CN211178443U - 一种水下冲坑范围及深度探测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水下冲坑范围及深度探测装置，属于水下检测设备领域，其包括装置本体，所述装置本体包括顶板、一端与所述顶板下表面竖直固定连接的支撑柱、与所述支撑柱远离顶板一端固定连接的底板、通过转台转动连接在所述底板上表面中心处的第一推进器、分别设置在顶板上表面和底板下表面中心处的第二推进器和第三推进器以及设置在底板边缘的摄像头，所述底板和顶板均设有空腔，所述空腔内均设有控制箱，所述控制箱通过线路连接液位传感器、定位器以及摄像头，所述第一推进器、第二推进器和第三推进器均与控制箱电性连接，所述摄像头设有照明部件。本实用新型具有高效准确检测水下冲坑的效果。

Description

一种水下冲坑范围及深度探测装置

技术领域

本实用新型涉及水下检测设备的技术领域，特别涉及一种水下冲坑范围及深度探测装置。

背景技术

随着我国水利水电工程的不断发展，水坝的建设也越来越普遍，在水坝两侧水面存在很大的落差，防汛期间水坝会开闸泄洪，高处的水流即会对坝底形成不断的冲刷，在坝底一般会设置消能池，即一个充有一定水量的水塘，主要起到消能的作用，但是长期较高强度的冲刷还是很容易将消能池冲出一定的坑洞，这些坑洞即为冲坑，冲坑的存在会对水库大坝的结构稳定及安全造成很威胁，因此冲坑的检测变得非常重要。

公告号为CN209181783U的中国专利公开了一种水下冲坑范围及深度的检测装置，该装置包括固定架和控制箱，控制箱位于固定架内；所述固定架上设有与控制箱电性连接的第一推动器、第二推动器和第三推动器，第一推动器、第二推动器和第三推动器之间的运动方向两两垂直；所述固定架底部设有液位传感器和定位器，液位传感器和定位器与控制箱之间通过线路连接。这种水下冲坑范围及深度的检测装置通过浮力板将整个检测装置的重量在水中能够与其相互抵消，以达到平衡，有效的提高了水下检测装置在水中上浮下潜的操作灵活性；同时利用液位传感器和定位器同时采集数据，能够实时记录检测装置在水下沿冲坑边界移动的范围及所对应的深度，便于后期快速生成水下地形图。

这种水下冲坑范围及深度检测装置虽然一定程度上实现了方便检测水下冲坑的效果，但是在实际应用中，由于该检测装置的固定支架设置为矩形，只是在一个侧面设置了摄像头，所以摄像头在拍摄时一方面会受到固定支架的遮挡，使得摄像头的拍摄视野较为片面，另一方面只设置了两个LED灯，在一些水质较差的环境中无法拍摄出更清晰的水下冲坑情况，导致地面工作人员较难在第一时间了解水下冲坑的详细情况，进一步导致工作人员精确操控检测装置变得较为困难，最终导致检测结果不准确，检测效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种水下冲坑范围及深度探测装置，具有高效准确检测水下冲坑的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水下冲坑范围及深度探测装置，包括装置本体，所述装置本体包括顶板、一端与所述顶板下表面竖直固定连接的支撑柱、与所述支撑柱远离顶板一端固定连接的底板、通过转台转动连接在所述底板上表面的第一推进器、设置在顶板上表面中心处的第二推进器、设置在底板下表面中心处的第三推进器以及设置在底板靠近边缘处的摄像头，所述顶板与底板均为椭球状，所述底板和顶板均设有空腔，所述空腔内设有控制箱、液位传感器和定位器，所述第一推进器的螺旋桨竖直设置，所述第二推进器与第三推进器的螺旋桨水平设置，所述第一推进器、第二推进器、第三推进器、液位传感器以及定位器均与控制箱电连接，所述摄像头上配置有照明部件。

