一种水下地形测量数据采集船的制作方法

1.本技术涉及机械领域，尤其涉及一种水下地形测量数据采集船。


背景技术：

2.在各类工程项目中，常常会需要测量水下的地形图，以便给工程建设决策参考、计算工程量等，为了达到测绘的目的，现阶段对于水下地形图通常采用以下方式进行测绘：
3.利用勘测船，船上配备有gps和地形扫描仪(为了保证精度，gps及地形扫描仪的体积均较大)，勘测船行驶到水面某处，读取gps信号，然后将地形扫描仪放入水中，扫描地形数据，通过基点(gps定位数据)将水底扫描数据转化为水底坐标数据，然后通过软件绘制水底地形图。采用这种方式时，需要将勘测船运至待测量的水面，体积大，运输不变，且勘测船造价很高，在现实的各类工程建设中，常常遇到鱼塘、小型湖泊等地形，采用上述方式成本过高。
4.目前，现有技术中也有利用遥控船完成上述功能，但其存在以下缺陷：1，遥控船体积较小，上面只能放置小型gps，通常这种gps精度较低，造成测绘的结果误差较大；2，测量部件通常利用声波在水中传播速度测量回声时间，反算水深。需要将部件伸入水体，船体移动时上述部件容易与水中的异物缠绕。


