一种用于海洋测绘的水下定位装置的制作方法

1.本发明涉及海洋测绘设备领域，特别涉及一种用于海洋测绘的水下定位装置。


背景技术：

2.以海洋水体和海底为对象所进行的测量和海图编制工作统称为海洋测绘。它既是测绘科学的一个重要分支，又是一门涉及许多相关科学的一门综合性学科，是陆地测绘方法在海洋的应用与发展，海洋测绘时通常需要使用水下拍摄设备、多波束仪器、测扫声呐设备、gps定位仪等。
3.现有的海洋测绘设备发展为智能化自动化测量海洋中一些数据的智能测绘设备，如，在海洋上建设的测绘站，测绘站上设置有用于海洋测绘的一些自动化设备，海洋站建设在海面上通常是通过配重块进行定位，使得海洋站不易偏离原位，但配重块依旧会受洋流影响，配重块被洋流冲击影响时位置会渐渐的偏移，使得海洋站位置容易移动。且因为配重块本身的重量原因，当海洋站和配重块位置移动后，不易复位调整到原本位置。
4.因此，提出一种用于海洋测绘的水下定位装置来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于海洋测绘的水下定位装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于海洋测绘的水下定位装置，包括漂浮在海面上表面的橡胶船，橡胶船上设置有用于获取海面上表面图像信息的测绘仪组件，所述橡胶船的底部通过连接绳索连接有定位装置，定位装置包括上基板、侧板、第一筒体、第二筒体、第一监测单元、第二监测单元、第一动力装置和第二动力装置，所述侧板设置有两组，两组侧板固定安装在上基板下表面相对的两侧，两组侧板与上基板之间组成倒置的凹字形结构，所述第一筒体、第二筒体、第一监测单元和第二监测单元均安装在凹字形结构中，所述第一动力装置和第二动力装置均安装在凹字形结构的外部，所述第一筒体和第二筒体中均设置有液气分离组件，液气分离组件用于向第一筒体中充入气体或液体，液气分离组件向第一筒体中充入气体时增加定位装置整体的浮力，液气分离组件向第一筒体中充入液体时增加定位装置整体的配重使得定位装置因重力作用被定位在海底上；
7.所述液气分离组件包括防水电机、搅动板、气泵、第一水泵和第二水泵，所述第一筒体的内部设置有隔板，隔板将第一筒体的内部隔成第一腔室和第二腔室，所述第一筒体的一侧安装有第一吸入管，所述第一水泵固定安装在第一腔室的内部，第一水泵的一端与第一吸入管连通，另一端设置有第二吸入管，第二吸入管与第一腔室的下端内部连通，所述防水电机固定安装在第一腔室的上方内壁上，所述防水电机的下端传动连接有驱动轴，所述搅动板固定安装在驱动轴的外圈处，所述第一腔室的上端内壁上固定焊接有阻挡板，所述阻挡板的中部设置有供驱动轴活动穿过的，所述的上端设置有海绵块，所述气泵固定安装在第二腔室靠近第一腔室的一侧内壁上，气泵上设置有第一管道、第三管道和第二管道，
所述第一管道连通第一筒体的外部，所述第三管道连通在第二腔室中，所述第二管道连通在位于阻挡板上方的第一腔室中。
8.优选的，所述第一筒体的外侧面设置有排出结构，所述排出结构包括排出管，所述排出管连通第二腔室内部，排出管中设置有电磁阀。
9.优选的，所述海绵块的上表面呈漏斗状，所述海绵块固定安装在阻挡板的上表面，海绵块上设置有供驱动轴活动穿过的孔。
10.优选的，所述搅动板设置有多组，多组搅动板上下分布在驱动轴的外圈处。
11.优选的，所述侧板上设置有矩形槽，所述矩形槽设置有多组，两组侧板之间固定安装有上安装架，所述第一监测单元安装在上安装架的上表面中部，所述第二监测单元安装在上安装架的下表面中部。
12.优选的，两组侧板之间固定安装有下护板，所述下护板位于第二监测单元的下方。
13.优选的，所述上基板的上表面设置有用于连接连接绳索的上连接孔，所述第一动力装置设置有两组，两组第一动力装置分别固定安装在两组侧板相互远离的一面，且第一动力装置位于侧板的中部。
14.优选的，所述第二动力装置设置有两组，两组第二动力装置分别安装在两组侧板相互远离的一面，且第二动力装置位于侧板的下端，所述第二动力装置靠近侧板的一端连接有安装筒，所述安装筒远离第二动力装置的一端固定焊接有安装板，所述安装板通过螺钉固定在侧板的表面。
