无人测绘艇论文和设计-马赛男

全文摘要

本实用新型公开了一种无人测绘艇：包括船体及搭载在所述船体上的任务系统；所述船体为双体浮筒船，所述任务系统包括若干台安装在所述双体浮筒船的连接桥上的水声设备。本实用新型作为测绘作业的平台具有如下优势：一是双体浮筒船本身稳定性好，利于测绘工作的正常进行；二是槽口设置在连接桥上，不需要设置在船底，对船型的改动很小；三是水声设备在不工作时能尽量远离水面，避免受损。

主设计要求

1.一种无人测绘艇（1），其特征在于：包括船体（101）及搭载在所述船体（101）上的任务系统（105）；所述船体（101）为双体浮筒船，所述任务系统（105）包括若干台安装在所述双体浮筒船的连接桥上的水声设备（106）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的无人测绘艇，其特征在于：所述任务系统（105）还包括升降架（108），所述升降架（108）带动所述水声设备（106）升出水面或伸入水中。

3.根据权利要求2所述的无人测绘艇，其特征在于：所述升降架（108）包括安装在所述船体（101）上固定架（109），所述固定架（109）上安装有升降机构，所述升降机构带动所述水声设备（106）升降，所述固定架（109）可在所述船体（101）上移动。

4.根据权利要求3所述的无人测绘艇，其特征在于：所述升降机构包括活动架（110）、升降推杆（111）与升降导杆（112），所述升降推杆（111）设置在所述固定架（109）与活动架（110）之间，所述升降导杆（112）上端连接所述活动架（110）、下端安装所述水声设备（106）、中部与所述固定架（109）滑移导向。

5.根据权利要求3所述的无人测绘艇，其特征在于：所述双体浮筒船的连接桥上设有槽口（113），所述槽口（113）的两侧设有导轨（114），所述固定架（109）下方设有与所述导轨（114）配合的滚轮（115）。

6.根据权利要求3所述的无人测绘艇，其特征在于：所述固定架（109）的下方设固定座（116），所述固定座（116）为铰接翻转座，用于所述固定架（109）的翻转与固定。

7.根据权利要求3所述的无人测绘艇，其特征在于：所述固定架（109）的下方设有所述水声设备（106）的容纳空间。

8.根据权利要求1所述的无人测绘艇，其特征在于：所述船体（101）为铝合金材质，以蓄电池作动力源，采用电力推进系统。

9.根据权利要求1所述的无人测绘艇，其特征在于：所述水声设备（106）包括相互独立的多波束测深系统、侧扫声呐及浅层剖面仪。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋测绘技术领域，具体涉及到一种无人测绘艇。

背景技术

如非专利文献1所记载，海洋测绘是获取和描绘海洋、江河、湖泊等水体和包围水体各对象的基础地理要素及其几何和物理属性信息的理论和技术，是测绘科学与技术的一个重要分支，是一切海洋军事、海洋科学研究及开发和利用活动的基础。水声设备作为海洋测绘必不可少的设备，随着海洋开发与监测、海洋科学研究的迅速发展，得到了广泛应用并发挥了巨大作用。

现有的浅海水声测绘平台分为有人船舶和无人艇两种。前者可搭载多种水声设备，功能完善，但运行成本高，受复杂海况、浅海地形限制较大，而且海上作业人员也存在一定的安全风险；后者吨位小，比较灵活，基本上可以进入每一个作业点，但一般都是专门设计的船型，只搭载一种水声设备，因此功能单一，虽然可以更换其他测绘设备，但往往需要将无人船起吊上岸后才能更换，更换难度较大，此外设备的频繁更换也会降低设备的性能及可靠性。

非专利文献1：赵建虎，等．海洋测绘技术发展现状[J]．测绘地理信息，2017，42（6）：2-10。

专利文献1：CN106598051A，一种基于动力矢量的航迹控制方法。

专利文献2：CN106444759A，一种无人艇自动回航的方法和系统。

实用新型内容

为了克服现有无人测绘艇的上述缺陷，提高其通用性和适用范围，本实用新型提供了一种无人测绘艇。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种无人测绘艇：包括船体及搭载在所述船体上的任务系统；所述船体为双体浮筒船，所述任务系统包括若干台安装在所述双体浮筒船的连接桥上的水声设备。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的双体浮筒船本身稳定性好，利于测绘工作的正常进行；槽口设置在连接桥上，不需要设置在船底，无需设计新船型，只需对现有的船型作适应性改造即可；此外，水声设备在不工作时能尽量远离水面，避免受损。因此双体浮筒船作为测绘作业的任务系统的载体，具有明显的优势。

