船体上的类似挖掘机机械臂和安装在机械臂末端的挖泥斗来进行挖泥作业；由于挖泥斗在水下作业，因此操作者不能准确地掌握挖泥斗在水下的具体位置，也无法准确判断挖掘深度；但是，由于清淤疏浚工程通常对挖掘深度有严格要求，如果挖泥深度太浅则无法实现清淤疏浚的效果，挖泥深度太深则会将河床挖坏而导致河水渗漏。
现有技术中，为了对挖泥斗的深度进行监测，通常在挖泥斗上固定一个铅锤标尺；在操作时，操作者通过肉眼观察标尺没入水中的刻度来估算挖泥斗的深度。因此，现有技术至少存在以下技术缺陷：操作者通过观察标尺只能大致掌握挖泥斗的深度信息，该深度信息并不准确；并且，当标尺进入操作者的视野盲区后，即进入了盲视条件后，无法对挖掘深度进行有效监测，操作者完全无法得知挖泥斗所处的深度，这给挖泥作业带来了极大的不便，也给河床和航道疏浚作业带来了安全隐患。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上诉缺陷，本实用新型提供一种盲视条件下高精度深度监测系统。
本实用新型提供一种挖泥船挖掘深度监测系统，包括：第一旋转角度传感器、第二旋转角度传感器、定位装置和处理器，所述第一旋转角度传感器、所述第二旋转角度传感器和所述定位装置分别与所述处理器连接；所述第一旋转角度传感器设置于机械前臂与机械后臂的连接处，所述第二旋转角度传感器设置于所述机械后臂与船体的连接处，所述定位装置设置于所述船体。
所述系统还包括：显示装置，所述显示装置与所述处理器连接。
所述系统还包括：相对零点设置按钮，所述相对零点设置按钮与所述处理器连接。
所述系统还包括：吃水传感器，所述吃水传感器设置于所述船体并与所述处理器连接。
所述系统还包括：挖泥斗开口度传感器，所述挖泥斗开口度传感器设置于挖泥斗并与所述处理器连接。
所述系统还包括多个可拆卸防护罩，所述可拆卸防护罩设置于所述第一旋转角度传感器、所述第二旋转角度传感器和所述挖泥斗开口度传感器的外部。
所述系统还包括：测深仪，所述测深仪与所述处理器连接。
其中，所述定位装置包括北斗定位装置或GPS定位装置。
其中，所述显示装置为液晶显示屏。
其中，所述处理器为工业计算机。
本实用新型提供的盲视条件下高精度深度监测系统，通过测量挖泥船机械前臂与机械后臂的旋转角度、机械后臂与船体的旋转角度以及船体的高程信息，实现了对挖掘深度的监测，为挖泥船操作者提供实时、准确的挖掘深度信息，提高了清淤疏浚的效率，防止了河床被破坏。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的挖泥船挖掘深度监测系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的挖泥船挖掘深度监测系统的计算原理示意图；
图中：1：显示装置；2：人机交互界面；3：船体；4：处理器； 5：第一旋转角度传感器；6：机械前臂；7：挖泥斗；8：机械后臂； 9：第二旋转角度传感器。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
图1为本实用新型实施例提供的挖泥船挖掘深度监测系统的结构示意图，如图1所示，包括：第一旋转角度传感器5、第二旋转角度传感器9、定位装置和处理器4，所述第一旋转角度传感器5、所述第二旋转角度传感器9和所述定位装置分别与所述处理器4连接；所述第一旋转角度传感器5设置于机械前臂6与机械后臂8的连接处，所述第二旋转角度传感器9设置于所述机械后臂8与船体3的连接处，所述定位装置设置于所述船体3。
其中，挖泥船主要由船体3、机械后臂8、机械前臂6和挖泥斗 7组成。其中，机械后臂8的一端与船体3连接并能够相对于船体3 转动；机械前臂6的一端与机械后臂8的另一端连接并能够相对于机械后臂8转动；挖泥斗7与机械前臂6的另一端连接。
其中，旋转角度传感器用于测量机械臂之间以及机械臂与船体之间的夹角。本实施例中的旋转角度传感器至少包括两个，其中的第一旋转角度传感器5设置于机械前臂6与机械后臂8的连接处，用于测量机械前臂6与机械后臂8之间的角度B；其中的第二旋转角度传感器9设置与机械后臂8与船体3的连接处，用于测量机械后臂8相对于挖泥船船舷平面的角度A(机械后臂8与船体3的连接处位于船舷平面)。挖泥船通过改变角度A和角度B调整挖泥斗7 在水中的深度，实现挖泥清淤。