15.优选的，所述安装筒呈圆筒状槽体结构，所述安装筒的内部靠近安装板的一面固定安装有电机，所述电机靠近第二动力装置的一端传动连接有电机转轴，所述电机转轴的端部固定连接有连接块，所述第二动力装置固定安装在连接块上，所述连接块转动贴合在安装筒远离安装板的一面。
16.优选的，所述连接块与安装筒的贴合处密封处理。
17.本发明的技术效果和优点：
18.1、本发明的一种用于海洋测绘的水下定位装置，包括漂浮在海面上表面的橡胶船，橡胶船上设置有用于获取海面上表面图像信息的测绘仪组件，所述橡胶船的底部通过连接绳索连接有定位装置，液气分离组件向第一筒体中充入液体时增加定位装置整体的配重使得定位装置因重力作用被定位在海底上；
19.2、当定位装置在海底上出现移动现象后，可启动第一动力装置，使得第一动力装置产生推力作用带动定位装置移动，从而便于定位装置整体在移动到海底上原来的位置，便于调整，长时间不管理定位装置和测绘仪组件的位置也不易偏差太大；
20.3、为了方便调整定位装置移动的距离，在侧板上还设置有第二动力装置，第二动力装置启动时控制推力方向而使得定位装置向不同方向移动；
21.4、液气分离组件向第一筒体中充入气体时增加定位装置整体的浮力，使得定位装置整体便于移动或者上浮，便于更换海面和测绘仪组件被定位的位置。
附图说明
22.图1为本发明定位装置位于海底时的结构示意图。
23.图2为本发明用于海洋测绘的水下定位装置结构示意图。
24.图3为本发明用于海洋测绘的水下定位装置剖视图。
25.图4为本发明安装筒内部结构示意图。
26.图5为本发明液气分离组件结构示意图。
27.图中：测绘仪组件1、定位装置2、橡胶船3、连接绳索4、海面5、海底6、上基板7、上连接孔8、第一筒体9、第二筒体10、侧板11、第一动力装置12、矩形槽13、第二动力装置14、安装筒15、安装板16、上安装架17、第一监测单元18、第二监测单元19、下护板20、排出结构21、电机22、电机转轴23、连接块24、排出管25、第一水泵26、第一吸入管27、第二吸入管28、第二水泵29、第一腔室30、第二腔室31、气泵32、第一管道33、第三管道34、第二管道35、防水电机36、海绵块37、阻挡板38、39、驱动轴40、搅动板41、电磁阀42。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
29.本发明提供了如图1-图5所示的一种用于海洋测绘的水下定位装置，包括漂浮在海面5上表面的橡胶船3，橡胶船3上设置有用于获取海面5上表面图像信息的测绘仪组件1，橡胶船3的底部通过连接绳索4连接有定位装置2，定位装置2相当于船锚，将橡胶船3和测绘仪组件1定位在海面5上，避免定位装置2和测绘仪组件1在海面5上移动，测绘仪组件1可使用水下拍摄设备、多波束仪器、测扫声呐设备、gps定位仪等。
30.其中，定位装置2包括上基板7、侧板11、第一筒体9、第二筒体10、第一监测单元18、第二监测单元19、第一动力装置12和第二动力装置14，侧板11设置有两组，两组侧板11固定安装在上基板7下表面相对的两侧，两组侧板11与上基板7之间组成倒置的凹字形结构。
31.上基板7的上表面设置有用于连接连接绳索4的上连接孔8，第一动力装置12设置有两组，两组第一动力装置12分别固定安装在两组侧板11相互远离的一面，且第一动力装置12位于侧板11的中部，第二动力装置14设置有两组，两组第二动力装置14分别安装在两组侧板11相互远离的一面，且第二动力装置14位于侧板11的下端，第二动力装置14靠近侧板11的一端连接有安装筒15，安装筒15远离第二动力装置14的一端固定焊接有安装板16，安装板16通过螺钉固定在侧板11的表面。