优选的：所述任务系统还包括升降架，所述升降架带动所述水声设备升出水面或伸入水中。

优选的：所述升降架包括安装在所述船体上固定架，所述固定架上安装有升降机构，所述升降机构带动所述水声设备升降，所述固定架可在所述船体上移动。

优选的：所述升降机构包括活动架、升降推杆与升降导杆，所述升降推杆设置在所述固定架与活动架之间，所述升降导杆上端连接所述活动架、下端安装所述水声设备、中部与所述固定架滑移导向。

优选的：所述双体浮筒船的连接桥上设有槽口，所述槽口的两侧设有导轨，所述固定架下方设有与所述导轨配合的滚轮。

优选的：所述固定架的下方设固定座，所述固定座为铰接翻转座，用于所述固定架的翻转与固定。

优选的：所述固定架的下方设有所述水声设备的容纳空间。

优选的：所述船体为铝合金材质，以蓄电池作动力源，采用电力推进系统。

优选的：所述水声设备包括相互独立的多波束测深系统、侧扫声呐及浅层剖面仪。

附图说明

图1是本实用新型实施例的框图。

图2是本实用新型实施例中无人测绘艇的示意图。

图3是本实用新型实施例中无人测绘艇的俯视图。

图4是本实用新型实施例中任务系统的示意图。

图5是本实用新型实施例中升降架的示意图。

图6是本实用新型实施例中升降架放倒后的示意图。

图7是本实用新型实施例中固定座的示意图。

无人测绘艇1、岸基控制站2、船体101、动力系统102、控制系统103、通讯系统104、任务系统105、水声设备106、智能航行系统107、升降架108、固定架109、活动架110、升降推杆111、升降导杆112、槽口113、导轨114、滚轮115、固定座116。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例中，如图1~7所示，一种浅海水声测绘平台：包括无人测绘艇1与岸基控制站2；所述无人测绘艇1包括船体101、动力系统102、控制系统103、通讯系统104及任务系统105；所述岸基控制站2为操作平台，发送指令至所述无人测绘艇1，并接受所述无人测绘艇1的反馈信息；所述任务系统105包括若干台水声设备106，每台所述水声设备106都具有升出水面和伸入水中的两种状态。本实施例的能够根据作业任务的需求，合理规划所需使用的水声设备106及其使用顺序，一种水声设备106作业完成后，由岸基控制站2远程操作上升收起该水声设备106，并下降另一种水声设备106进行作业，因此水声设备106的更换不需对无人测绘艇1进行起吊、拆卸等操作，可实现连续不间断的工作方式，综合了现有有人船舶和无人艇两种测绘平台的优点，功能完善且受海况、浅海地形限制小，设备可靠性强，大大提高了工作效率。

实施例中，如图1~3所示：岸基控制站2与无人测绘艇1的通讯系统104可以选择网桥、电台等方式，有效的通信距离可达到5km，而且能保证较好的通信质量，基本能满足近海、浅海测绘的需求。控制系统103具有两个功能，一是控制船体101的正常航行，二是控制水声设备106的动作。所有水声设备106的软件安装在船载工控机上，岸基控制站2通过远程桌面的方式进行操作。

实施例中，在使用水声设备106时，只需在岸基控制站2上进行相应的操作即可：岸基控制站2下发相应的指令（设备电源的开闭、设备参数的设置与更改、无人船规划的航行路线等），控制系统103接收指令并将指令传达到相应的机构进行执行；同时水声设备106采集的数据由通讯系统104传至岸基控制站2，操作人员可实时观察设备的运行情况。

实施例中，如图1所示：所述无人测绘艇1还包括智能航行系统107。本实施的智能航行系统107可参考专利文献1与专利文献2中的内容，具有按航迹准确巡航和自动回航两种功能，从而实现无人测绘艇1的智能航行。

