一种工程测绘用池体深度快速测定仪的制作方法

本实用新型涉及测绘领域，尤其涉及一种用于水上测绘采集仪。

背景技术：

声呐是一种利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测和通讯任务的电子设备。现有小型声纳设备很少能具备单独测绘功能，使用不便，操作繁琐。在工程测绘领域当需要测量装有液体的池体深度时，通常分步进行，首先用声呐仪器测出液体深度，再用其他设备测出水面距离池顶的高度，最后两者相加得到数据。该方法操作繁琐，使用仪器多，且数值波动大。特别是在测定存有大量淤积物的池体深度时，无法一次性精准得到数据。

技术实现要素：

本实用新型提出的一种工程测绘用池体深度快速测定仪，解决现有声纳测绘装置水上部分测绘难，存在安全隐患，较难行使单独测绘功能，使用不便，操作繁琐的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种工程测绘用池体深度快速测定仪，包括主体框架部分、水下测绘部分、水上测绘部分、水质取样部分、漂浮物采集部分、能源供应系统、挂载系统、无人机部分、信息处理中枢和连接部分；

所述主体框架包括仪器主体、防护栏、水下防护栏、无人机着落台和小水线面双体，所述仪器主体上方焊接有防护栏，下方焊接有水下防护栏，水下防护栏为喇叭状，且水下防护栏高于整个仪器下端附带结构，所述仪器主体上端还接有无人机着落台，所述无人机着落台为框架结构，所述仪器主体底部固连有小水线面双体，构成完整小水线面双体结构；

所述水下测绘部分，包括水声换能器基阵和声呐信息处理器，所述水声换能器基阵穿过仪器主体上的通孔，并插接在在通孔上端的凹槽一，声呐信息处理器安置于左端信息处理中枢所在的凹槽二，并与之弹性卡连接，水声换能器基阵和声呐信息处理器之间电性连接，并与能源供应部分及信息处理中枢电性连接；

所述水上测绘部分，包括激光测距仪和伺服电机一，两个激光测距仪插接于支柱的两端，伺服电机一的动力轴垂直于支柱，并与支柱中间固定连接；

所述水质取样部分，包括取样管和伺服电机二，取样管上端设置有两耳洞，取样管在2/3高度处设置一圆形溢出孔，下端设置有环状孔，挂有配重，伺服电机二固连于通孔二的一侧，且其轴上固连有一线轴，线轴的一端线头活扣连接于取样管上端两耳洞上;

所述漂浮物采集部分，包括采集栏和伺服电机三，采集篮左右两侧固定连接有四个定滑轮，仪器主体上的矩形通孔内侧设置有凹槽，且定滑轮嵌入对应凹槽，两个伺服电机三分别固连于矩形通孔旁左右两侧的高台上，高台高于采集篮的高度，两个伺服电机三各固连一个线轴，且线轴一端活扣连接于采集栏的耳洞上；

所述能源供应系统包括蓄电池和备用电池，两个蓄电池放置在前端左右两侧凹槽，备用电池安置于右上端凹槽内，所有电池均电性连接于信息处理中枢；

所述挂载系统包括载物平台和，载物平台上设有若干个弹性卡连接凹槽和若干耳环；

所述信息处理中枢包括伺服电机控制器、电机控制器、声呐信息处理器、激光信息处理器、微处理器和信号转换器，伺服电机控制器、电机控制器声呐信息处理器、激光信息处理器均电信连接于微处理器最后由微处理器电性连接信号转换器，信号转换器附带无线信号模块和有限信号插口；

所述无人机部分包括无人机主体、挂载平台和挂载结构，挂载平台固连于无人机主体下面，挂载结构位于挂载平台前端，挂载平台安置有激光信号接收板；

所述连接部分包括基座连接机构和挂载结构，所述基座连接机构固连于仪器主体上，其右端连接有一电机，且电机穿过基座侧壁固连一缆线线轴，缆线线轴穿过基座上端通孔并连接有钢圈锁的低端活扣，基座通孔位于其上端弧形凹槽底部；所述钢圈锁包括锁芯、锁线、弹簧、限位块和锁腔，锁芯上设置凹口，且下端固连弹簧，弹簧另一端固连限位块，锁线穿过限位块上的小孔再穿过弹簧后固连于锁芯，锁芯正对另一侧有可容纳锁芯的锁腔；