其中，定位装置设置于船体上，用于测量挖泥船实时的定位信息以及高程信息；其中，定位信息反映当前挖泥船所处的地理位置信息；高程信息反映当前挖泥船相对于水面的高度信息。
图2为本实用新型实施例提供的挖泥船挖掘深度监测系统的计算原理示意图，如图2所示，可以预先测量得到机械前臂长度L1和机械后臂长度L2；所述深度监测系统在实际工作时，通过第一旋转角度传感器5获取角度B，通过第二旋转角度传感器9获取角度A；根据上述A、B、L1和L2的值，基于几何原理能够求取D1；再根据定位装置能够获取挖泥船的高程信息，进一步可以获取D2； D3＝D1-D2，D3即为挖泥船的挖掘深度；上述数据的计算过程可以通过处理器4获取。
应当说明的是，深度监测系统并不限于获取挖掘深度值，在获取挖泥斗7的深度信息(即竖直方向)上的位移情况的同时，还可以获取其水平方向的位移情况；基于上述两个方向的位移情况可以得到挖泥斗7的位置信息；通过实时计算，能够准确获取挖泥斗7 的运动轨迹，为操作者提供有效的参考。
本实用新型提供的挖泥船挖掘深度监测系统，通过测量挖泥船机械前臂与机械后臂的旋转角度、机械后臂与船体的旋转角度以及船体的高程信息，实现了对挖掘深度的监测，为挖泥船操作者提供实时、准确的挖掘深度信息，提高了清淤疏浚的效率，防止了河床被破坏。
在上述任一实施例的基础上，所述系统还包括：显示装置1，所述显示装置1与所述处理器4连接。
具体地，显示装置1与处理器4连接，处理器4获取到挖泥斗7 的挖掘深度或位置信息后，可以通过显示装置1进行实时地显示，帮助操作者进行挖泥操作。
另外，还可以在显示装置1上构建人机交互界面2；操作者可以通过人机交互界面2输入挖泥船的相关参数，例如机械臂长度、船长或船宽等数据，使得深度监测系统能够应用于多种类型挖泥船，且使监测数据更加准确。
在上述任一实施例的基础上，所述系统还包括：相对零点设置按钮，所述相对零点设置按钮与所述处理器4连接。
具体地，当操作者在操作过程中，目测到挖泥斗最下端接近水面时，可以触动相对零点设置按钮，将当前的挖掘深度值设置为零；当挖泥斗7继续向下进入水面后，深度值为相对于水面的深度。通过相对零点设置按钮，使操作者能够根据实际水面进行相对零点的设置，提高了挖掘深度监测的精确度。
在上述任一实施例的基础上，所述系统还包括：吃水传感器，所述吃水传感器设置于所述船体并与所述处理器4连接。
具体地，吃水传感器设置在挖泥船的船体3上，用于测量挖泥船的吃水；吃水是船舶浸在水里的深度。通过吃水传感器能够获取挖泥船的吃水信息，而根据吃水信息及机械后臂8与船体3的连接处的相对位置关系，能够更准确的获取水面与挖泥斗7的相对位置关系，即更加准确地获取深度信息。
在上述任一实施例的基础上，所述系统还包括：挖泥斗开口度传感器，所述挖泥斗开口度传感器设置于挖泥斗并与所述处理器连接。
具体地，挖泥斗开口度传感器设置于挖泥斗7上，并能够测量挖泥斗7的开口程度；将挖泥斗的开口度向操作者进行展示后，使操作者更好地掌控挖泥斗7的工作状况，更加准确地将挖泥斗7下放到指定的位置和深度。
在上述任一实施例的基础上，还包括多个可拆卸防护罩，所述可拆卸防护罩设置于所述第一旋转角度传感器、所述第二旋转角度传感器和所述挖泥斗开口度传感器的外部。
具体地，由于挖泥船的工作环境恶劣，特别是传感器可能浸没在水中；而温度、湿度、盐碱度和船体振动对旋转角度传感器的测量精度、使用寿命等方面有较大影响；因此可以设置可拆卸防护罩，该防护罩设置于旋转角度传感器和挖泥斗开口度传感器的外部，能够有效防护对传感器产生影响的外部干扰。
在上述任一实施例的基础上，所述系统还包括：测深仪，所述测深仪与所述处理器4连接。
其中，测深仪是新一代全数字化、电脑化产品，具有防尘、防水、抗震功能，是集水深测量、软件图形导航、定位数据、水深数据采集功能一体化的测量设备，是海洋、江河、湖泊、土地深度测量和开采、港口、航道疏浚工程测量的理想设备。操作人员通过测深仪能准确掌握当前作业地点的水文地理信息，从而进行准确的挖泥作业，避免损坏河床。
