一种基于摄像机的船舶位置测量机构的制作方法

本发明涉及船舶配套测量技术领域，更具体地说，涉及一种基于摄像机的船舶位置测量机构。

背景技术：

船舶货物装卸过程中的载重计量问题一直是困扰交易双方的一大难题，现阶段港口内的船舶吃水计量仍沿用目测船舶吃水线深度，然后计算的方法——水尺计重测量法，即通过参照《船舶吃水与水尺对照表》及船舶的其它有关资料，得出船体吃水深度与载重的对应关系，来测算船舶装卸货物重量。水尺计重通过测定承运船舶的吃水及船用物料，并依照船舶的有关资料和图表，测算出船舶装卸货物重量。

目前用人工目测读取吃水、计算货物重量的方法存在以下两点局限性：一是受风浪的限制较大，读数准确度相对较低；二是目测吃水较为不便，计重人员要从引水梯爬到吃水处读取，既有一定的危险性又不准确；三是计算速度慢,人工观测后,还要根据船舶参数进行计算,费事费力,不能满足港口物流高效要求。因此这种方法往往带有主观性，目测误差大，而且受到港口内波浪等因素的影响，得到的不是精确的吃水深度值。

随着IC技术、传感器技术以及信号处理技术的应用，非接触式液位检测技术取得了飞速发展与进步，各种功能齐全、精度高、量程大的一体化、小型化、智能化的超声波液位计不断涌现。现已广泛应用于江河水位、化工和制药、食品加工、石油、污水处理等各类需要进行液位测量的场合。

为了提高测量精度，还衍生出了激光测量法和雷达测量法。激光测量法利用激光测距传感器的吃水测量系统，测距远，精度高，但是在测距前需要在水面铺放经特殊处理的反射板，否则激光传感器难以接收反射光速，最终导致无法准确给出数据。雷达测量法通过雷达传感器进行测量，测距短，另外跟机房测量法一样，都需要将测量设备伸出船体甲板，测量稳定性差，最终导致测量不准确。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，目前通过人工对船舶吃水的吃水进行测量存在一定的危险性，且测量效率低，成本高，因此提供一种基于摄像机的船舶位置测量机构，可以提高物流效率，并提高计重的准确性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于摄像机的船舶位置测量机构，包括

支架，其包括箱体，所述箱体相对的两个侧板向下延伸形成支撑板；

行走部件，其包括第一驱动部件和执行部件，所述执行部件分别与第一驱动部件和支架连接，用于带动支架沿船体外壳行走；

伸缩测量部件，其包括测量管、伸缩条、摄像机和伸缩驱动机构，所述测量管固定于支架的顶部，所述测量管的内壁设有刻度线，前端设有多个与测量管的内腔连通的透水孔；所述伸缩条置于测量管内并与伸缩驱动机构连接，所述伸缩条远离透水孔的一端设有安装筒，用于放置朝向透水孔的所述摄像机；

控制部件，其包括箱体内的显示器、遥控器、无线接收器和控制器，所述显示器与摄像机无线连接，所述遥控器、无线接收器、控制器和第一驱动部件依次电性连接，以观测显示器的图像，由遥控器通过控制器控制第一驱动部件。

作为优选，所述测量管内设有滑轨，所述伸缩条沿长度方向的一侧具有与滑轨配合滑动的滑槽，另一侧具有齿条；所述伸缩驱动机构包括第二驱动部件和齿轮，所述第二驱动部件置于箱体内，并通过输出端与齿轮连接，所述齿轮伸入测量管与齿条啮合，使齿条带动摄像机轴向移动。

作为优选，所述执行部件包括第一执行模块和第二执行模块，所述第二执行模块包括履带和支架两侧均设有的主动轮、第一导向轮、第二导向轮和支带轮，两个所述主动轮分别安装于主动轴的两端，所述主动轴与支架连接，并与第一执行模块的输出端连接，所述第二导向轮位于第一导向轮的下方，所述履带的外侧面设有十字形凸块，所述十字形凸块的外侧设有与船体外壳接触的软磁铁。