通过上述技术方案，顶板与底板之间留有一定间隔空间，一方面，操控摄像头旋转一定角度拍摄时视野不会受到阻挡，使得拍摄时的视野更加开阔，摄像头可以将较为开阔的画面传给地面的计算机，在地面上的工作人员可以更加直观清晰的对水下冲坑的情况进行观察、判断，以便后续操作装置本体移动至水下冲坑对应的位置进一步的检测，使得检测装置可以实时地以最合适的路线进行检测，进一步使得液位传感器和定位器采集到的数据更加准确，最终提高了计算机数据处理工作的准确度，从而使得检测装置可以更加精准以及快速的测出冲坑的范围和深度；另一方面，空间的存在以及椭球状的设定极大地减小了装置本体在水下移动时受到水体波动以及水体阻力的影响，有效的提高了检测装置移动时的稳定性，使得液位传感器和定位器采集的数据更加准确，实现了高效全面检测水下冲坑的效果。

进一步的，所述摄像头设有多个，所述摄像头通过云台与底板连接，所述摄像头关于底板轴线对称设置。

通过上述技术方案，在进行水下冲坑检测时，摄像头可以同时对装置本体两侧的环境进行拍摄，并且摄像头通过云台可以进行旋转，有效的增加了摄像头的拍摄视野，使得地面工作人员对于水下冲坑的了解更为详细，以便于后续准确的数据处理工作以及准确操作检测装置进行检测。

进一步的，所述照明部件包括多个节能灯泡，所述节能灯泡呈圆形同轴设置在摄像头的外圈。

通过上述技术方案，在摄像头跟随云台转动时，与摄像头设为一体的节能灯也相应旋转，使得节能灯可以保持实时同步为摄像头提供亮光，使得摄像头拍摄的画面更加清晰，方便了地面工作人员的观测。

进一步的，所述所述顶板的上表面靠近边缘的一圈均匀设有多个强光灯。

通过上述技术方案，在面对水下冲坑水质较差，水质较浑浊或者水下冲坑深度较深时，此时水底光亮度较弱，仅仅依靠摄像头自带的节能灯泡很难将水下的情况拍摄清晰，从而导致地面工作人员无法清晰的观察及数据处理，强光灯为装置本体在水底中的移动和摄像头的拍摄过程提供了充足的照明，使得拍摄的画面较为清晰，方便了地面工作人员的观察、操作和数据处理工作的进行，有效的实现了提高检测范围以及检测效率的效果。

进一步的，所述强光灯与顶板之间可拆卸连接。

通过上述技术方案，当所检测的冲坑水质较好时，摄像头自带的节能灯提供的照明足够使用，可以将强光灯拆卸下来，有效地减小了检测装置的负重，使得检测装置在水中的移动更加轻松稳定，有效的减少了检测成本和人工操作成本。

进一步的，所述控制箱放置在所述空腔的中心位置，所述顶板下表面设有浮力箱，所述浮力箱提供的浮力大小等于检测装置的重力。

通过上述技术方案，有效的增强了检测装置在水下冲坑移动时的稳定性以及灵活性，使得摄像头拍摄的画面更加清晰，方便工作人员的观察判断，从而更好的操控检测装置在水下冲坑移动，实现更加准确更加高效的检测过程。

进一步的，所述第一推进器设有两个，两个所述第一推进器关于底板的较短轴线对称设置并位于底板的较长轴线上。

通过上述技术方案，可以让第一推进器配合工作为检测装置提供更好的驱动力，使得驱动装置在水下冲坑内水平方向的转向以及移动更加方便，迅速，有效的提高了工作效率。

进一步的，所述第一推进器、第二推进器以及第三推进器均设有网格阻挡网。

通过上述技术方案，当水下情况较为复杂，例如含有较多水草时，网格阻挡网可以有效的阻挡螺旋桨被水草缠住，导致检测装置无法工作，有效的提高了检测装置的安全性，耐用性。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.通过以椭球状顶板和底板组合构成装置本体的设置，有效地减小装置在水下移动时的阻力，使得装置在移动时更加平稳，保证了液位传感器和定位器采集的数据更加准确，有效地增大了摄像头的拍摄视野，便于工作人员观察和操作，实现了高效率准确检测的效果；