在上述任一实施例的基础上，所述定位装置包括北斗定位装置或GPS定位装置。
具体地，北斗定位装置和GPS定位装置均能够准确获取挖泥船的高程信息，根据高程信息能进一步获取挖泥船与水面的相对高度信息。
在上述任一实施例的基础上，所述显示装置为液晶显示屏。
具体地，通过液晶显示屏能够实现深度监测数据的可视化，将可视化数据提供给操作者，帮助操作者掌握挖泥斗所处的准确位置。
在上述任一实施例的基础上，所述处理器为工业计算机。
其中，工业计算机(Industrial PC，简称IPC)主要是指用在是专供工业界使用的个人电脑，可作为工业控制器使用。本实用新型实施例可以使用工业计算机作为处理器，工业计算机能够处理旋转角度传感器和北斗定位装置采集到的数据，并将处理后的数据显示在液晶显示器上。
本实用新型实施例提供了一种具有实时监测挖泥斗位置信息、位置信息实时显示、监测结果数据化的挖泥船挖掘深度监测系统，给操作者提供精准的挖掘深度信息，实现精准清淤和高效疏浚。利用北斗卫星定位、高性能工业计算机、高精度传感器，对挖泥船清淤疏浚过程中挖泥斗的具体位置进行实时监测。
应当说明的是，挖泥船挖掘深度监测系统的应用不限于挖泥船，还包括如挖掘机、自卸吊车等的类似工程机械上。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种挖泥船挖掘深度监测系统，其特征在于，包括：
第一旋转角度传感器、第二旋转角度传感器、定位装置和处理器，所述第一旋转角度传感器、所述第二旋转角度传感器和所述定位装置分别与所述处理器连接；
所述第一旋转角度传感器设置于机械前臂与机械后臂的连接处，所述第二旋转角度传感器设置于所述机械后臂与船体的连接处，所述定位装置设置于所述船体。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
显示装置，所述显示装置与所述处理器连接。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，还包括：
相对零点设置按钮，所述相对零点设置按钮与所述处理器连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
吃水传感器，所述吃水传感器设置于所述船体并与所述处理器连接。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
挖泥斗开口度传感器，所述挖泥斗开口度传感器设置于挖泥斗并与所述处理器连接。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括多个可拆卸防护罩，所述可拆卸防护罩设置于所述第一旋转角度传感器、所述第二旋转角度传感器和所述挖泥斗开口度传感器的外部。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
测深仪，所述测深仪与所述处理器连接。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定位装置包括北斗定位装置或GPS定位装置。
9.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述显示装置为液晶显示屏。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器为工业计算机。
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| CN113187008A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-07-30 | 日照港达船舶重工有限公司 | 一种电力推进大型反铲挖泥船 |
| CN113789751A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-12-14 | 厦门市政智慧城市科技有限公司 | 一种河道疏浚监管系统以及方法 |
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