CN215043517U - 一种双体式水下断面测绘无人船 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双体式水下断面测绘无人船，包括两个船体和固定在两个船体之间的船舱，所述驱动模块、供电模块、切换模块、通信模块设于船体，所述导航避障模块、测绘模块、定位模块、数据存储模块和控制模块设于船舱，所述导航避障模块、测绘模块、定位模块、数据存储模块、切换模块通过通信模块与控制模块连接，所述供电模块与控制模块电连接，通过导航避障模块、定位模块无人船能自主避障巡航，通过通信模块将测绘数据及位置信息传输到数据存储模块，或者远程通信连接地面站和/或移动终端。本实用新型公开的双体式水下断面测绘无人船，采用双体式无人船结构，运行与测绘过程平稳，能够对水下断面精准测量，提高测绘效率，适用性广泛。

Description

一种双体式水下断面测绘无人船

技术领域

本实用新型属于水下地形测量技术领域，特别涉及一种双体式水下断面测绘无人船。

背景技术

水下地形测量是工程测量中的一种特定测量，测量江河、湖泊、水库、港湾和近海水底点等的平面位置和高程，用以绘制水下地形图的测绘工作。近些年来，随着航运业的快速发展，以及对水利的日益重视，河道的地理信息得到了越来越多的关注。其中河道的地形等数据的获取，成为了焦点。作为工程测量中的一个重要分支，相关设计规划等部门急需河道数据来掌握河道状况，从而可以有效地进行河道疏浚、清淤以及抗洪抢险，还能够保障航运业的作业工具以及所载人财物的安全。

通过测量船只，采用声学和光学设备进行水下地形数据的获取，逐渐成为趋势。然而，现有技术中，往往由人员在船上操作器械进行测量，由于受到人力、物力、财力、气候、测量时间的影响，往往成本较高，而且受限较多，例如水下测量会受到水体的不可见性、水体波动导致的不稳定、水流冲击、水体中生物造成的障碍等因素影响，导致实施起来存在诸多约束，水下地形测量数据不精准。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种双体式水下断面测绘无人船，其不受水域影响，测绘过程工作平稳，能够对水下断面精准测量，解决了人工测绘的耗时、高危等问题，提高了测绘效率，适用性广泛。

技术方案：一种双体式水下断面测绘无人船，包括以下组件：

船体，包括两个相对设置的船体，所述每个船体中间均设有一个大箱体，所述两个船体之间设有一个船舱，所述船舱上设有两个平台，分别为前部平台和尾部平台；

驱动模块，所述驱动模块为推进器，所述每个船体尾部均设有一个推进器；

供电模块，所述供电模块包括蓄电池组、发电机，所述蓄电池组与发电机连接，当蓄电池组电能不够时，所述发电机能为蓄电池组充电，所述蓄电池组通过线缆与推进器连接，所述每个船体的大箱体内各设有一个供电模块；

导航避障模块，所述导航避障模块设于船舱前部平台，包括两个激光雷达、全方位视觉摄像头，所述激光雷达为三维激光雷达，所述三维激光雷达扫描一周可同时获取多个平面点，可保证当无人艇摇晃时也能获取到障碍物目标，使得无人船在自主避障巡航时更加平稳；

测绘模块，所述测绘模块设于船舱尾部平台，包括多个测绘传感器，用于测绘水下断面数据，包括水下断面的形状、尺寸大小、水的流向、分层水速度、水流量、平均水流速等，可以测绘水深度40米的深水区域；

定位模块，数据存储模块，控制模块，所述定位模块、数据存储模块、控制模块均设于船舱尾部平台；

切换模块，通信模块，所述切换模块设于一个船体尾部，所述通信模块设于另一个船体尾部；

所述导航避障模块、测绘模块、定位模块、数据存储模块、切换模块通过通信模块与控制模块连接，所述供电模块与控制模块电连接。通过切换模块能实现无人船自主导航与人工遥控切换，通过导航避障模块、定位模块与控制模块相结合实现无人船的自主避障巡航功能，并可通过通信模块将测绘模块的测绘数据及位置信息传输到数据存储模块存储，或者远程通信连接地面站和/或移动终端。

