一种水下地形测量用无人船

技术领域

本发明涉及水下地形测量领域，具体是涉及一种水下地形测量用无人船。

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、港湾和近海水底点的平面位置和高程，用以绘制水下地形图的测绘工作。主要内容是在陆地建立控制网和进行水下地形测绘，水下地形测绘包括测深点定位、水深测量、水位观测和绘图，测深点定位的方法有断面索法、经纬仪或平板仪前方交会法、六分仪后方交会法、全站式速测仪极坐标法、无线电定位法、水下声学定位和差分GPS定位法等。水深测量采用测深杆、测深锤和回声测深仪等器具，水底高程是根据水深测量和水位观测成果计算，最后用等深线(或称等高线)表示水底的地形情况。

目前现有的水下地形在进行测量时，将测量仪器安装在无人船上，通过无人船的移动，实现对水面进行测量，然而对于湖泊或静水区域中的水下地形进行测量时，由于湖泊或静水区域水面易存在较多浮萍、垃圾、枝叶等漂浮物，因此测量船在进行测量时，漂浮物易附着在探测仪上，一方面导致探测仪接收的数据不能够正确反映测区的水下三维坐标，另一方面，增大了测量船的阻力，增大了测量船测量的能耗，不便于相应的行进，同时缺少相应的平衡措施，易导致船体的倾倒，无法满足实际使用所需。

因此，需要提供一种水下地形测量用无人船，旨在解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种水下地形测量用无人船，旨在解决背景技术中提出的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水下地形测量用无人船，包括测量船体，测量船体的底部设置有动力桨和探测仪，所述测量船体上转动安装有旋转基座，所述旋转基座上活动安装有光伏板安装架，所述光伏板安装架与旋转基座的连接处设置有俯仰调节机构，所述测量船体的底部还设置有锥形分隔板以及用于导流前进的导流板，所述导流板活动安装于连接箱上，所述连接箱内设置有用于驱动导流板进行导流以及辅助前进的排水推进机构，所述排水推进机构包括用于驱动导流板进行往复导流运作的往复丝杆以及用于辅助排水前进的导流箱，所述导流箱上固定连通有进水管和出水管，所述测量船体内还设置有船体自平衡机构，所述船体自平衡机构包括用于平衡船体的第一配重块和第二配重块以及用于倾斜感应的倾角传感器，所述倾角传感器安装于测量船体的内部中心位置处，所述第一配重块和第二配重块均活动安装于测量船体的中心位置处，且安装位置位于测量船体的内部。

作为本发明进一步的方案，所述排水推进机构还包括用于驱使导流板活动连接的往复滑块和第一限位滑杆，所述导流板的一端通过第一限位滑杆活动安装于固定板上，所述固定板固定安装于测量船体上，所述固定板上开设有用于避位连接第一限位滑杆的限位滑槽，所述导流板的另一端转动连接于第二限位滑杆上，所述第二限位滑杆固定安装于往复滑块上。

作为本发明进一步的方案，所述排水推进机构还包括用于驱使往复滑块往复移动的第三电机，所述往复丝杆上固定连接有第二蜗轮，所述往复丝杆上的螺纹以第二蜗轮为中部呈对称设置，所述第二蜗轮上啮合连接有第二蜗杆，所述第二蜗杆固定连接第三电机的输出轴，第三电机的输出轴驱使第二蜗杆旋转，在第二蜗杆与第二蜗轮啮合连接的关系下驱使往复丝杆旋转，在往复丝杆与往复滑块螺纹连接的关系下驱使往复滑块往复移动于往复丝杆上，从而在第二限位滑杆以及第一限位滑杆的导向作用下实现导流板不断地向外侧开合往复运作，从而便于将两侧的漂浮物推开，便于测量船体的行进。

作为本发明进一步的方案，所述排水推进机构还包括用于驱使导流箱进行循环排水前进的活塞板和凸轮，所述第二蜗杆通过第二锥齿轮副的转动连接有第三连接轴，所述凸轮通过第三连接轴转动连接于测量船体的内部，所述凸轮转动安装于按压板的外侧，且与按压板的一侧相接触，所述按压板通过按压杆固定连接有活塞板，所述活塞板滑动连接于导流箱的内部。

作为本发明进一步的方案，所述按压板与导流箱的连接处设置有弹簧，所述进水管上设置有第一单向阀，所述出水管上设置有第二单向阀，第三电机的输出轴在第二锥齿轮副的连接关系下驱使第三连接轴上的凸轮旋转，在凸轮以及弹簧的弹性作用下实现活塞板往复移动于导流箱的内部，并且在设置的第一单向阀和第二单向阀的单向控制作用下实现抽取的液体不断地往外侧排出，从而实现了对测量船体的助推。