2.通过在顶板一圈均匀设置强光灯的设置，使得检测装置在面对不同水质情况时，强光灯均能为摄像头提供较为稳定的照明，使得摄像拍摄的画面较为清晰，方便地面工作人员的观察以及操作，能够起到有效的提高检测的准确性以及提高检测效率的效果。

附图说明

图1是实施例中立体结构示意图；

图2是实施例中的俯视图；

图3是图2中A-A剖视图；

图4是图3中A的局部放大图；

图5是实施例中检测装置向左旋转方向时的状态图；

图6是实施例中检测装置整体向左移动时的状态图；

图7是检测装置电性连接的示意图。

图中，1、装置本体；11、顶板；12、支撑柱；13、底板；2、转台；3、第一推进器；4、第二推进器；5、第三推进器；6、摄像头；61、节能灯泡；7、空腔；8、控制箱；81、第一控制箱；82、第二控制箱；9、液位传感器；10、定位器；15、云台；16、强光灯；17、浮力箱；18、网格阻挡网；19、保护外壳；20、计算机；21、电源；22、电缆； 32、套环；33、横柱；34、竖柱；35、轴承；36、第一锥形齿轮；37、第二锥形齿轮；38、电机；39、转轴。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：一种水下冲坑范围及深度探测装置，如图1所示，其包括装置本体1，装置本体1包括顶板11，顶板11下表面焊接有四根长度一致的支撑柱12，支撑柱12在顶板11下表面呈矩形均匀竖直布置，支撑柱12远离顶板11一端与底板13焊接，该设定使得顶板11与底板13之间形成间隔空间，顶板11与底板13均设置为椭球状，当该检测装置在水中进行检测受到水流波动时，间隔空间以及椭球型顶板11和底板13的设定极大地减小了装置本体1在水下移动时受到水体波动的影响，有效的提高了检测装置移动时的稳定性，使得摄像头6拍摄出的画面更加稳定清晰，方便地面工作人员观察以及判断，同时也使得操作更加方便灵活，有效的实现了高效准确检测的效果。

如图1所示，检测装置还包括提供驱动的推进器，推进器共设有四个，包括设置在底板13上表面关于底板13较短轴线对称并位于底板13较长轴线上设置的两个第一推进器3、设置在顶板11上表面中心处的第二推进器4以及设置在底板13下表面中心处的第三推进器5，第一推进器3的螺旋桨推进方向与顶板11以及底板13平行设置，可以向水平各个方向产生推力，推动装置本体1在水下进行水平各个方向的运动，第二推进器4以及第三推进器5推进方向朝向竖直方向，带动装置本体1在水下进行竖直方向的运动。综上，第一推进器3、第二推进器4以第三推进器5可以方便的实现装置在水下冲坑各个方向的运动，且运行较为稳定；第一推进器3、第二推进器4以第三推进器5均设有网格阻挡网18，当水下情况较为复杂，例如含有较多水草时，网格阻挡网18可以有效的阻挡螺旋桨被水草缠住，有效的提高了检测装置的安全性，耐用性。

如图1所示，还包括摄像头6，摄像头6通过云台15连接在底板13上表面的一端，摄像头6数量设置为两个，摄像头6设置为关于底板13较长轴线对称设置，在摄像头6外侧一圈对应设置有节能灯泡61，摄像头6可以跟随云台15转动，并且摄像头6本身也可以转动，实现了各个角度的旋转，增强了拍摄视野的开阔性，在摄像头6跟随云台15转动时，与摄像头6设为一体的节能灯泡61也相应旋转，使得节能灯泡61可以保持实时同步为摄像头6提供亮光，进一步使得摄像头6拍摄的画面更加清晰，方便了地面工作人员的观测以及相应的数据处理工作的进行。