实施例中，如图2~4所示：所述水声设备106包括相互独立的多波束测深系统、侧扫声呐及浅层剖面仪。多波束测深系统采用多基元声学换能器阵及广角度发射与接收技术，形成宽条幅的高密度水深数据，能够精确快速地测出沿航线一定宽度范围内水下目标的大小、形状以及海底地形的精细特征；多波束测深系统的数据获取密度极大，按照一定比例尺绘制出的三维图件可以在大范围内使水底达到可视化效果，可极大提高对水底目标和地形的认知程度，被广泛应用在水下地形测量、海底管线路由探测、海底管线状态探测、水底目标搜索等工程中。侧扫声呐具有分辨率高、反映海底地貌特征彻底等优点，能高效的扫测目标区域，采集水底声学影像，即使是较小的目标物和结构物，侧扫声呐也能清晰的显示出其细节，是现阶段扫海测量、应急测量、扫测障碍物的重要手段，也是目前寻找水下障碍物最有效的方法之一；侧扫声呐可用于水下地形图像的获取、水下线缆、管道等路由调查，桥墩、大坝等水下水工结构检查。浅层剖面仪是对海底以下沉积物或岩石识别和分类的理想工具，是研究海底各层形态构造及其厚度的有效工具，通常用于地质勘探、疏浚作业和定位水底目标物（如埋藏的管线）。本实施例可根据作业任务的需求，由岸基控制站2远程操作，选择性的将某种水声设备106下降至水面以下进行作业，基本上能满足浅海水声测绘的所有需求。

实施例中，如图2~4所示：所述任务系统105还包括升降架108，所述升降架108带动所述水声设备106在两种状态中切换。本实施例的升降架108使水声设备106的状态切换很方便，水声设备106不工作时能离开水面，减少设备受损的概率，而且还能杜绝不同水声设备106之间的相互干扰。

实施例中，如图2~4所示：所述升降架108包括安装在所述船体101上固定架109，所述固定架109上安装有升降机构，所述升降机构带动所述水声设备106升降，所述固定架109可在所述船体101上移动。本实施例的升降架108不仅能带动水声设备106升降，还能带动水声设备106移动，便于调节水声设备106的位置或其他调整，增加了设备的通用性和实用性。

实施例中，如图2~4所示：所述升降机构包括活动架110、升降推杆111与升降导杆112，所述升降推杆111设置在所述固定架109与活动架110之间，所述升降导杆112上端连接所述活动架110、下端安装所述水声设备106、中部与所述固定架109滑移导向。本实施例的升降导杆112有两根，设置在升降推杆111的两侧，一是水声设备106的安装比较牢固，二是受力比较均衡。升降推杆111可以使是气缸、液压缸、电动推杆等装置，以稳定性好、便于实现自动控制为宜。

实施例中，如图2~4所示：所述船体101上设有与水面贯通的槽口113，所述槽口113的两侧设有导轨114，所述固定架109下方设有与所述导轨114配合的滚轮115。本实施例的滚轮115与导轨114用于实现固定架109的移动，轨道的方式比较省力，而且也具有一定的位置限定作用，避免固定架109发生横向窜动。

实施例中，如图5~7所示：所述固定架109的下方设固定座116，所述固定座116为铰接翻转座，用于所述固定架109的翻转与固定。本实施例的固定座116通过可拆卸的螺栓固定在船体101，从而实现固定架109的临时固定，而铰接翻转座的形式，使得固定架109具有图6所示的翻转状态，从而便于水声设备106的检修或维护。

实施例中，如图5~6所示：所述固定架109的下方设有所述水声设备106的容纳空间。本实施例的固定架109具有四个长支腿，跨在槽口113的两侧，而长支腿之间形成一个水声设备106容纳空间，当水声设备106升起后就停留在这个位置，如图5中左边两台水声设备106所示，使得水声设备106完全收纳在船体内，避免外露收到损坏。

实施例中，如图2~3所示：所述船体101为双体浮筒船，所述任务系统105安装在所述双体浮筒船的连接桥上。无人测绘艇采用电力推进系统，便于实现远程自动控制，采用可更换的备用电池，具有较长的续航能力。特别的，双体浮筒船本身稳定性好，而槽口113设置在连接桥上，不需要设置在船底，因此对船型的改动很小，此外水声设备106在不工作时能尽量远离水面，避免受损，因此双体浮筒船作为本实施例任务系统105的载体，具有明显的优势。

本实施例选用的双体浮筒船，其基本参数如下：

材质：铝合金；

船长：7.6m；

船宽：2.6m；

型深：0.63m；

吃水：0.40m；

航速：8kn（设计航速），作业时根据搭载的水声设备的要求可随时调节航速；

续航能力：6小时，更换电池续航时间提高一倍。

此型双体浮筒船灵活性好、而且具备一定的抗风浪能，用作浅海水声测绘平台，完全能满足测绘作业的要求。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了说明本实用新型所作的举例，而并非对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他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例。而这些属于本实用新型的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本实用新型的保护范围。

设计图

无人测绘艇论文和设计

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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