作为本发明进一步的方案，所述船体自平衡机构还包括用于驱使第一配重块进行平衡调节的第一丝杆和第二电机，所述第一配重块螺纹连接于第一丝杆上，且第一配重块限位滑动连接于测量船体的内部，所述第一丝杆通过同步带转动连接有第二电机的输出轴，所述第二电机固定安装于测量船体的内部。

作为本发明进一步的方案，所述船体自平衡机构还包括用于驱使第二配重块进行平衡调节的双轴电机和第二丝杆，所述第二配重块螺纹连接于第二丝杆上，且第二配重块限位滑动连接于测量船体的内部，所述第二丝杆通过第一锥齿轮副转动连接有第二连接轴，所述第二连接轴固定连接双轴电机的输出轴，所述双轴电机固定安装于测量船体的内部。

作为本发明进一步的方案，所述俯仰调节机构包括第一连接轴和第一电机，所述光伏板安装架通过第一连接轴转动连接于连接座上，所述第一连接轴上固定连接有第一蜗轮，所述第一蜗轮上啮合连接有第一蜗杆，所述第一蜗杆转动连接于连接座的内部，所述第一蜗杆固定连接第一电机的输出轴，所述第一电机固定安装于连接座上。

作为本发明进一步的方案，所述测量船体上设置有安装门和扶手，所述测量船体上还设置有天线，所述测量船体的外侧设置有用于防撞的防撞圈。

综上所述，本发明实施例与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明通过设置的排水推进机构不仅可将漂浮物分隔至测量船体行进的两侧，且可实现导流板不断地向外侧开合往复运作，从而便于将两侧的漂浮物推开，便于测量船体的行进，另外在设置的第一单向阀和第二单向阀的单向控制作用下实现抽取的液体不断地往外侧排出，从而实现了对测量船体的助推，减少了测量船体行进测量时的能耗，解决了背景技术中提出的行进阻力大、能耗大和不便于行进的弊端。

通过设置的船体自平衡机构可通过测量船体内设置的倾角传感器检测测量船体的倾斜度，当测量船体往某一侧发生倾斜时，可驱使第一配重块往与倾斜相反的位置移动，相应的，也可驱使第二配重块往与之对应倾斜相反的位置移动，从而很好的实现了测量船体行进移动的平衡性，具有可自平衡移动和稳定好的优点。

测量船体可通过扶手手持放入水面，天线进行信号的传输，可在光伏板安装架上安装有相应的太阳能光伏板以便于进行光伏发电处理，产生的电能可存储于蓄电池中，从而很好的实现了测量船体的测量续航，另外通过设置的俯仰调节机构可驱使第一连接轴上的光伏板安装架进行翻转以及俯仰调节，以便于更好的接收光照实现光伏发电处理，节省了能耗，便于使用。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1为发明实施例的结构示意图。

图2为发明实施例中光伏板安装架的连接结构示意图。

图3为发明实施例的侧视结构示意图。

图4为发明实施例内部的连接结构示意图。

图5为发明实施例中连接箱的连接结构示意图。

图6为发明实施例中连接箱内部的连接结构示意图。

图7为发明实施例中凸轮的连接结构示意图。

图8为发明实施例中导流箱内部的连接结构示意图。

附图标记：1、测量船体；2、安装门；3、扶手；4、天线；5、防撞圈；6、旋转基座；7、光伏板安装架；8、第一连接轴；9、连接座；10、第一蜗轮；11、第一蜗杆；12、第一电机；13、动力桨；14、锥形分隔板；15、导流板；16、连接箱；17、进水管；18、出水管；19、倾角传感器；20、第一丝杆；21、同步带；22、第二电机；23、第一配重块；24、第二丝杆；25、第二配重块；26、第一锥齿轮副；27、第二连接轴；28、双轴电机；29、第一限位滑杆；30、固定板；31、限位滑槽；32、第二限位滑杆；33、往复滑块；34、往复丝杆；35、第二蜗轮；36、第二蜗杆；37、第三电机；38、第二锥齿轮副；39、第三连接轴；40、凸轮；41、按压板；42、导流箱；43、按压杆；44、弹簧；45、活塞板；46、第一单向阀；47、第二单向阀；48、探测仪。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