如图1和图2所示，顶板11边缘一圈均匀设有多个强光灯16，第一控制箱81与强光灯16电性连接，并且第一控制箱81通过电缆22与地面上的电源21连接，为强光灯16提供源源不断的电能，在面对水下冲坑水质较差，水质较浑浊或者水下冲坑深度较深时，此时水底光亮度较弱，仅仅依靠摄像头6自带的节能灯泡61很难将水下的情况拍摄清晰，从而导致地面工作人员无法清晰的观察及数据处理，强光灯16为装置本体1在水底中的移动和摄像头6的拍摄过程提供了充足的照明，使得拍摄的画面较为清晰，方便了地面工作人员的观察和数据处理工作的进行，有效的实现了提高检测范围以及检测效率的效果，强光灯底端设有螺纹，强光灯16与顶板11之间设为螺纹连接，当所检测的冲坑水质较好时，摄像头6自带的节能灯泡61提供的照明足够使用，可以将强光灯16拆卸下来，有效地减小了检测装置的负重，使得检测装置在水中的移动更加轻松稳定，可以适应不同的水体情况，有效的减少了检测成本和人工操作成本。

如图3所示，顶板11和底板13开设有空腔7，空腔7内设有控制箱8，控制箱8包括设置在顶板11空腔7内的第一控制箱81、设置在底板13空腔7内的第二控制箱82，第一控制箱81和第二控制箱82均设置在空腔7正中心位置，并且在底板13空腔7内还设置有液位传感器9以及定位器10，液位传感器9以及定位器10关于控制箱8对称设置，质量相同，保证了检测装置在水下移动时的稳定性，第一控制箱81与液位传感器9以及定位器10电性连接，液位传感器9将采集到的数据通过控制箱8传输给地面上的计算机20，方便计算出水下冲坑的深度，定位器10记录检测装置在水下冲坑内的航线，结合摄像头6拍摄的画面经过地面上的计算机20处理后得出水下冲坑的宽度范围，综上实现了对水下冲坑范围与深度的检测，第一控制箱81与云台15连接，通过云台15可以将摄像头6进行360度无死角旋转，有效的增加了摄像头6的拍摄视野，使得地面工作人员对于水下冲坑的了解更为详细，以便于后续准确的数据处理工作以及准确操作检测装置进行检测，有效的实现了高效准确检测水下冲坑的效果。

如图3和图4所示，第一推进器3包括螺旋桨以及套设在螺旋桨外侧并与螺旋桨同轴连接的套环32，与套环32圆周外侧一体密封连焊接的横柱33，横柱33下方密封焊有竖柱34，上述横柱33以及竖柱均设有腔体，螺旋桨的转轴39远离螺旋桨一端与横柱33通过轴承35连接，并且在转轴39上套设有第一锥形齿轮36，在第一锥形齿轮36下方与其啮合有第二锥形齿轮37，第二锥形齿轮37通过电机38轴与电机38转动连接，电机38竖直固定连接在竖柱34内，竖柱34与转台2表面密封连接，转台2与底板13上表面采取动密封连接，转台2上开设通孔，电机38通过电线与控制箱8连接，第二推进器4和第三推进器5分别与顶板11以及底板13固定连接，第二推进器4和第三推进器5均连接有电机38，电机38分别均设在空腔7内。该设定完成了将第一推进器3的推进方向朝向水平面的设定，配合第二推进器4以及第三推进器5可以完成将检测装置朝向各个方向移动的效果。

如图1所示，顶板11下表面还设有浮力箱17，所述浮力箱17提供的浮力大小等于检测装置的重力。在第一推进器3、第二推进器4以及第三推进器5都不运行时，检测装置仍能靠着浮力箱17的浮力悬浮在水中，该设定有效的增强了检测装置在水下冲坑移动时的稳定性以及灵活性，使得摄像头6拍摄的画面更加清晰，方便工作人员的观察判断，从而更好的操控检测装置在水下冲坑移动，实现更加准确更加高效的检测过程。

具体实施过程：首先是安装过程，顶板11和底板13为椭球型，先将顶板11以及底板13开设开口，将第一控制箱81固定安装在顶板11空腔7的下表面中心处，将第二推进器4安装在顶板11上表面中心处，将第一控制箱81与顶板11边缘一侧的强光灯16和第二推进器4之前线性连接，将开口焊接闭合；

