CN215098137U - 一种用于水下测量的平衡式无人船 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于水下环境测量的无人船技术领域，具体涉及一种用于水下测量的平衡式无人船，包括船体、沉浮控制组件和测量仪；测量仪安装于船体上且其测量探头朝下设置以测量水下环境；在船体内设置有沉浮水仓，沉浮控制组件包括有活动气板和水泵，水泵设置在沉浮水仓的底部并用于将水抽入或者送出沉浮水仓，活动气板设置于沉浮水仓的顶部并打开或封闭沉浮水仓顶部的透气口；在船体的上部设置有浮体，当测量水下环境时，沉浮水仓沉入到水面下并由浮体提供浮力；解决现有技术中水面波纹以及自然风使无人船晃动而对测量影响大的问题，本方案能够船体的一部分浸没到水中，减小自然风和水面波纹对船身稳定性的影响。
Description
技术领域
本实用新型属于水下环境测量的无人船技术领域，具体涉及一种用于水下测量的平衡式无人船。
背景技术
现代普遍使用回声测深仪进行水下地形测量，其精度和效率均大为提高，并且随着无人船的发明，越来越的探测任务交给无人船进行完成；利用无人船搭载相应的测量仪可以代替人为采集数据，即保证了人员的安全，也大大提高了采集的效率；但是由于测量时绝大部分都处于户外水域，水质情况不是很清楚，因此，在同一区域进行地下测量时，往往需要进行多次测量从而保证测量数据的准确性，然而在进行多次测量的过程中，由于风力因素水流因素的影响，往往在水面上会产生波纹，从而造成无人船在同一位置进行多次测量过程中，船身会随着水面的起伏而左右摆动，进而增加了测量难度，提高了测量的误差；因此，如何降低水面波纹已经风力对船身稳定性的影响成为了水下环境测量所需要面对的问题。
实用新型内容
为了解决现有技术中水面波纹以及自然风对无人船造成船身晃动而对水下测量影响较大的问题，本方案提供了一种用于水下测量的平衡式无人船，能够在使用时将船体的一部分浸没到水面以下，从而减小自然风和水面波纹对船身稳定性的影响，进而减小测量数据的误差率。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种用于水下测量的平衡式无人船，包括船体、沉浮控制组件和测量仪；测量仪安装于船体上且其测量探头朝下设置以测量水下环境；在船体内设置有沉浮水仓，沉浮控制组件包括有活动气板和水泵，水泵设置在沉浮水仓的底部并用于将水抽入或者送出沉浮水仓，活动气板设置于沉浮水仓的顶部并打开或封闭沉浮水仓顶部的透气口；在船体的上部设置有浮体，当测量水下环境时，沉浮水仓沉入到水面下并由浮体提供浮力。
可选的：所述浮体固定连接在船体的船沿内侧。
可选的：所述浮体是由泡沫材料制成的环形结构。
可选的：水泵包括有进水泵和排水泵，进水泵用于将水抽入到沉浮水仓中，排水泵用于将沉浮水仓中的水送出船体外。
可选的：在沉浮水仓内设置有多个竖置的隔板，相邻隔板上下交替设置，所述隔板用于限制沉浮水仓中的水前后流动。
可选的：在透气口一侧的口沿处设置有弧形密封部；活动气板设置于该透气口处，且活动气板可转动地连接到透气口与弧形密封部相对侧的口沿处；活动气板能够配合弧形密封部密封所述透气口。
可选的：在活动气板的上方设置有上弹片，在活动气板的下方设置有下弹片，上弹片抵紧到活动气板的上端面处，下弹片抵紧到活动气板的下端面处，上弹片与下弹片的弹力平衡。
可选的：在船体内还设置有控制系统，该控制系统包括有主控制器、供电电池和行进电机；供电电池电连接主控制器并向其供电，主控制器电连接行进电机并控制行进电机转动，行进电机的转轴从船体的尾部伸出并连接叶轮。