参见图1、图3～图8，一种水下地形测量用无人船，包括测量船体1，测量船体1的底部设置有动力桨13和探测仪48，所述测量船体1上转动安装有旋转基座6，所述旋转基座6上活动安装有光伏板安装架7，所述光伏板安装架7与旋转基座6的连接处设置有俯仰调节机构，所述测量船体1的底部还设置有锥形分隔板14以及用于导流前进的导流板15，所述导流板15活动安装于连接箱16上，所述连接箱16内设置有用于驱动导流板15进行导流以及辅助前进的排水推进机构，所述排水推进机构包括用于驱动导流板15进行往复导流运作的往复丝杆34以及用于辅助排水前进的导流箱42，所述导流箱42上固定连通有进水管17和出水管18，所述测量船体1内还设置有船体自平衡机构，所述船体自平衡机构包括用于平衡船体的第一配重块23和第二配重块25以及用于倾斜感应的倾角传感器19，所述倾角传感器19安装于测量船体1的内部中心位置处，所述第一配重块23和第二配重块25均活动安装于测量船体1的中心位置处，且安装位置位于测量船体1的内部。

进一步，所述排水推进机构还包括用于驱使导流板15活动连接的往复滑块33和第一限位滑杆29，所述导流板15的一端通过第一限位滑杆29活动安装于固定板30上，所述固定板30固定安装于测量船体1上，所述固定板30上开设有用于避位连接第一限位滑杆29的限位滑槽31，所述导流板15的另一端转动连接于第二限位滑杆32上，所述第二限位滑杆32固定安装于往复滑块33上。

进一步，所述排水推进机构还包括用于驱使往复滑块33往复移动的第三电机37，所述往复丝杆34上固定连接有第二蜗轮35，所述往复丝杆34上的螺纹以第二蜗轮35为中部呈对称设置，所述第二蜗轮35上啮合连接有第二蜗杆36，所述第二蜗杆36固定连接第三电机37的输出轴。

进一步，所述排水推进机构还包括用于驱使导流箱42进行循环排水前进的活塞板45和凸轮40，所述第二蜗杆36通过第二锥齿轮副38的转动连接有第三连接轴39，所述凸轮40通过第三连接轴39转动连接于测量船体1的内部，所述凸轮40转动安装于按压板41的外侧，且与按压板41的一侧相接触，所述按压板41通过按压杆43固定连接有活塞板45，所述活塞板45滑动连接于导流箱42的内部。

进一步，所述按压板41与导流箱42的连接处设置有弹簧44，所述进水管17上设置有第一单向阀46，所述出水管18上设置有第二单向阀47。

优选的，测量船体1在水上进行测量时，通过下方设置的动力桨13行进移动，对于漂浮物较多的区域，通过锥形分隔板14可将漂浮物分隔至测量船体1行进的两侧，且此时第三电机37的输出轴驱使第二蜗杆36旋转，在第二蜗杆36与第二蜗轮35啮合连接的关系下驱使往复丝杆34旋转，在往复丝杆34与往复滑块33螺纹连接的关系下驱使往复滑块33往复移动于往复丝杆34上，从而在第二限位滑杆32以及第一限位滑杆29的导向作用下实现导流板15不断地向外侧开合往复运作，从而便于将两侧的漂浮物推开，便于测量船体1的行进。

优选的，第三电机37的输出轴可在第二锥齿轮副38的连接关系下驱使第三连接轴39上的凸轮40旋转，在凸轮40以及弹簧44的弹性作用下实现活塞板45往复移动于导流箱42的内部，并且在设置的第一单向阀46和第二单向阀47的单向控制作用下实现抽取的液体不断地往外侧排出，从而实现了对测量船体1的助推，减少了测量船体1测量时的能耗。

如图1和图4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述船体自平衡机构还包括用于驱使第一配重块23进行平衡调节的第一丝杆20和第二电机22，所述第一配重块23螺纹连接于第一丝杆20上，且第一配重块23限位滑动连接于测量船体1的内部，所述第一丝杆20通过同步带21转动连接有第二电机22的输出轴，所述第二电机22固定安装于测量船体1的内部。

进一步，所述船体自平衡机构还包括用于驱使第二配重块25进行平衡调节的双轴电机28和第二丝杆24，所述第二配重块25螺纹连接于第二丝杆24上，且第二配重块25限位滑动连接于测量船体1的内部，所述第二丝杆24通过第一锥齿轮副26转动连接有第二连接轴27，所述第二连接轴27固定连接双轴电机28的输出轴，所述双轴电机28固定安装于测量船体1的内部。

优选的，在本实施例中，测量船体1在水上进行测量时，通过测量船体1内设置的倾角传感器19检测测量船体1的倾斜度，当测量船体1往某一侧发生倾斜时，第二电机22的输出轴在同步带21的同步带动作用下驱使第一丝杆20旋转，在第一配重块23与第一丝杆20螺纹连接的关系下驱使第一配重块23往与倾斜相反的位置移动。