进一步的，上述的双体式水下断面测绘无人船，所述船舱尾部平台上设有四个密闭的小箱体，所述四个小箱体中分别设有测绘模块、数据存储模块、定位模块和控制模块。

进一步的，上述的双体式水下断面测绘无人船，所述大箱体、小箱体上均设有密封箱体的盖板，防止水或者其他物质落入箱体内，损害箱体内设备，所述盖板一端与箱体铰接，一端通过螺钉与箱体固定连接，拆装简单方便。

进一步的，上述的双体式水下断面测绘无人船，所述尾部平台前侧设有流线型防护栏，降低行进阻力，所述防护栏高于小箱体高度，防护四个小箱体。

进一步的，上述的双体式水下断面测绘无人船，所述船体与船舱通过贯穿船舱的长螺栓固定连接，拆装简单方便。

进一步的，上述的双体式水下断面测绘无人船，所述两个船体外侧设有多组相对设置的把手，所述把手通过螺钉与船体固定连接，所述把手便于无人船的运输。

进一步的，上述的双体式水下断面测绘无人船，所述推进器包括电机和桨叶，所述桨叶与电机可拆卸连接，便于更换桨叶；所述电机外侧设有与其相配合的环形箍，所述推进器通过环形箍固定在船体上。

进一步的，上述的双体式水下断面测绘无人船，所述推进器外侧设有与船体固定连接的防护罩，所述防护罩外侧弧形面上设有多个筋板，加强防护罩的强度。所述防护罩能降低水下冲击对推进器的损害，并能防止水草渔网缠绕推进器桨叶。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所述的双体式水下断面测绘无人船，通过切换模块能实现无人船自主导航与人工遥控切换，通过导航避障模块、定位模块与控制模块相结合，使得无人船能自主避障巡航，不受水域影响，并通过通信模块将测绘数据及位置信息实时传输到数据存储模块存储，或者远程通信连接地面站和/或移动终端，水下地形测量数据精准；采用双体式无人船结构，运行与测绘过程平稳，能够对水下断面精准测量，解决了人工测绘的耗时、高危等问题，提高了测绘效率，适用性广泛。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种双体式水下断面测绘无人船的结构示意图；

图2为本实用新型所述的一种双体式水下断面测绘无人船的正视结构示意图；

图3为本实用新型所述的一种双体式水下断面测绘无人船的侧视结构示意图；

图4为本实用新型所述的一种双体式水下断面测绘无人船的推进器结构示意图；

图5为本实用新型所述的一种双体式水下断面测绘无人船的防护罩结构示意图；

图6为本实用新型所述的一种双体式水下断面测绘无人船的系统控制示意图；

图中：1船体、11大箱体、12把手、2船舱、21前部平台、22尾部平台、23小箱体、24防护栏、3推进器、31电机、32桨叶、33环形箍、34防护罩、341筋板、4激光雷达、5视觉摄像头、6长螺栓、10驱动模块、20供电模块、30导航避障模块、40测绘模块、50定位模块、60数据存储模块、70控制模块、80切换模块、90通信模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1-6所示，本实用新型所述的一种双体式水下断面测绘无人船，包括以下组件：

船体1，包括两个相对设置的船体，所述每个船体1中间均设有一个大箱体11，外侧设有多组相对设置的把手12，所述把手12通过螺钉与船体1固定连接；所述两个船体11之间设有一个船舱2，所述船体1与船舱2通过贯穿船舱2的长螺栓6固定连接，所述船舱2上设有两个平台，分别为前部平台21和尾部平台22，所述船舱尾部平台22上设有四个密闭的小箱体23；