可选的：供电电池包括有第一电池体和第二电池体，第一电池体设置在测量仪靠船头的一侧，第二电池体设置在测量仪靠船尾的一侧；在船尾部设置有尾部调节块，尾部调节块用于提供配重或者浮力，尾部调节块、第一电池体配合第二电池体三者搭配使船体的重心与测量仪的中心重合。
可选的：在船体上设置有测量仓，在测量仓的底部设置有透明罩体，测量仪设置在测量仓内且其测量探头朝下对向透明罩体。
本实用新型的有益效果为：
1.由于现有技术中的无人船多是置于水面以上，而当水面产生波纹或者自然风时，则会造成无人船船身的晃动，而船身晃动时，装载船身上测量仪则会出现测量数据不准确的问题；本方案提供了能够在使用时，利用沉浮控制组件抽水或者排水的控制，在想要快速行进时，可以将沉浮水仓中的水排空，从而减小行进过的阻力，而当船体到达测量区域后，可以在沉浮水仓中的水并将船体的一部分浸没到水面以下，仅仅利用浮体提供浮力，从而减小自然风和水面波纹对船身稳定性的影响；
2.本方案中的沉浮控制组件包括有水泵和活动气板，活动气板能够向上和向下摆动，从而平衡沉浮水仓中的气压，保证水泵抽水以及排水过程中的顺畅性；
3.本方案中的利用两个电池体和尾部调节块共同配合控制沉浮控制组件重心的位置，使得船体在沉入水面下时，船体重心位置与测量仪的中心位置重合。
附图说明
为了更清楚地说明本方案的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简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是应用本方案设计要点的一部分实施结构图，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，还可以根据以下描述的附图获得其他的附图。
图1是本方案中平衡式无人船的透视结构图；
图2是本方案中平衡式无人船的俯视侧结构图；
图3是本方案中活动气板的结构示意图。
图中：1-船体；11-测量仓；12-尾部调节块；13-隔板；14-浮体；15-沉浮水仓；16-透明罩体；2-控制系统；21-主控制器；22-第一电池体；23-第二电池体；24-行进电机；25-叶轮；3-测量仪；5-沉浮控制组件；51-水泵；52-活动气板；53-上弹片；54-弧形密封部；55-下弹片。
具体实施方式
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，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，下面关于附图结构的描述仅仅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。
以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本实用新型提供的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。
在一些例子中，由于一些实施方式属于现有或常规技术，因此并没有描述或没有详细的描述。
此外，本文中记载的技术特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，在合理且不构成自相矛盾的情况下，均包括直接和间接连接。
实施例1
如图1-3所示，本实施例设计了一种用于水下测量的平衡式无人船，包括船体1、沉浮控制组件5和测量仪3.