32.第一动力装置12和第二动力装置14均安装在凹字形结构的外部，当定位装置2在海底6上出现移动现象后，可启动第一动力装置12，使得第一动力装置12产生推力作用带动定位装置2移动，从而便于定位装置2整体在移动到海底6上原来的位置，便于调整，长时间不管理定位装置2和测绘仪组件1的位置也不易偏差太大。在具体实现时，可使用位移传感器和控制器结合第一动力装置12使用，实现定位装置2整体被移动后具有自动复位的能力，具体的，当位置传感器监测到定位装置2整体移动一定距离后，将此信息反馈给控制器，控制器控制第一动力装置12启动，第一动力装置12启动时推动定位装置2整体移动一定距离，进行复位。
33.为了方便调整定位装置2移动的距离，在侧板11上还设置有第二动力装置14，第二动力装置14启动时控制推力方向而使得定位装置2向不同方向移动；安装筒15呈圆筒状槽
体结构，安装筒15的内部靠近安装板16的一面固定安装有电机22，电机22靠近第二动力装置14的一端传动连接有电机转轴23，电机转轴23的端部固定连接有连接块24，第二动力装置14固定安装在连接块24上，连接块24转动贴合在安装筒15远离安装板16的一面，当电机22启动时可通过电机转轴23带动连接块24和第二动力装置14转动，从而使得第二动力装置14方向得到调节，连接块24与安装筒15的贴合处密封处理，避免安装筒15中进水，而电机22也使用防水处理，保证电机22可在水下使用，为现有常见技术，在此不做赘述。
34.其中，第一监测单元18和第二监测单元19均安装在凹字形结构中，矩形槽13设置有多组，两组侧板11之间固定安装有上安装架17，第一监测单元18安装在上安装架17的上表面中部，第二监测单元19安装在上安装架17的下表面中部；两组侧板11之间固定安装有下护板20，下护板20位于第二监测单元19的下方；第一监测单元18和第二监测单元19均可用于监测海面5底层和海底6上的一些数据，第一监测单元18和第二监测单元19均可使用水下拍摄设备、多波束仪器、测扫声呐设备、gps定位仪等，第一监测单元18、第二监测单元19结合测绘仪组件1使用，增加了海洋测绘数据的多样性。
35.为了方便定位装置2整体在海面5中移动，在侧板11上设置有矩形槽13，使得海水能够顺利通过侧板11，不会对定位装置2形成较大的阻力，而第一动力装置12和第二动力装置14均可使用常见的涡轮动力组件，在此不做赘述。
36.第一筒体9、第二筒体10、第一筒体9和第二筒体10中均设置有液气分离组件，液气分离组件用于向第一筒体9中充入气体或液体，液气分离组件向第一筒体9中充入气体时增加定位装置2整体的浮力，使得定位装置2整体便于移动或者上浮，便于更换海面5和测绘仪组件1被定位的位置，液气分离组件包括防水电机36、搅动板41、气泵32、第一水泵26和第二水泵29，第一筒体9的内部设置有隔板，隔板将第一筒体9的内部隔成第一腔室30和第二腔室31，第一筒体9的一侧安装有第一吸入管27，第一水泵26固定安装在第一腔室30的内部，第一水泵26的一端与第一吸入管27连通，另一端设置有第二吸入管28，第二吸入管28与第一腔室30的下端内部连通，防水电机36固定安装在第一腔室30的上方内壁上，防水电机36的下端传动连接有驱动轴40，搅动板41固定安装在驱动轴40的外圈处，第一腔室30的上端内壁上固定焊接有阻挡板38，阻挡板38的中部设置有供驱动轴40活动穿过的39，39的上端设置有海绵块37，气泵32固定安装在第二腔室31靠近第一腔室30的一侧内壁上，气泵32上设置有第一管道33、第三管道34和第二管道35，第一管道33连通第一筒体9的外部，第三管道34连通在第二腔室31中，第二管道35连通在位于阻挡板38上方的第一腔室30中，当第一水泵26启动时，向第一腔室30的内部输水，防水电机36启动带动搅动板41高速转动，从而对第一腔室30中的水高速搅拌，高速搅拌水时，水中含有的气体被分离出来，然后上升到第一腔室30的上端内部，气泵32启动时，将这部分被分离出来的空气通过第二管道35、第三管道34输送到第二腔室31的内部，使得第一筒体9内部的第二腔室31中充满气体，使得定位装置2整体具有一定的上浮力，便于用于将定位装置2提升到橡胶船3上，而在定位装置2内部的第二腔室31中充有一定量的气体时，可使得定位装置2整体保持位于海底6一定距离，便于定位装置2在海面5中移动，减少定位装置2整体的配重，上述的第一水泵26、搅动板41、气泵32结合后可将水中的气体分离出来并用于减少定位装置2的配重。