技术实现要素：

5.本技术的目的之一在于提供一种水下地形测量数据采集船，以解决现有的勘测船测量水下地形不准确的问题。
6.本技术的技术方案是：
7.一种水下地形测量数据采集船，包括可移动地设置于水面上的测量船和可移动地设置于地面上的全站仪；所述测量船上设置有支撑座，所述支撑座的顶部上安装有可水平旋转的基座，所述基座上铰接有棱镜，且所述棱镜的方向朝向所述全站仪，所述全站仪用于测量水面上各个测量点处的所述测量船的坐标和所述棱镜的高程；所述支撑座的下部安装有可升降的水深探测仪，用于测量水底各个所述测量点处的水体深度。
8.作为本技术的一种技术方案，所述支撑座内安装有旋转电机，所述旋转电机的驱动轴传动连接于所述基座，用于带动所述基座在所述支撑座上旋转。
9.作为本技术的一种技术方案，所述基座上安装有驱动电机，所述驱动电机的驱动轴传动连接于所述棱镜，用于驱动所述棱镜在所述基座上转动。
10.作为本技术的一种技术方案，所述水深探测仪包括第一连接轴、第二连接轴、卷筒、连接绳、马达、电磁铁吸盘、金属配重块以及水深探测头；所述第一连接轴、所述第二连接轴、所述电磁铁吸盘、所述金属配重块以及所述水深探测头依次由上至下地设置于所述支撑座的下部；所述第一连接轴的两端分别连接于所述支撑座的相对两个内侧壁上，所述第二连接轴的两端分别连接于所述支撑座的相对两个内侧壁上；所述卷筒可转动地套设于所述第一连接轴上；所述电磁铁吸盘安装于所述第二连接轴上；所述连接绳的一端缠绕于
所述卷筒上，另一端穿过所述电磁铁吸盘而连接于所述金属配重块；所述金属配重块可分离地吸附于所述电磁铁吸盘的底部上；所述水深探测头安装于所述金属配重块的底部上；所述马达安装于所述第一连接轴上，且驱动端传动连接于所述卷筒，用于驱动所述卷筒带动所述连接绳上下移动。
11.作为本技术的一种技术方案，所述卷筒包括两个对称设置的锥形连接筒，两个所述锥形连接筒均套设于所述第一连接轴上，且其中一个所述锥形连接筒的小端连通于另一个所述锥形连接筒的小端。
12.作为本技术的一种技术方案，还包括遥控器，所述遥控器分别电连接于所述旋转电机、所述驱动电机、所述马达以及所述电磁铁吸盘，用于开启或者关闭所述旋转电机、所述驱动电机、所述马达以及所述电磁铁吸盘。
13.本技术的有益效果：
14.本技术的水下地形测量数据采集船中，其区别于传统的水下地形测量方法，该装置无需昂贵的勘测船等设备，只需结合施工现场常见的全站仪及水深测量探头即可实现水下地形勘测，大大节约成本，而且测量人员只需在岸上操作，能够大幅减小人员落水的风险，使用方便，且省时省力。同时，其针对现阶段的水下地形的测量方法的缺点进行了创新，既避免了专业勘测船的运输不变、成本高昂的缺点，又相较小型gps定位船体坐标精度更高，测量人员也无需上船作业，提高了安全性；此外，其设计了一种水下地形数据采集船，保障了棱镜头的朝向与全站仪的方向一致，提高了观测精度，同时设计的水深探测头所用的升降结构也避免了水深探测头被水中的杂物所缠绕的情况出现，安全系数高，测量的数据更加准确。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
16.图1为本技术实施例提供的水下地形测量数据采集船工作状态示意图；
17.图2为本技术实施例提供的测量船示意图；
18.图3为本技术实施例提供的水深探测仪示意图；
19.图4为本技术实施例提供的遥控器示意图。
20.图标：1-测量船；2-全站仪；3-支撑座；4-基座；5-棱镜；6-水深探测仪；7-第一连接轴；8-第二连接轴；9-卷筒；10-连接绳；11-马达；12-电磁铁吸盘；13-金属配重块；14-水深探测头；15-遥控器。
具体实施方式
21.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
22.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
24.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
25.此外，在本技术中，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。
26.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
27.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
28.实施例：
29.请参照图1，配合参照图2至图4，本技术提供一种水下地形测量数据采集船，包括可移动地设置于水面上的测量船1和可移动地设置于地面上的全站仪2；其中，测量船1上设置有支撑座3，支撑座3的顶部上安装有可水平旋转的基座4，基座4上铰接有棱镜5，且棱镜5的方向朝向全站仪2，全站仪2用于测量水面上各个测量点处的测量船1的坐标和棱镜5的高程；此外，支撑座3的下部安装有可升降的水深探测仪6，用于测量水底各个测量点处的水体深度，在船体行驶前收起探测仪，从而避免与水中杂物发生缠绕。
30.需要说明的是，支撑座3内安装有旋转电机，旋转电机的驱动轴传动连接于基座4，用于带动基座4在支撑座3上旋转。同时，基座4上安装有驱动电机，驱动电机的驱动轴传动连接于棱镜5，用于驱动棱镜5在基座4上转动。
31.进一步地，水深探测仪6包括第一连接轴7、第二连接轴8、卷筒9、连接绳10、马达11、电磁铁吸盘12、金属配重块13以及水深探测头14；第一连接轴7、第二连接轴8、电磁铁吸盘12、金属配重块13以及水深探测头14依次由上至下地设置于支撑座3的下部；第一连接轴7的两端分别连接于支撑座3的相对两个内侧壁上，第二连接轴8的两端分别连接于支撑座3的相对两个内侧壁上；卷筒9可转动地套设于第一连接轴7上；电磁铁吸盘12安装于第二连