在船体1内设置有测量仓11、沉浮水仓15、驱动仓、控制器仓和两个电池体仓等仓室；且各个仓室之间相互隔离密封。沉浮水仓15从船头延伸至船尾处。
在测量仓11的底部设置有透明罩体16，测量仪3安装于船体1上该测量仓11内，并且测量仪3的测量探头朝下，测量探头朝向透明罩体16并用于测量水下环境。
沉浮水仓15中设置有沉浮控制组件5，该沉浮控制组件5包括有活动气板52和水泵51，水泵51包括有进水泵和排水泵，进水泵和排水泵均设置在沉浮水仓15的底部；当进水泵启动后，进水泵能够将外部环境中的水抽入到沉浮水仓15中；当排水泵启动后，该排水泵能够将将沉浮水仓15中的水送出船体1外。沉浮水仓15用于控制船体1的浮沉状态，当船体1需要快速行进时，则利用排水泵将沉浮水仓15中的水排空，使船体1上浮，从而减小行进过的阻力；而当船体1到达测量区域后，可以利用进水泵向沉浮水仓15中的加水，使船体1的一部分浸没到水面以下，仅仅利用浮体14提供浮力，从而减小自然风和水面波纹对船身稳定性的影响。
在沉浮水仓15内设置有多个竖置的隔板13，相邻隔板13上下交替设置，所述隔板13用于限制沉浮水仓15中的水前后流动。通过隔板13能够限制沉浮水仓15内的水流流动，从而避免沉浮水仓15内因其内部水的剧烈晃动对测量的影响。
在沉浮水仓15的顶部设置有一个或者多个透气口，在每个透气口处均设置有一个活动气板52，活动气板52可转动的连接到透气口处；活动气板52的左侧与透气口的左侧可转动地连接，在透气口的右侧口沿处设置有弧形密封部54，弧形密封部54的弧心与活动气板52的转动轴的轴心重合；该活动气板52远离其转动轴的一侧能够与弧形密封部54密封配合；当活动气板52向下或者向上转动到弧形密封部54所在区域外时，沉浮水仓15能够通过透气口连通外部环境，从而均衡沉浮水仓15中的气压，进而保证进水泵和排水泵工作的顺畅性；当活动气板52向下或者向上转动到弧形密封部54所在区域内时，该透气口封闭，从而使得进水泵和排水泵关停后，沉浮水仓15内具有一定的气压，减少水从进水泵和排水泵的空隙处进入到沉浮水仓15内的水量。
在活动气板52的上方设置有上弹片53，在活动气板52的下方设置有下弹片55，上弹片53抵紧到活动气板52的上端面处，下弹片55抵紧到活动气板52的下端面处，上弹片53与下弹片55的弹力平衡；而当沉浮水仓15内外压力差达到阈值时，能够在正压或者负压作用下打开透气口；并且上弹片53和下弹片55弹力大小决定了透气口开闭的气压压差阈值。
在船体1的上部设置有浮体14，浮体14固定连接在船体1的船沿内侧，浮体14是由泡沫材料制成的环形结构；当测量水下环境时，沉浮水仓15沉入到水面下并由浮体14提供浮力；浮体14的作用是沉浮水仓15加满水后，仍然能够使无人船漂浮在水面上；避免无人船沉入水下而无法回收的情况。
实施例2
如图1-2所示，本实施例设计了一种用于水下测量的平衡式无人船，包括船体1、沉浮控制组件5和测量仪3等结构。
在船体1内设置有测量仓11、沉浮水仓15、驱动仓、控制器仓和两个电池体仓等仓室；且各个仓室之间相互隔离密封。
测量仪3设置在测量仓11内，沉浮控制组件5设置在沉浮水仓15中。
在船体1内具有控制系统2，该控制系统2包括有主控制器21、供电电池和行进电机24等结构；其中，供电电池包括有第一电池体22和第二电池体23，第一电池体22和第二电池体23分别设置在两个电池体仓内，第一电池体22和第二电池体23均连接主控制器21并为其供电，；行进电机24设置在驱动仓中，并且行进电机24的转轴伸出船体1外并连接叶轮25，在驱动仓中并列设置有两个行进电机24，当两个行进电机24以不同速度转动时，能够控制船体1转向；主控制器21设置在控制器仓内，主控制器21电连接行进电机24并控制行进电机24转动以及船体1的转向，主控制器21同时也连接测量仪3并用于无线通信和测量数据的对外转发。
第一电池体22设置在测量仪3靠船头的一侧的电池体仓内，第二电池体23设置在测量仪3靠船尾的一侧的电池体仓内；同时，在船尾部设置有尾部调节块12，尾部调节块12用于提供配重或者浮力，尾部调节块12、第一电池体22配合第二电池体23三者搭配使船体1的重心与测量仪3的中心重合；从而提高水下环境测量过程中的稳定性。