相应的，双轴电机28的输出轴驱使第二连接轴27旋转，在第一锥齿轮副26的连接关系下驱使第二丝杆24旋转，于是在第二配重块25与第二丝杆24螺纹连接的关系下驱使第二配重块25往与之对应倾斜相反的位置移动，从而很好的实现了测量船体1行进移动的平衡性。

需要特别说明的是，第二电机22和双轴电机28的输出轴均可正反转驱动。

需要特别说明的是，第一丝杆20和第二电机22的输出轴上均设置有与同步带21同步传动连接的皮带轮。

如图1～图3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述俯仰调节机构包括第一连接轴8和第一电机12，所述光伏板安装架7通过第一连接轴8转动连接于连接座9上，所述第一连接轴8上固定连接有第一蜗轮10，所述第一蜗轮10上啮合连接有第一蜗杆11，所述第一蜗杆11转动连接于连接座9的内部，所述第一蜗杆11固定连接第一电机12的输出轴，所述第一电机12固定安装于连接座9上。

进一步，所述测量船体1上设置有安装门2和扶手3，所述测量船体1上还设置有天线4，所述测量船体1的外侧设置有用于防撞的防撞圈5。

优选的，在本实施例中，测量船体1可通过扶手3手持放入水面，天线4进行信号的传输，可在光伏板安装架7上安装有相应的太阳能光伏板以便于进行光伏发电处理，可通过光伏发电装置使产生的电能存储于蓄电池中，从而很好的实现了测量船体1的测量续航。

优选的，第一电机12的输出轴可驱使第一蜗杆11旋转，在第一蜗杆11与第一蜗轮10啮合连接的关系下驱使第一连接轴8上的光伏板安装架7进行翻转以及俯仰调节，以便于更好的接收光照实现光伏发电处理，节省了能耗，便于使用。

需要特别说明的是，第一电机12的输出轴可正反转驱动。

本发明的工作原理是：测量船体1在水上进行测量时，通过下方设置的动力桨13行进移动，对于漂浮物较多的区域，通过锥形分隔板14可将漂浮物分隔至测量船体1行进的两侧，且此时第三电机37的输出轴驱使第二蜗杆36旋转，在第二蜗杆36与第二蜗轮35啮合连接的关系下驱使往复丝杆34旋转，在往复丝杆34与往复滑块33螺纹连接的关系下驱使往复滑块33往复移动于往复丝杆34上，从而在第二限位滑杆32以及第一限位滑杆29的导向作用下实现导流板15不断地向外侧开合往复运作，从而便于将两侧的漂浮物推开，便于测量船体1的行进，另外第三电机37的输出轴在第二锥齿轮副38的连接关系下驱使第三连接轴39上的凸轮40旋转，在凸轮40以及弹簧44的弹性作用下实现活塞板45往复移动于导流箱42的内部，并且在设置的第一单向阀46和第二单向阀47的单向控制作用下实现抽取的液体不断地往外侧排出，从而实现了对测量船体1的助推，减少了测量船体1测量时的能耗，测量船体1在水上进行测量时，通过测量船体1内设置的倾角传感器19检测测量船体1的倾斜度，当测量船体1往某一侧发生倾斜时，第二电机22的输出轴在同步带21的同步带动作用下驱使第一丝杆20旋转，在第一配重块23与第一丝杆20螺纹连接的关系下驱使第一配重块23往与倾斜相反的位置移动，相应的，双轴电机28的输出轴驱使第二连接轴27旋转，在第一锥齿轮副26的连接关系下驱使第二丝杆24旋转，于是在第二配重块25与第二丝杆24螺纹连接的关系下驱使第二配重块25往与之对应倾斜相反的位置移动，从而很好的实现了测量船体1行进移动的平衡性，测量船体1可通过扶手3手持放入水面，天线4进行信号的传输，可在光伏板安装架7上安装有相应的太阳能光伏板以便于进行光伏发电处理，可通过光伏发电装置使产生的电能存储于蓄电池中，从而很好的实现了测量船体1的测量续航，另外第一电机12的输出轴可驱使第一蜗杆11旋转，在第一蜗杆11与第一蜗轮10啮合连接的关系下驱使第一连接轴8上的光伏板安装架7进行翻转以及俯仰调节，以便于更好的接收光照实现光伏发电处理，节省了能耗，便于使用。

需要特别说明的是，本申请中部件均为通用标准件或本领域技术人员通晓的部件，其有效解决了背景技术中提出的技术问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。