驱动模块10，所述驱动模块10为推进器3，所述每个船体1尾部均设有一个推进器3；

供电模块20，所述供电模块20包括蓄电池组、发电机，所述蓄电池组与发电机连接，当蓄电池组电能不够时，所述发电机能为蓄电池组充电，所述蓄电池组通过线缆与推进器3连接，所述每个船体1的大箱体11内各设有一个供电模块20；

导航避障模块30，所述导航避障模块30设于船舱前部平台21，包括两个激光雷达4、全方位视觉摄像头5，所述激光雷达4为三维激光雷达，所述三维激光雷达4扫描一周可同时获取多个平面点，可保证当无人艇摇晃时也能获取到障碍物目标，使得无人船在自主避障巡航时更加平稳；

测绘模块40，所述测绘模块包括多个测绘传感器，用于测绘水下断面数据，包括水下断面的形状、尺寸大小、水的流向、分层水速度、水流量、平均水流速等；

定位模块50，数据存储模块60，控制模块70，所述四个小箱体23中分别设有测绘模块40、定位模块50、数据存储模块60和控制模块70；

切换模块80，通信模块90，所述切换模块80设于一个船体1尾部，所述通信模块90设于另一个船体1尾部；

所述导航避障模块30、测绘模块40、定位模块50、数据存储模块60、切换模块80通过通信模块90与控制模块70连接，所述供电模块20与控制模块70电连接。通过切换模块80能实现无人船自主导航与人工遥控切换，通过导航避障模块30、定位模块50与控制模块70相结合实现无人船的自主避障巡航功能，并可通过通信模块90将测绘数据及位置信息传输到数据存储模块60存储，或者远程通信连接地面站和/或移动终端。

实施例2

如图1-6所示，本实用新型所述的一种双体式水下断面测绘无人船，包括以下组件：

船体1，包括两个相对设置的船体，所述每个船体1中间均设有一个大箱体11，外侧设有多组相对设置的把手12，所述把手12通过螺钉与船体1固定连接；所述两个船体11之间设有一个船舱2，所述船体1与船舱2通过贯穿船舱2的长螺栓6固定连接，所述船舱2上设有两个平台，分别为前部平台21和尾部平台22，所述船舱尾部平台22上设有四个密闭的小箱体23；

驱动模块10，所述驱动模块10为推进器3，所述每个船体1尾部均设有一个推进器3；

供电模块20，所述供电模块20包括蓄电池组、发电机，所述蓄电池组与发电机连接，当蓄电池组电能不够时，所述发电机能为蓄电池组充电，所述蓄电池组通过线缆与推进器3连接，所述每个船体1的大箱体11内各设有一个供电模块20；

导航避障模块30，所述导航避障模块30设于船舱前部平台21，包括两个激光雷达4、全方位视觉摄像头5，所述激光雷达4为三维激光雷达，所述三维激光雷达4扫描一周可同时获取多个平面点，可保证当无人艇摇晃时也能获取到障碍物目标，使得无人船在自主避障巡航时更加平稳；

测绘模块40，所述测绘模块包括多个测绘传感器，用于测绘水下断面数据，包括水下断面的形状、尺寸大小、水的流向、分层水速度、水流量、平均水流速等；

定位模块50，数据存储模块60，控制模块70，所述四个小箱体23中分别设有测绘模块40、定位模块50、数据存储模块60和控制模块70；

切换模块80，通信模块90，所述切换模块80设于一个船体1尾部，所述通信模块90设于另一个船体1尾部；

所述导航避障模块30、测绘模块40、定位模块50、数据存储模块60、切换模块80通过通信模块90与控制模块70连接，所述供电模块20与控制模块70电连接。通过切换模块80能实现无人船自主导航与人工遥控切换，通过导航避障模块30、定位模块50与控制模块70相结合实现无人船的自主避障巡航功能，并可通过通信模块90将测绘数据及位置信息传输到数据存储模块60存储，或者远程通信连接地面站和/或移动终端。

