CN208278303U - 一种小型号侧扫声呐潜航搭载装置 - Google Patents
一种小型号侧扫声呐潜航搭载装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种小型号侧扫声呐潜航搭载装置，主要包括潜航器主体、驱动装置、侧扫声呐、通讯浮标和陆上控制端。潜航器主体整体呈游鱼形，两侧设有水箱；驱动装置包括位于潜航器主体尾部的螺旋桨和四个位于潜航器主体下部的推进器；侧扫声呐固定在潜航器主体下方两支架之间；通讯浮标上安装有无线电收发装置和GPS定位装置；陆上控制端通过与无线传输方式与控制中心和数据采集器数据通信，发送对潜航器的操作指令并接收侧扫声呐的实时探测数据和潜航器的实时参数。本实用新型将侧扫声呐固定在潜航器主体的正下方，可以减少因拖拽和水面风浪造成的偏移、上下颠簸对采集结果的影响，同时可以无需租赁船只，降低探测成本。
Description
技术领域
本实用新型属于海洋勘探声呐探测领域，具体涉及一种辅助小型号侧扫声呐作业的远程遥控潜航搭载装置。
背景技术
侧扫声呐能够得到航线两侧的海底的二维地貌图，主要用于测绘海底地貌，可以探测海底礁石、沉船及水下障碍物。传统的侧扫声呐工作方式一般采用拖曳式，将侧扫声呐和相关电路安装在拖鱼内，拖鱼用电缆连接到测量船上。船航行时，拖鱼被拖曳在船尾的海水中，超声波侧扫声呐以扇形波束向两侧发射声脉冲，接收侧扫声呐接收海底散射回波并转换成电信号，随着拖鱼向前航行得到连续的航线两侧的海底地貌图。
然而依靠测量船对侧扫声呐进行拖拽存在一些问题。首先船体随着海面波浪起伏较大，对侧扫声呐的运动姿态位置影响较大。其次，拖拽的方式也难以控制侧扫声呐的运动方向，不能保证侧扫声呐可以始终保持在最佳的测量工作角度和位置姿态上。
实用新型内容
发明目的：针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种小型号侧扫声呐潜航搭载装置，可以很便捷的搭载侧扫声呐，以克服使用探测船受海面风浪影响较大的问题。
技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种小型号侧扫声呐潜航搭载装置，包括潜航器主体、驱动装置、侧扫声呐、通讯浮标和陆上控制端；所述潜航器主体整体呈游鱼形，两侧设有水箱；所述驱动装置包括位于潜航器主体尾部的螺旋桨和四个位于潜航器主体下部的推进器；所述潜航器主体下方设有两个支架；所述侧扫声呐固定在所述潜航器主体的下方，位于两个支架之间；所述通讯浮标上安装有无线电收发装置和GPS定位装置；所述通讯浮标通过数据线连接潜航器的控制中心和侧扫声呐的数据采集器；所述陆上控制端通过与无线传输方式与潜航器的控制中心和侧扫声呐的数据采集器数据通信，发送对潜航器的操作指令并接收侧扫声呐的实时探测数据和潜航器的实时参数。
作为优选，所述侧扫声呐采用六角螺栓与螺母固定于潜航器正下方。
作为优选，所述侧扫声呐采用电缆与数据采集器相连接。
作为优选，搭载的侧扫声呐长850mm～1220mm，宽60mm～89mm。
作为优选，整个潜航器采用密封防水处理，各个连接处之间安装密封垫与密封唇。
作为优选，所述陆上控制端包括计算机端、无线收发器和连接所述计算机端和无线收发器的信号解调器。
工作原理：潜航器的控制中心可以通过调节水箱中水量大小并结合四个位于底部的推进器来控制潜航器的下潜深度，以达到最佳的位置姿态，提高侧扫声呐精度和探测效果。整个驱动装置的运作由控制人员通过远程遥控进行操作。侧扫声呐采集的数据先是传输到数据采集器中，再通过通讯浮标传输到陆上控制端。 GPS定位模块安装于通讯浮标上，可以对潜航器的位置进行实时的定位与航迹记录。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1.采用遥控的方式进行作业，操作人员可以在陆上控制端进行实时操作，将潜航器放置到最合适的探测航道。测量数据可以通过无线电传输到计算机端。操作人员可以通过实时的声呐数据来对航行方向进行实时修正，保证潜航器的航行安全。