接轴8上；连接绳10的一端缠绕于卷筒9上，另一端穿过电磁铁吸盘12而连接于金属配重块13；金属配重块13可分离地吸附于电磁铁吸盘12的底部上；水深探测头14安装于金属配重块13的底部上；马达11安装于第一连接轴7上，且驱动端传动连接于卷筒9，用于驱动卷筒9带动连接绳10上下移动。
32.需要说明的是，卷筒9包括两个对称设置的锥形连接筒，两个锥形连接筒均套设于第一连接轴7上，且其中一个锥形连接筒的小端连通于另一个锥形连接筒的小端。
33.此外，该装置上还设置有遥控器15，遥控器15分别电连接于旋转电机、驱动电机、马达11以及电磁铁吸盘12，用于开启或者关闭旋转电机、驱动电机、马达11以及电磁铁吸盘12。
34.本测量装置利用常见的全站仪2和水深测量部件，完成对于水底坐标与高程的测量。其在岸上事先测设两个已知点a点和b点，分别获取a点、b点的坐标和高程，利用全站仪2测量位于水面上的棱镜5(遥控器15上有控制棱镜5旋转及俯仰的旋钮，以便棱镜5方向始终朝向全站仪2)，即可获取测量船1c点的坐标高程数据，并将c点的编号存储在全站仪2的内存中，利用遥控器15控制测量船1将电磁铁吸盘12进行断电，将下方的水深探测仪6上的水深探测头14伸入水体中，可以测出该c点处的水体深度，将该c点的深度编号存储在测量船1的内存中。完成c点的测量后，用遥控器15收起水深探测头14，电磁铁吸盘12完成对水深探测头14的吸附，水深探测仪6离开水体，控制测量船1到下个测量点。完成在整个水面的若干个点的数据收集后，分别下载全站仪2中和测量船1中存储的数据，全站仪2中存储了测量船1在各个位置的坐标(x、y)以及高程数据(z)，测量船1中存储了各个位置的水深数据(h)，则各个点的(x、y、z-h)就是水底的地形数据。通过该地形数据，并采用cass等绘图软件，采用三角网或方格网等方法即可生成水底的地形图。
35.综上可知，本技术的水下地形测量数据采集船中，其区别于传统的水下地形测量方法，该装置无需昂贵的勘测船等设备，只需结合施工现场常见的全站仪2及水深测量探头即可实现水下地形勘测，大大节约成本，而且测量人员只需在岸上操作，能够大幅减小人员落水的风险，使用方便，且省时省力。同时，其针对现阶段的水下地形的测量方法的缺点进行了创新，既避免了专业勘测船的运输不变、成本高昂的缺点，又相较小型gps定位船体坐标精度更高，测量人员也无需上船作业，提高了安全性；此外，其设计了一种水下地形数据采集船，保障了棱镜5头的朝向与全站仪2的方向一致，提高了观测精度，同时设计的水深探测头14所用的升降结构也避免了水深探测头14被水中的杂物所缠绕的情况出现，安全系数高，测量的数据更加准确。
36.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种水下地形测量数据采集船，其特征在于，包括可移动地设置于水面上的测量船和可移动地设置于地面上的全站仪；所述测量船上设置有支撑座，所述支撑座的顶部上安装有可水平旋转的基座，所述基座上铰接有棱镜，且所述棱镜的方向朝向所述全站仪，所述全站仪用于测量水面上各个测量点处的所述测量船的坐标和所述棱镜的高程；所述支撑座的下部安装有可升降的水深探测仪，用于测量水底各个所述测量点处的水体深度。2.根据权利要求1所述的水下地形测量数据采集船，其特征在于，所述支撑座内安装有旋转电机，所述旋转电机的驱动轴传动连接于所述基座，用于带动所述基座在所述支撑座上旋转。3.根据权利要求2所述的水下地形测量数据采集船，其特征在于，所述基座上安装有驱动电机，所述驱动电机的驱动轴传动连接于所述棱镜，用于驱动所述棱镜在所述基座上转动。4.根据权利要求3所述的水下地形测量数据采集船，其特征在于，所述水深探测仪包括第一连接轴、第二连接轴、卷筒、连接绳、马达、电磁铁吸盘、金属配重块以及水深探测头；所述第一连接轴、所述第二连接轴、所述电磁铁吸盘、所述金属配重块以及所述水深探测头依次由上至下地设置于所述支撑座的下部；所述第一连接轴的两端分别连接于所述支撑座的相对两个内侧壁上，所述第二连接轴的两端分别连接于所述支撑座的相对两个内侧壁上；所述卷筒可转动地套设于所述第一连接轴上；所述电磁铁吸盘安装于所述第二连接轴上；所述连接绳的一端缠绕于所述卷筒上，另一端穿过所述电磁铁吸盘而连接于所述金属配重块；所述金属配重块可分离地吸附于所述电磁铁吸盘的底部上；所述水深探测头安装于所述金属配重块的底部上；所述马达安装于所述第一连接轴上，且驱动端传动连接于所述卷筒，用于驱动所述卷筒带动所述连接绳上下移动。5.根据权利要求4所述的水下地形测量数据采集船，其特征在于，所述卷筒包括两个对称设置的锥形连接筒，两个所述锥形连接筒均套设于所述第一连接轴上，且其中一个所述锥形连接筒的小端连通于另一个所述锥形连接筒的小端。6.根据权利要求4所述的水下地形测量数据采集船，其特征在于，还包括遥控器，所述遥控器分别电连接于所述旋转电机、所述驱动电机、所述马达以及所述电磁铁吸盘，用于开启或者关闭所述旋转电机、所述驱动电机、所述马达以及所述电磁铁吸盘。

技术总结
本申请提供一种水下地形测量数据采集船，其包括可移动地设置于水面上的测量船和可移动地设置于地面上的全站仪；测量船上设置有支撑座，支撑座的顶部上安装有可水平旋转的基座，基座上铰接有棱镜，且棱镜的方向朝向全站仪，全站仪用于测量水面上各个测量点处的测量船的坐标和棱镜的高程；支撑座的下部安装有可升降的水深探测仪，用于测量水底各个测量点处的水体深度。该装置结构简单，使用便捷，能够准确地测量水下的地形，省时省力。省时省力。省时省力。


技术研发人员：蒋凯 方三陵 陈华 刘明周 曲良军
受保护的技术使用者：中国一冶集团有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/8/26