37.其中，海绵块37具有滤除气体中水份的目的，第二水泵29的一端连通第一筒体9的外部，在需要向第二腔室31中输送气体时，第二水泵29用于将第一腔室30中分离气体后的
水输送到第一筒体9的外部，而海绵块37的上表面呈漏斗状，海绵块37固定安装在阻挡板38的上表面，海绵块37上设置有供驱动轴40活动穿过的孔，当海绵块37中吸收的水过多时能够顺着海绵块37漏斗状的面从孔中滑落到第一腔室30下端内部，使得输送至第二腔室31中的气体含水量不会过高，使得气体能够保持较轻，进一步增加定位装置2整体的上浮力。
38.当液气分离组件向第一筒体9中充入液体时增加定位装置2整体的配重使得定位装置2因重力作用被定位在海底6上，同时开启第一水泵26、防水电机36、气泵32和第二水泵29，第一水泵26将定位装置2外部的水输入到第一腔室30中，防水电机36带动搅动板41转动而将水中的气体分离到第一腔室30的上端内部，气泵32启动时将气体依次通过第二管道35和第一管道33排出，第二水泵29将分离气体后的水吸入第二腔室31中，增加定位装置2整体的配重，且第二腔室31中水中的气体被去除，进一步增加配重，便于定位装置2在海底6上的定位。
39.第一筒体9的外侧面设置有排出结构21，排出结构21包括排出管25，排出管25连通第二腔室31内部，排出管25中设置有电磁阀42，电磁阀42打开时方便第二腔室31处排水，第二腔室31中的水也可通过第二水泵29吸出，还可使用其它方式排出，在此不做赘述。
40.需要说明的是，第二筒体10中的液气分离组件与第一筒体9中的液气分离组件一致，增加了定位装置2整体的可调节配重的最大值，也同时增加了定位装置2整体可调节上浮力的最大值。
41.搅动板41设置有多组，多组搅动板41上下分布在驱动轴40的外圈处，在具体使用时，搅动板41呈矩形板状结构，矩形板状结构上设置有多组滤孔，矩形板状结构在水中搅拌时，水快速的通过滤孔，水经过挤压和释放的过程，水中的气体易于被分离出来。

技术特征：
1.一种用于海洋测绘的水下定位装置，包括漂浮在海面(5)上表面的橡胶船(3)，橡胶船(3)上设置有用于获取海面(5)上表面图像信息的测绘仪组件(1)，其特征在于：所述橡胶船(3)的底部通过连接绳索(4)连接有定位装置(2)，定位装置(2)包括上基板(7)、侧板(11)、第一筒体(9)、第二筒体(10)、第一监测单元(18)、第二监测单元(19)、第一动力装置(12)和第二动力装置(14)，所述侧板(11)设置有两组，两组侧板(11)固定安装在上基板(7)下表面相对的两侧，两组侧板(11)与上基板(7)之间组成倒置的凹字形结构，所述第一筒体(9)、第二筒体(10)、第一监测单元(18)和第二监测单元(19)均安装在凹字形结构中，所述第一动力装置(12)和第二动力装置(14)均安装在凹字形结构的外部，所述第一筒体(9)和第二筒体(10)中均设置有液气分离组件，液气分离组件用于向第一筒体(9)中充入气体或液体，液气分离组件向第一筒体(9)中充入气体时增加定位装置(2)整体的浮力，液气分离组件向第一筒体(9)中充入液体时增加定位装置(2)整体的配重使得定位装置(2)因重力作用被定位在海底(6)上；所述液气分离组件包括防水电机(36)、搅动板(41)、气泵(32)、第一水泵(26)和第二水泵(29)，所述第一筒体(9)的内部设置有隔板，隔板将第一筒体(9)的内部隔成第一腔室(30)和第二腔室(31)，所述第一筒体(9)的一侧安装有第一吸入管(27)，所述第一水泵(26)固定安装在第一腔室(30)的内部，第一水泵(26)的一端与第一吸入管(27)连通，另一端设置有第二吸入管(28)，第二吸入管(28)与第一腔室(30)的下端内部连通，所述防水电机(36)固定安装在第一腔室(30)的上方内壁上，所述防水电机(36)的下端传动连接有驱动轴(40)，所述搅动板(41)固定安装在驱动轴(40)的外圈处，所述第一腔室(30)的上端内壁上固定焊接有阻挡板(38)，所述阻挡板(38)的中部设置有供驱动轴(40)活动穿过的(39)，所述(39)的上端设置有海绵块(37)，所述气泵(32)固定安装在第二腔室(31)靠近第一腔室(30)的一侧内壁上，气泵(32)上设置有第一管道(33)、第三管道(34)和第二管道(35)，所述第一管道(33)连通第一筒体(9)的外部，所述第三管道(34)连通在第二腔室(31)中，所述第二管道(35)连通在位于阻挡板(38)上方的第一腔室(30)中。