作为优选的实施方案，水声换能器基阵可更换为单波束回声测深仪、侧扫声呐、多波束测深和浅地层剖面仪。

作为优选的实施方案，可用支架结构取代无人机部分。

作为优选的实施方案，可用线性电机取代伺服电机二。

作为优选的实施方案，取样管整体可改为单向阀设计。

作为优选的实施方案，用电子自动锁取代钢圈锁。

作为优选的实施方案，无人机挂载平台能搭载普通摄像头、遥感摄像头和红外摄像头。

相对于现有技术的有益效果：

1、弥补了传统声纳设备无法精确测量水上部分物体高度，减少测绘作业量，节约时间；

2、可以运用无人机协作进行宽泛水域测绘，相对于传统设备运用船舶，减少测绘成本，挺高测绘效率同时减小了干扰性测绘误差；

3、小水线面双体构造配合无人机协作能适应复杂水文环境；

4、本实用新型可以做到一次性测绘并取样，方便操作，减少作业量。

附图说明：

图1为本实用新型仪器主体部分立体机构示意图；

图2为本实用新型仪器主体部分俯视图；

图3为本实用新型基座连接机构俯视图；

图4为本实用新型基座连接机构主视图；

图5为本实用新型无人着落台侧视图；

图6为本实用新型无人机底部结构俯视图；

图7为本实用新型钢圈锁结构示意图。

图中：1.仪器主体、2.小水线面双体、3.防护栏、4.水下防护栏、5.通孔一、6.凹槽一、7.凹槽二、8.无人机着落台、9.激光测距仪、10.伺服电机一、11.伺服电机二、12.通孔二、13.采集栏、14.伺服电机三、15.凹槽三、16.凹槽四、17.物平台、18.无人机主体、19.挂载平台、20.挂载结构、21.电机、22.基座通孔、23.锁芯、24.弹簧、25.锁线、26.锁腔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1，参照图1-7，一种工程测绘用池体深度快速测定仪包括主体框架部分、水下测绘部分、水上测绘部分、水质取样部分、漂浮物采集部分、能源供应系统、挂载系统、无人机部分、信息处理中枢和连接部分；

所述主体框架包括仪器主体1、防护栏3、水下防护栏4、无人机着落台和小水线面双体2，所述仪器主体1上方固连防护栏3，下方固连水下防护栏4，水下防护栏4为喇叭状，且水下防护栏4高于整个仪器下端附带结构，所述仪器主体1上端固连无人机着落台8，所述无人机着落台8为框架结构，所述仪器主体底部固连有小水线面双体2，构成完整小水线面双体结构；

所述水下测绘部分，包括水声换能器基阵和声呐信息处理器，所述水声换能器基阵穿过仪器主体上的通孔一5，并插接在通孔一5上端的凹槽一6，声呐信息处理器安置于左端信息处理中枢所在的凹槽二7，并与之弹性卡连接，水声换能器基阵和声呐信息处理器之间电性连接，并与能源供应部分及信息处理中枢电性连接；

所述水上测绘部分，包括激光测距仪9和伺服电机一10，两个激光测距仪9分别插接于支柱的两端，伺服电机一10的动力轴垂直于支柱，并与支柱中间固定连接；

所述水质取样部分，包括取样管和伺服电机二11，取样管上端设置有两耳洞，取样管在2/3高度处设置一圆形溢出孔，下端设置有环状孔，挂有配重，伺服电机二11固连于通孔二12的一侧，且其轴上固连有一线轴，线轴的一端线头活扣连接于取样管上端两耳洞上;

所述漂浮物采集部分，包括采集栏13和伺服电机三14，采集篮13左右两侧固定连接有四个定滑轮，仪器主体上的矩形通孔内侧设置有凹槽，且定滑轮嵌入对应凹槽，两个伺服电机三14分别固连于矩形通孔旁左右两侧的高台上，高台高于采集篮的高度，两个伺服电机三14各固连一个线轴，且线轴一端活扣连接于采集栏13的耳洞上；