作为优选，所述第一导向轮包括两个支轮和第一连接轴，两个所述支轮分别安装于第一连接轴的两端，第二导向轮通过第二连接轴连接于支架上，第一连接轴通过支板与第二连接轴连接。

作为优选，所述第二执行模块还包括有导向块，所述导向块的一端与支板连接，另一端与支架连接。

作为优选，所述主动轮和第一导向轮之间设有承重部件，所述承重部件包括连接条、承重轴和承重轮，两个所述承重轴分别靠近主动轮和第一导向轮并均与支架连接，两个所述连接条分别通过其一端与承重轴连接，两个所述连接条在远离承重轴的一端相互交叉并连接，所述承重轮连接于连接条远离承重轴的一端，并与履带的内侧面接触。

作为优选，所述连接条的上下两个侧面为弧形面，且远离承重轴的一端具有V字形结构，两个所述承重轮通过承重块与连接条连接，两个所述连接条在相互交叉的一端的上部连接有减震器。

作为优选，所述第一执行模块包括第一同步带轮、第一同步带、第二同步带轮、第三同步带轮、第二同步带和第四同步带轮，所述第一同步带轮与第一驱动部件的输出端连接，所述第二同步带轮和第三同步带轮通过小轴设于支架的相对两侧，所述第四同步带轮安装于主动轴上。

作为优选，所述测量管的前端沿轴向从前到后依次设有第一底板和第二底板，多个所述透水孔分别开设于第一底板和第二底板上。

作为优选，所述测量管的管壁的材质为透明的亚力克板。

实施本发明的一种基于摄像机的船舶位置测量机构，具有以下有益效果：本发明通过行走部件将伸缩测量部件的前端伸入水面，通过在测量管内形成较为稳定的观测面，然后通过摄像机和控制系统自动计算出船舶的吃水量，提高了计重的准确性，节省了计重费用和计重时间，提高了物流效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的基于摄像机的船舶位置测量机构的立体结构示意图；

图2是本发明的基于摄像机的船舶位置测量机构的显示支架和行走部件的立体结构示意图；

图3是本发明的基于摄像机的船舶位置测量机构的显示承重部件的立体结构示意图；

图4是本发明的基于摄像机的船舶位置测量机构的显示第一执行模块和箱体内部结构的立体结构示意图；

图5是本发明的基于摄像机的船舶位置测量机构的显示第二驱动部件的立体结构示意图；

图6是本发明的基于摄像机的船舶位置测量机构的显示测量管的内部结构的立体结构示意图；

图7是本发明的基于摄像机的船舶位置测量机构的滑条的立体结构示意图；

图8是本发明的基于摄像机的船舶位置测量机构的安装筒的立体结构示意图；

图9是本发明的基于摄像机的船舶位置测量机构的遥控器的立体结构示意图。

图中，1-行走部件；2-支架；3-伸缩测量部件；4-主动轮；5-主动轴；

6-连接条；7-减震器；8-承重轮；9-履带；10-导向块；11-第一导向轮；111-支轮；112-第一连接轴；12-支带轮；13-承重轴；14-挡环；15-承重块；16-支带轮轴；17-第二导向轮；18-第一驱动部件；19-第一同步带轮；20-第一同步带；21-第二同步带轮；22-第三同步带轮；23-第二同步带；24-第四同步带轮；25-箱体；26-蓄电池；27-控制器；28-无线接收器；29-遥控器放置槽；30-挡板槽；31-挡板；32-第二驱动部件；33-轴承；34-齿轮；35-固定条；36-测量管；37-第一底板；38-第二底板；39-透水孔；40-挡圈；41-安装槽；42-滑轨；43-齿轮槽；44-滑条；45-滑槽；46-齿条；47-安装筒；48-摄像机；49-球头铰链；50-安装板；51-隔板；

