小型無人自動測量船制造技術

本實用新型專利技術涉及一種小型無人自動測量船，包括船體和設置在船體上的驅動裝置和控制裝置，以及地面控制站和無線通訊電臺；其特征在于：驅動裝置和控制裝置的電路連接成回路，驅動裝置的推進器與控制裝置的舵機相連；地面控制站通過無線通訊電臺和控制裝置的電臺通訊裝置與控制裝置的中央控制器進行數據傳輸。本實用新型專利技術體積小、重量輕，采用電力驅動，無污染排放，測量數據不會受到相關影響，相比大型測量船，節約能耗和人力，操作簡單、實用方便，經濟環保。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種小型無人自動測量船，帶有自主控制裝置的小型測量船，應用于溪流、河流、湖泊和沿海水域進行水流速測量。
技術介紹
目前，在我國傳統的測量工作中，所采用的測量方式主要靠人工的在線測量。而人工測量的方法主要有兩種，一是工作人員劃船到指定地點進行測量。由于各個水域的水況不同，人工在線測量所得的數據不準確。如遇到惡劣天氣，對工作人員的人生安全也帶來很大的隱患。還有一種測量方法是人工駕駛大型船只到指定水域進行測量，這類船的功能雖然齊全，但是價格昂貴，需要大量的專業人才，一些特定的水域大型船只無法到達。同時這類船只自帶的動力系統也對水流有很大的影響，不利于得到真實的測量數據。
技術實現思路
本技術的目的為了有效解決傳統測量方法中，人工操作帶來的不精確和不方便的問題，本技術提供一種全新的小型無人自動測量船進行在線測量，本技術適用于多個水域，能夠準確反映監測水域的水質狀況。無需人工親自去采集數據，本技術可自主航行或遙控操作至指定水域工作。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是:小型無人自動測量船，包括船體和設置在船體上的驅動裝置和控制裝置，以及地面控制站和無線通訊電臺；驅動裝置和控制裝置的電路連接成回路，驅動裝置的推進器與控制裝置的舵機相連，并實現對船體的自主導航；地面控制站通過無線通訊電臺和控制裝置的電臺通訊裝置與控制裝置的中央控制器進行數據傳輸。所述控制裝置包括測量裝置、舵機、電臺通訊裝置、組合導航裝置、激光測距儀和中央控制器；測量裝置、舵機、組合導航裝置、電臺通訊裝置、激光測距儀和中央控制器分別安裝在船體上，且測量裝置、舵機、組合導航裝置、電臺通訊裝置、激光測距儀分別與中央控制器相連。所述組合導航裝置包括三軸陀螺、三軸加速度計、三軸地磁傳感器和溫度傳感器、GPS天線、接收機。所述的測量裝置包括有聲學多普勒流速剖面儀ADCP、水流傳感器，溫度傳感器、濁度傳感器、PH值傳感器，溶解氧傳感器，電導率傳感器、濕度傳感器，風向傳感器和風速傳感器。所述的中央控制器為單片機，中央控制器內安裝相應的應用程序，如舵機驅動程序、導航程序、速度控制等等。所述驅動裝置包括電源、兩套直流無刷電機、兩個推進器、兩個螺旋槳，兩套直流無刷電機和推進器分別安裝在船體后端上，電源安裝在船體上，電源分別通過兩套直流無刷電機與兩個推進器相連，且兩個推進器分別與舵機相連，兩個推進器上分別都安裝有一螺旋槳。本技術還包括接線盒，接線盒安裝在在船體內，電路連接線放置在接線盒內。本技術的有益效果是:本技術小型無人自動測量船體積小，重量輕便，采用電力驅動，無污染；整個過程操作簡單，適用于多種水域環境，所得數據精確可靠，周期短。附圖說明圖1為本技術的結構示意圖。圖2為本技術的數據傳輸原理圖。圖中1.船體，2.電池，3.測量裝置，4.舵機，5.推進器，6.電臺通訊裝置，7.接線盒，8.中央控制器，9.地面控制站，10.無線通訊電臺，11.組合導航裝置，12.激光測距儀。具體實施方式結合附圖對本技術作進一步的描述。如圖1、圖2所示，本技術包括船體I和設置在船體上的驅動裝置和控制裝置，以及地面控制站9、無線通訊電臺10和接線盒7，驅動裝置和控制裝置的電路連接成回路，驅動裝置的推進器5與控制裝置的舵機4相連，并實現對船體的自主導航；地面控制站9通過無線通訊電臺10和控制裝置的電臺通訊裝置6與控制裝置的中央控制器8進行數據傳輸；接線盒7安裝在在船體I內，電路連接線放置在接線盒7內。