2.根据权利要求1所述的一种用于海洋测绘的水下定位装置，其特征在于：所述第一筒体(9)的外侧面设置有排出结构(21)，所述排出结构(21)包括排出管(25)，所述排出管(25)连通第二腔室(31)内部，排出管(25)中设置有电磁阀(42)。3.根据权利要求1所述的一种用于海洋测绘的水下定位装置，其特征在于：所述海绵块(37)的上表面呈漏斗状，所述海绵块(37)固定安装在阻挡板(38)的上表面，海绵块(37)上设置有供驱动轴(40)活动穿过的孔。4.根据权利要求1所述的一种用于海洋测绘的水下定位装置，其特征在于：所述搅动板(41)设置有多组，多组搅动板(41)上下分布在驱动轴(40)的外圈处。5.根据权利要求1所述的一种用于海洋测绘的水下定位装置，其特征在于：所述侧板(11)上设置有矩形槽(13)，所述矩形槽(13)设置有多组，两组侧板(11)之间固定安装有上安装架(17)，所述第一监测单元(18)安装在上安装架(17)的上表面中部，所述第二监测单元(19)安装在上安装架(17)的下表面中部。6.根据权利要求5所述的一种用于海洋测绘的水下定位装置，其特征在于：两组侧板(11)之间固定安装有下护板(20)，所述下护板(20)位于第二监测单元(19)的下方。7.根据权利要求6所述的一种用于海洋测绘的水下定位装置，其特征在于：所述上基板
(7)的上表面设置有用于连接连接绳索(4)的上连接孔(8)，所述第一动力装置(12)设置有两组，两组第一动力装置(12)分别固定安装在两组侧板(11)相互远离的一面，且第一动力装置(12)位于侧板(11)的中部。8.根据权利要求7所述的一种用于海洋测绘的水下定位装置，其特征在于：所述第二动力装置(14)设置有两组，两组第二动力装置(14)分别安装在两组侧板(11)相互远离的一面，且第二动力装置(14)位于侧板(11)的下端，所述第二动力装置(14)靠近侧板(11)的一端连接有安装筒(15)，所述安装筒(15)远离第二动力装置(14)的一端固定焊接有安装板(16)，所述安装板(16)通过螺钉固定在侧板(11)的表面。9.根据权利要求8所述的一种用于海洋测绘的水下定位装置，其特征在于：所述安装筒(15)呈圆筒状槽体结构，所述安装筒(15)的内部靠近安装板(16)的一面固定安装有电机(22)，所述电机(22)靠近第二动力装置(14)的一端传动连接有电机转轴(23)，所述电机转轴(23)的端部固定连接有连接块(24)，所述第二动力装置(14)固定安装在连接块(24)上，所述连接块(24)转动贴合在安装筒(15)远离安装板(16)的一面。10.根据权利要求9所述的一种用于海洋测绘的水下定位装置，其特征在于：所述连接块(24)与安装筒(15)的贴合处密封处理。

技术总结
本发明公开了一种用于海洋测绘的水下定位装置，涉及到海洋测绘设备领域，包括漂浮在海面上表面的橡胶船，橡胶船上设置有用于获取海面上表面图像信息的测绘仪组件，所述橡胶船的底部通过连接绳索连接有定位装置，液气分离组件向第一筒体中充入液体时增加定位装置整体的配重使得定位装置因重力作用被定位在海底上；当定位装置在海底上出现移动现象后，可启动第一动力装置，使得第一动力装置产生推力作用带动定位装置移动，从而便于定位装置整体在移动到海底上原来的位置，便于调整，长时间不管理定位装置和测绘仪组件的位置也不易偏差太大。差太大。差太大。


技术研发人员：李丰翔 赵岩 冯彬雪 刘石栋 梁周雁 张金盈
受保护的技术使用者：山东省国土测绘院
技术研发日：2023.04.04
技术公布日：2023/7/6