所述大箱体11、小箱体23上均设有密封箱体的盖板，防止水或者其他物质落入箱体内，损害箱体内设备，所述盖板一端与箱体铰接，一端通过螺钉与箱体固定连接。

所述尾部平台22前侧设有流线型防护栏24，所述防护栏24高于小箱体23高度，防护四个小箱体23。

如图4所示，所述推进器3包括电机31和桨叶32，所述桨叶32与电机31可拆卸连接，便于更换桨叶32；所述电机31外侧设有与其相配合的环形箍33，所述推进器3通过环形箍33固定在船体1上。

如图5所示，所述推进器3外侧设有与船体1固定连接的防护罩34，所述防护罩34外侧弧形面上设有多个加强强度的筋板341。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种双体式水下断面测绘无人船，其特征在于，包括以下组件：

船体（1），包括两个相对设置的船体（1），所述每个船体（1）中间均设有一个大箱体（11），所述两个船体（1）之间设有一个船舱（2），所述船舱（2）上设有两个平台，分别为前部平台（21）和尾部平台（22）；

驱动模块（10），所述驱动模块（10）为推进器（3），所述每个船体（1）尾部均设有一个推进器（3）；

供电模块（20），所述供电模块（20）包括蓄电池组、发电机，所述蓄电池组与发电机连接，所述蓄电池组通过线缆与推进器（3）连接，所述每个船体（1）的大箱体（11）内各设有一个供电模块（20）；

导航避障模块（30），所述导航避障模块（30）设于船舱前部平台（21），包括两个激光雷达（4）、全方位视觉摄像头（5），所述激光雷达（4）为三维激光雷达；

测绘模块（40），所述测绘模块（40）设于船舱尾部平台（22），包括多个测绘传感器，用于测绘水下断面数据；

定位模块（50），数据存储模块（60），控制模块（70），所述定位模块（50）、数据存储模块（60）、控制模块（70）均设于船舱尾部平台（22）；

切换模块（80），通信模块（90），所述切换模块（80）设于一个船体（1）尾部，所述通信模块（90）设于另一个船体（1）尾部；

所述导航避障模块（30）、测绘模块（40）、定位模块（50）、数据存储模块（60）、切换模块（80）通过通信模块（90）与控制模块（70）连接，所述供电模块（20）与控制模块（70）电连接。

2.根据权利要求1所述的双体式水下断面测绘无人船，其特征在于：所述船舱尾部平台（22）上设有四个密闭的小箱体（23），所述四个小箱体（23）中分别设有测绘模块（40）、定位模块（50）、数据存储模块（60）和控制模块（70）。

3.根据权利要求2所述的双体式水下断面测绘无人船，其特征在于：所述大箱体（11）、小箱体（23）上均设有密封箱体的盖板，所述盖板一端与箱体铰接，一端通过螺钉与箱体固定连接。

4.根据权利要求2所述的双体式水下断面测绘无人船，其特征在于：所述尾部平台（22）前侧设有流线型防护栏（24），所述防护栏（24）高于小箱体（23）高度。

5.根据权利要求1所述的双体式水下断面测绘无人船，其特征在于：所述船体（1）与船舱（2）通过贯穿船舱（2）的长螺栓（6）固定连接。

6.根据权利要求1所述的双体式水下断面测绘无人船，其特征在于：所述两个船体（1）外侧设有多组相对设置的把手（12），所述把手（12）通过螺钉与船体（1）固定连接。

7.根据权利要求1所述的双体式水下断面测绘无人船，其特征在于：所述推进器（3）包括电机（31）和桨叶（32），所述桨叶（32）与电机（31）可拆卸连接，所述电机（31）外侧设有与其相配合的环形箍（33），所述推进器（3）通过环形箍（33）固定在船体（1）上。

8.根据权利要求7所述的双体式水下断面测绘无人船，其特征在于：所述推进器（3）外侧设有与船体（1）固定连接的防护罩（34），所述防护罩（34）外侧弧形面上设有多个筋板（341）。

Images