2.沉浮水箱与四个位于潜航器底部的推进器的协调使用可以很方便的使潜航器保持潜航于预定深度，保证探测的精度与质量。
3.由于水下无线电衰减严重，因此无法采用无线电通讯。然而通讯浮标的使用可以让无线电传输数据成为可能。并且浮标上的GPS定位装置可以实时的对潜航器的位置进行定位，还可以对航行轨迹进行记录。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例。通过阅读参照以下附图，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1是小型号侧扫声呐潜航搭载装置各组成结构的位置关系示意图。
图2是小型号侧扫声呐潜航搭载装置的结构侧视图。
图3是小型号侧扫声呐潜航搭载装置的陆上控制端示意图。
图中：1-潜航器主体，2-发动机，3-推进器，4-控制中心，5-空气压缩机， 6-水箱，7-供能电源，8-螺旋桨，9-通讯浮标，10-侧扫声呐，11-数据采集器， 12-支架，13-计算机端，14-信号解调器，15-无线收发器。
具体实施方式
下面将结合图1和图2进一步阐明本实用新型，并给出本实用新型使用时的一些方法步骤。
如图1-2所示，本实用新型实施例提供的小型号侧扫声呐潜航搭载装置，主要由潜航器主体1、驱动装置、侧扫声呐10、通讯浮标9和陆上控制端组成。潜航器主体1整体呈游鱼形，主体两侧有水箱6，可以通过调整水箱6中水的多少达到在适当深度悬浮的目的。驱动装置主要由位于潜航器主体1尾部的螺旋桨2 和四个位于潜航器主体1下部的推进器3构成，其中螺旋桨2是主要的动力来源，四个推进器3会对潜航器主体的方向、姿态进行微调。整个驱动装置的运作由控制人员通过远程遥控进行操作。侧扫声呐10固定在潜航器主体1的下方，避免了传统拖拽式测量对采集数据造成的误差。侧扫声呐10可采用六角螺栓与螺母固定于潜航器正下方，防止侧扫声呐松动，对侧扫数据产生干扰。侧扫声呐10 采用电缆与潜航器的数据采集器相连接，其中的数据传输与供能电源7的连接都通过生产厂家提供的电缆完成。侧扫声呐采集的数据先是传输到数据采集器11 中，再通过通讯浮标9传输到陆上控制端。通讯浮标9上安装有无线电收发装置和GPS定位装置。并且通过数据线连接了潜航器的控制中心4和侧扫声呐的数据采集器11。其中各部分的位置关系在图1中可以很好的展现出来。如图2所示，侧视图可以更好的展示通讯浮标9的形态、侧扫声呐10被固定的位置。侧扫声呐10下方的支架12除了起到安放潜航器主体1的作用外，还对侧扫声呐10有着保护的作用，具体体现在如果潜航器触及河床或者障碍物时，侧扫声呐因为处于两个支架之间而不会被损坏。可搭载小型号的侧扫声呐，如长850mm～1220mm，宽60mm～89mm体型较小的侧扫声呐。潜航器采用密封防水处理，各个连接处之间安装密封垫与密封唇。
如图3所示的陆上控制端，除了保持通讯的无线收发器15外，还有一个信号解调器14。信号解调器14的主要作用是将侧扫声呐的采集到的数据转换为计算机端13可以识别的数据表示方式。
侧扫声呐10通过电缆连接到数据采集器11，数据采集器11也连接到通讯浮标9上的GPS定位装置。数据采集器11将收集到的侧扫声呐数据和GPS定位数据通过通讯浮标9上的无线电收发装置发送给陆上接收端。
操作人员在陆上通过计算机端13操纵潜航器，其中的通信是由浮标上的无线电来传输的。通信内容主要包括这几个方面：侧扫声呐的实时探测数据，潜航器的实时参数，陆上操作端对潜航器的指令。由于采用遥控的策略进行声呐探测作业，可以减少租赁船只的费用，降低成本。