上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于水下测量的平衡式无人船，其特征在于：包括船体(1)、沉浮控制组件(5)和测量仪(3)；测量仪(3)安装于船体(1)上且其测量探头朝下设置以测量水下环境；在船体(1)内设置有沉浮水仓(15)，沉浮控制组件(5)包括有活动气板(52)和水泵(51)，水泵(51)设置在沉浮水仓(15)的底部并用于将水抽入或者送出沉浮水仓(15)，活动气板(52)设置于沉浮水仓(15)的顶部并打开或封闭沉浮水仓(15)顶部的透气口；在船体(1)的上部设置有浮体(14)，当测量水下环境时，沉浮水仓(15)沉入到水面下并由浮体(14)提供浮力。
2.根据权利要求1所述的用于水下测量的平衡式无人船，其特征在于：所述浮体(14)固定连接在船体(1)的船沿内侧。
3.根据权利要求2所述的用于水下测量的平衡式无人船，其特征在于：所述浮体(14)是由泡沫材料制成的环形结构。
4.根据权利要求1所述的用于水下测量的平衡式无人船，其特征在于：水泵(51)包括有进水泵和排水泵，进水泵用于将水抽入到沉浮水仓(15)中，排水泵用于将沉浮水仓(15)中的水送出船体(1)外。
5.根据权利要求1所述的用于水下测量的平衡式无人船，其特征在于：在沉浮水仓(15)内设置有多个竖置的隔板(13)，相邻隔板(13)上下交替设置，所述隔板(13)用于限制沉浮水仓(15)中的水前后流动。
6.根据权利要求1所述的用于水下测量的平衡式无人船，其特征在于：在透气口一侧的口沿处设置有弧形密封部(54)；活动气板(52)设置于该透气口处，且活动气板(52)可转动地连接到透气口与弧形密封部(54)相对侧的口沿处；活动气板(52)能够配合弧形密封部(54)密封所述透气口。
7.根据权利要求6所述的用于水下测量的平衡式无人船，其特征在于：在活动气板(52)的上方设置有上弹片(53)，在活动气板(52)的下方设置有下弹片(55)，上弹片(53)抵紧到活动气板(52)的上端面处，下弹片(55)抵紧到活动气板(52)的下端面处，上弹片(53)与下弹片(55)的弹力平衡。
8.根据权利要求1所述的用于水下测量的平衡式无人船，其特征在于：在船体(1)内还设置有控制系统(2)，该控制系统(2)包括有主控制器(21)、供电电池和行进电机(24)；供电电池电连接主控制器(21)并向其供电，主控制器(21)电连接行进电机(24)并控制行进电机(24)转动，行进电机(24)的转轴从船体(1)的尾部伸出并连接叶轮(25)。
9.根据权利要求8所述的用于水下测量的平衡式无人船，其特征在于：供电电池包括有第一电池体(22)和第二电池体(23)，第一电池体(22)设置在测量仪(3)靠船头的一侧，第二电池体(23)设置在测量仪(3)靠船尾的一侧；在船尾部设置有尾部调节块(12)，尾部调节块(12)用于提供配重或者浮力，尾部调节块(12)、第一电池体(22)配合第二电池体(23)三者搭配使船体(1)的重心与测量仪(3)的中心重合。
10.根据权利要求1所述的用于水下测量的平衡式无人船，其特征在于：在船体(1)上设置有测量仓(11)，在测量仓(11)的底部设置有透明罩体(16)，测量仪(3)设置在测量仓(11)内且其测量探头朝下对向透明罩体(16)。
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| CN202120764613.8U CN215098137U (zh) | 2021-04-14 | 2021-04-14 | 一种用于水下测量的平衡式无人船 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114435547A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-05-06 | 重庆交通大学工程设计研究院有限公司 | 一种平衡式水下测量无人船 |
| CN116767441A (zh) * | 2023-07-18 | 2023-09-19 | 中建港航局集团有限公司 | 一种航道整治工程沉排铺放装置 |
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2021
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