所述控制裝置包括測量裝置3、舵機4、電臺通訊裝置6、組合導航裝置11、激光測距儀12和中央控制器8 ;測量裝置3、舵機4、組合導航裝置11、電臺通訊裝置6、激光測距儀12和中央控制器8分別安裝在船體I上，且測量裝置3、舵機4、組合導航裝置11、電臺通訊裝置6、激光測距儀12分別與中央控制器8相連。所述驅動裝置包括電源2、兩套直流無刷電機、兩個推進器5、兩個螺旋槳，兩套直流無刷電機和推進器5分別安裝在船體I后端上，電源2安裝在船體I上，電源2分別通過兩套直流無刷電機與兩個推進器5相連，且兩個推進器5分別與舵機4相連，兩個推進器5上分別都安裝有一螺旋槳。所述組合導航裝置11包括三軸陀螺、三軸加速度計、三軸地磁傳感器和溫度傳感器、GPS天線、接收機。所述的測量裝置3包括有聲學多普勒流速剖面儀ADCP、水流傳感器，溫度傳感器、濁度傳感器、PH值傳感器，溶解氧傳感器，電導率傳感器、濕度傳感器，風向傳感器和風速傳感器。所述的中央控制器8為單片機，中央控制器內安裝相應的應用程序，如舵機驅動程序、導航程序、速度控制等等。本技術通過地面控制站9，借助無線通訊電臺10下達指令航行指令或航行路徑等，給船體I的電臺通訊裝置6，電臺通訊裝置6再傳輸給中央控制器8，中央控制器8接收指令后，再通過電臺通訊裝置6給地面控制站9返回狀態，同時按地面控制站9的指令航行，航行的同時借助測量裝置3，進行自動測量。這樣在無人干預下，按給定的路徑自主航行，自動測量。當遇見障礙物時通過調整航向和航速自動避開，并以最小路徑返回預定航線。中央控制器8接收組合導航裝置11的信號；通過三軸陀螺儀和三軸地磁傳感器實時解算出船的航向角、俯仰角和橫滾角，在此基礎之上通過三軸加速度計實時解算出三維速度并結合GPS衛星傳感器所測量經度和緯度，對船體I的航向姿態進行修正，達到按給定路徑進行自主航行。當外界無GPS信息時，組合導航裝置11依靠內部解算參數；中央控制器8接收激光測距儀12的數據，判斷與前方障礙物之間的距離；中央控制器8接收測量裝置3的數據，通過電臺通訊裝置6將獲得水流的速度、水的溫度、水的溶解質、PH質等相關測量數據傳輸給地面控制站9。本技術的小型無人自動測量船包括以下幾種能力:當本技術通過GPS衛星傳感器接收到目的地的地理坐標和航行路徑后，自主繪制出一條最近的航行線路，并按照繪制的航行軌跡自主航行到達目的地。在自主航行過程中，地面控制站發出信號，測量裝置的相關傳感器開始工作，對該水域進行自動測量。同時通過中央控制器和無線電臺通訊裝置實現同步實時的自主導航和測量數據的傳輸。測量完成后，組合導航裝置11自主繪制最近的返航路線，船體I按給定的返航路線回到原始起點。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
小型無人自動測量船，包括船體和設置在船體上的驅動裝置和控制裝置，以及地面控制站和無線通訊電臺；其特征在于：驅動裝置和控制裝置的電路連接成回路，驅動裝置的推進器與控制裝置的舵機相連；地面控制站通過無線通訊電臺和控制裝置的電臺通訊裝置與控制裝置的中央控制器進行數據傳輸。

【技術特征摘要】
1.小型無人自動測量船，包括船體和設置在船體上的驅動裝置和控制裝置，以及地面控制站和無線通訊電臺；其特征在于:驅動裝置和控制裝置的電路連接成回路，驅動裝置的推進器與控制裝置的舵機相連；地面控制站通過無線通訊電臺和控制裝置的電臺通訊裝置與控制裝置的中央控制器進行數據傳輸。2.根據權利要求1所述的小型無人自動測量船，其特征在于:所述控制裝置包括測量裝置、舵機、電臺通訊裝置、組合導航裝置、激光測距儀和中央控制器；測量裝置、舵機、組合導航裝置、電臺通訊裝置、激光測距儀和中央控制器分別安裝在船體上，且測量裝置、舵機、組合導航裝置、電臺通訊裝置、激光測距儀分別與中央控制器相連。3.根據權利要求2所述的小型無人自動測量船，其特征在于:所述組合導航裝置包括三軸陀螺、三軸加速度計、三軸地磁傳感器和溫度傳感器、GPS天線、接收機。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬衛澤，
申請(專利權)人：武漢勞雷綠灣船舶科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：