潜航器的驱动装置主要由发动机2、螺旋桨8、空气压缩机5控制的水箱6 和四个推进器3组成，它们的协调控制由控制中心4完成。发动机2与螺旋桨8 是潜航器航行的主要动力来源。水箱6由控制中心4通过压缩机5进行控制。水箱6的使用可以令潜航器悬浮在水面下一定深度，位于潜航器下方的四个推进器 3可以对潜航器的姿态进行微调，从而使潜航器在预定的深度轨道航行。
上述涉及到的陆上控制端与侧扫声呐和潜航器控制中心的数据通信，以及潜航器控制中心对各驱动装置的控制，所基于的方法是现有技术，对本领域技术人员来讲，是已有的计算机程序的应用，并不是本实用新型改进的内容。
本实用新型的使用方法是：探测人员需先将侧扫声呐10固定在潜航器底部，然后调试陆上控制端与潜航器的连接参数，再将调试好的潜航器放入水中，控制潜航器到预定的航道上，特定的潜伏深度上进行本次探测。潜航器与陆地端的通信由浮标上的无线电来完成。陆上控制端可以通过接收侧扫声呐的实时探测数据，改变潜航器的航行状态来躲避障碍物，保证探测的顺利进行。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要声明的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做出各种各样的修改或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种小型号侧扫声呐潜航搭载装置，其特征在于：包括潜航器主体、驱动装置、侧扫声呐、通讯浮标和陆上控制端；所述潜航器主体整体呈游鱼形，两侧设有水箱；所述驱动装置包括位于潜航器主体尾部的螺旋桨和四个位于潜航器主体下部的推进器；所述潜航器主体下方设有两个支架；所述侧扫声呐固定在所述潜航器主体的下方，位于两个支架之间；所述通讯浮标上安装有无线电收发装置和GPS定位装置；所述通讯浮标通过数据线连接潜航器的控制中心和侧扫声呐的数据采集器；所述陆上控制端通过与无线传输方式与潜航器的控制中心和侧扫声呐的数据采集器数据通信，发送对潜航器的操作指令并接收侧扫声呐的实时探测数据和潜航器的实时参数。
2.根据权利要求1所述的小型号侧扫声呐潜航搭载装置，其特征在于：所述侧扫声呐采用六角螺栓与螺母固定于潜航器正下方。
3.根据权利要求1所述的小型号侧扫声呐潜航搭载装置，其特征在于：所述侧扫声呐采用电缆与数据采集器相连接。
4.根据权利要求1所述的小型号侧扫声呐潜航搭载装置，其特征在于：搭载的侧扫声呐长850mm～1220mm，宽60mm～89mm。
5.根据权利要求1所述的小型号侧扫声呐潜航搭载装置，其特征在于：整个潜航器采用密封防水处理，各个连接处之间安装密封垫与密封唇。
6.根据权利要求1所述的小型号侧扫声呐潜航搭载装置，其特征在于：所述陆上控制端包括计算机端、无线收发器和连接所述计算机端和无线收发器的信号解调器。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110865379A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-03-06 | 哈尔滨工程大学 | 一种悬浮型核能供电声呐点阵单元 |
| CN112173037A (zh) * | 2020-09-18 | 2021-01-05 | 无锡市申锡船舶设备有限公司 | 用于船舶声呐的安装工艺 |
| CN113220001A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-06 | 青岛理工大学 | 一种潜航器及潜航器的实时避障方法 |
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