然后将第三推进器5安装在底板13下表面中心处，将两个第一推进器3关于底板13轴线对称焊接在底板表面，将摄像头6通过转台2连接在底板13上表面一端，并保证摄像头6关于底板13较长轴线对称，将两个第一推进器3、第三推进器5与第二控制箱82电性连接，将第二控制箱82安装在底板13中心处，在底板13的空腔7关于第二控制箱82固定连接好液位传感器9以及定位器10，第二控制箱82与液位传感器9和定位器10线性连接，将摄像头6与第二控制箱82电性连接，将顶板11与底板13一侧开设通孔，从第一控制箱与第二控制箱82通过通孔均向外引有电缆22，将开口边界与顶板11及底板13焊接；

最终安装浮力箱17，浮力箱17设为塑料材质，浮力箱17关于顶板11较短轴线对称固定连接在顶板11下表面，浮力箱17设为矩形。

检测过程：将电缆22与计算机20和电源21连接，将检测装置放置进冲坑内，检测装置开始会悬浮，当只启动第二推进器4时，检测装置竖直向下运动，当只启动第三推进器5时，检测装置向上运动，由于第一推进器3可以进行水平方向360度旋转，两个第一推进器3之间配合可以完成水平方向各个方位的运动，例如，需要将检测装置向左旋转，如图5所示，启动靠近摄像头6的第一推进器3，将螺旋桨推进方向朝向右方，装置本体1即可向左旋转，并且为了加快旋转速度，可以将远离摄像头6的第一推进器的螺旋桨推进方向朝向左方，快速将检测装置改变方向，向右方向旋转原理相同；当需要将检测装置整体向左方移动时，如图6所示可以将两个第一推进器3向右方转动螺旋桨，给予检测装置一个向左的力，最终导致检测装置向左方移动，向右移动原理同上。其余情况参照上述原理。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种水下冲坑范围及深度探测装置，包括装置本体(1)，其特征在于：所述装置本体(1)包括顶板(11)、一端与所述顶板(11)下表面竖直固定连接的支撑柱(12)、与所述支撑柱(12)远离顶板(11)一端固定连接的底板(13)、通过转台(2)转动连接在所述底板(13)上表面的第一推进器(3)、设置在顶板(11)上表面中心处的第二推进器(4)、设置在底板(13)下表面中心处的第三推进器(5)以及设置在底板(13)靠近边缘处的摄像头(6)，所述顶板(11)与底板(13)均为椭球状，所述底板(13)和顶板(11)均设有空腔(7)，所述空腔(7)内设有控制箱(8)、液位传感器(9)和定位器(10)，所述第一推进器(3)的螺旋桨竖直设置，所述第二推进器(4)与第三推进器(5)的螺旋桨水平设置，所述第一推进器(3)、第二推进器(4)、第三推进器(5)、液位传感器(9)以及定位器(10)均与控制箱(8)电连接，所述摄像头(6)上配置有照明部件。

2.根据权利要求1所述的一种水下冲坑范围及深度探测装置，其特征在于：所述摄像头(6)设有多个，所述摄像头(6)通过云台(15)与底板(13)连接，所述摄像头(6)关于底板(13)轴线对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种水下冲坑范围及深度探测装置，其特征在于：所述照明部件包括多个节能灯泡(61)，所述节能灯泡(61)呈圆形同轴设置在摄像头(6)的外圈。

4.根据权利要求1所述的一种水下冲坑范围及深度探测装置，其特征在于：所述顶板(11)的上表面靠近边缘的一圈均匀设有多个强光灯(16)。

5.根据权利要求4所述的一种水下冲坑范围及深度探测装置，其特征在于：所述强光灯(16)与顶板(11)之间可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的一种水下冲坑范围及深度探测装置，其特征在于：所述控制箱(8)均放置在所述空腔(7)的中心位置，所述顶板(11)下表面设有浮力箱(17)，所述浮力箱(17)提供的浮力大小等于检测装置的重力。

7.根据权利要求1所述的一种水下冲坑范围及深度探测装置，其特征在于：所述第一推进器(3)设有两个，两个所述第一推进器(3)关于底板(13)的较短轴线对称设置并位于底板(13)的较长轴线上。

8.根据权利要求1所述的一种水下冲坑范围及深度探测装置，其特征在于：所述第一推进器(3)、第二推进器(4)以及第三推进器(5)均设有网格阻挡网(18)。

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