所述能源供应系统包括蓄电池和备用电池，两个蓄电池安置在前端左右两侧凹槽三15中，备用电池安置于右上端凹槽四16内，所有电池均电性连接于信息处理中枢；

所述挂载系统包括载物平台17和无人机着落台8，载物平台17上设有若干个弹性卡连接凹槽和若干耳状环形扣；

所述信息处理中枢包括伺服电机控制器、电机控制器、声呐信息处理器、激光信息处理器、微处理器和信号转换器，伺服电机控制器、电机控制器、声呐信息处理器、激光信息处理器均电性连接于微处理器，最后由微处理器电性连接信号转换器，信号转换器附带无线信号模块和有限信号插口；

所述无人机部分包括无人机主体18、挂载平台19和挂载结构20，挂载平台19固连于无人机主体下面，挂载结构20位于挂载平台19前端，挂载平台19安置有激光信号接收板；

所述连接部分包括基座连接机构和挂载结构20，所述基座连接机构固连于仪器主体1上，其右端连接有一电机21，且电机穿过基座侧壁固连一缆线线轴，缆线线轴穿过基座通孔22并连接有钢圈锁的底端活扣，基座通孔22位于其上端弧形凹槽底部；所述钢圈锁包括锁芯23、锁线25、弹簧24、限位块和锁腔26，锁芯23上设置凹口，且下端固连弹簧24，弹簧24另一端固连限位块，锁线25依次穿过限位块上的小孔和弹簧24后，固连于锁芯23，锁芯正对另一侧设置有可容纳锁芯的锁腔26；

工作原理及使用方法：测量水池的水底深度及情况时，先将钢圈锁连接到无人机挂载结构20，放入水池后，启动电脑上程序通过信号转换器控制微处理器，运用无人机带动采集仪到恰当位置，调整无人机到达指定高度，整体稳定后，开启激光测距仪9测量出上端到无人机激光信号接收板的距离h1和激光测距仪9下端到水平面的距离h2，关闭激光测距仪9，开启声呐探测仪，测出水深h3和底部测绘图，最后关闭声呐探测仪，实现快速获取池体高度和水底环境。

当需要判断水池是否需要清理，通过h1、h2、h3和激光测距仪9的高度，求和对比历史水池深度，结合底部测绘，判断环境变化，确定是否需要清理。

测量较大水域如水库，通过无人机携带仪器代替船舶的使用，可显著节约成本，同时也降低人为干扰。

针对无人机续航问题，可以中途更换无人机，更换流程：启动电机21开始收缩缆线线轴，无人机配合降到平台，挂载结构脱离钢圈锁的凹槽，电机继续施力打开锁环，无人机起飞离开仪器平台飞回，更换电池或者新的无人机，飞到平台后，关闭电机，松开缆绳线轴，关闭锁环，无人机起飞，挂载结构滑入凹槽。

计算水域面积时可启动伺服电机一10，使激光测距仪水平开始测量；复杂水域时如暗流，地下河，可以在无人机挂载平台，安装低空遥感或红外成像仪，小线面双体构造具有较强的抗浪暗流能力，仪器上的防护栏也具备一定保护作用。

水质取样时，无人机携带仪器到指定位置后通过伺服电机二11控制试管下移，在配重的作用下开始通过圆形溢出孔取水，之后伺服电机二11逆转带动试管上移，完成取样。

漂浮物采集时，无人机携带仪器到指定位置后，通过伺服电机三14控制采集篮下移，再次移动使漂浮物进入采集篮之后，伺服电机三14逆转带动采集篮上移，完成采集。

实施例2，在实施例1的基础上，水声换能器基阵更换为单波束回声测深仪、侧扫声呐、多波束测深和浅地层剖面仪满足不同需求。

实施例3，在实施例1的基础上，用支架结构取代无人机部分，适应个别环境，如深井测绘。

实施例4，在实施例1的基础上，用线性电机取代伺服电机二11，使水质取样更便利。

实施例5，在实施例1的基础上，取样管整体改为单向阀设计，便于使用。

实施例6，在实施例1的基础上，用电子自动锁取代钢圈锁。

实施例7，在实施例1的基础上，无人机挂载平台搭载普通摄像头、遥感摄像头和红外摄像头，匹配不同环境。

实施例8，在实施例1的基础上，在无人机挂载平台上搭载水平激光测距仪，可以进一步提高对池体测绘时的精确度。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或用现有技术加以实现。