52-摄像机蓄电池；53-遥控器；531-遥控器本体；532-盖体；533-凸缘；54-遥控器开关；55-软磁铁；56-第一摇杆；57-第二摇杆；58-显示器；59-铰链；60-密封槽；61-十字凸块；62-刻度线；63-第二连接轴；64-支板。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图9所示，在本发明的一种基于摄像机的船舶位置测量机构的实施例中，包括支架2、行走部件1、伸缩测量部件3和控制部件，支架2包括箱体25，箱体25相对的两个侧板向下延伸形成支撑板，箱体25的后端侧壁设有挡板槽30，以插入挡板31将箱体25进行密封。行走部件1包括第一驱动部件18和执行部件，第一驱动部件18置于箱体25内，执行部件分别与第一驱动部件18和支架2连接，用于带动支架2沿船体外壳行走。伸缩测量部件，其包括测量管36、伸缩条44、摄像机48和伸缩驱动机构，摄像机48为无线摄像机。测量管36通过固定条35固定于支架2的顶部，测量管36的内壁设有刻度线62，或者测量管36的管壁的材质采用透明的亚力克板。

测量管36的前端设有多个与测量管36的内腔连通的透水孔39。具体结合图6所示，测量管36的前端沿轴向从前到后依次设有第一底板37和第二底板38，多个透水孔39分别开设于第一底板37和第二底板上38，使进入测量管36内的水具有更稳定的表面，使检测到的数据更准确。

伸缩条44置于测量管36内并与伸缩驱动机构连接，伸缩条44远离透水孔39的一端设有安装筒47，用于放置朝向透水孔39的摄像机48。具体结合图8所示，安装筒47的一端开口，并朝向透水孔39，安装筒47内设有在轴向将安装筒47分隔为两个空间的隔板51，其中封闭空间内设有摄像机蓄电池52，开放空间内设有连接到隔板51上的摄像机安装板50，摄像机48可通过球头铰链49与摄像机安装板50连接，以调节摄像机48的拍摄角度。

控制部件包括箱体25内的显示器58、遥控器53、无线接收器28、控制器27和蓄电池26，箱体25内设有遥控器放置槽29，用于放置遥控器53。显示器58与摄像机48无线连接，遥控器53、无线接收器28、控制器27和第一驱动部件18依次电性连接，以通过人工观测显示器58的图像，由遥控器53通过控制器27来控制第一驱动部件。继续结合图9所示，遥控器53包括遥控器本体531和盖体532，遥控器本体531的边缘设有密封槽60，盖体532朝向遥控器本体531的边缘设有插入密封槽60的凸缘533，以实现盖体532和遥控器本体532的密封连接，显示器58设于盖体532的内侧面，遥控器本体531上设有遥控器开关54、用于控制第一驱动部件18的第一摇杆56和用于控制第二驱动部件32的第二摇杆57。

本实施例中，继续结合图6和图7，测量管36内设有滑轨42，伸缩条44沿长度方向的一侧具有与滑轨42配合滑动的滑槽45，伸缩条44的另一侧具有齿条46，滑轨42的两端均设有挡圈40和安装槽41，安装槽用于安装固定条35。伸缩驱动机构包括第二驱动部件和齿轮34，如图5所示，第二驱动部件32置于箱体内，并通过输出端与齿轮34连接，测量管36的侧壁上开设有齿轮槽43，齿轮34通过齿轮槽43伸入测量管36内并与齿条34啮合，使齿条34带动摄像机48轴向移动。

第一驱动部件18和第二驱动部件32分别为动力电机和步进电机。

执行部件包括第一执行模块和第二执行模块，所述第二执行模块包括履带和支架两侧均设有的主动轮4、第一导向轮11、第二导向轮17和支带轮12，两个主动轮4分别安装于主动轴5的两端，主动轴5与支架2连接，并与第一执行模块的输出端连接，第二导向轮17位于第一导向轮11的下方，履带9绕过主动轮4、第一导向轮11、第二导向轮17和支带轮12，履带9的材质为橡胶，履带9的外侧面设有十字形凸块61，十字形凸块61的外侧设有与船体外壳接触的软磁铁55，以使履带9能够始终沿着船体外壳行驶。

第一导向轮11包括两个支轮111和第一连接轴112，两个支轮111分别安装于第一连接轴112的两端，第二导向轮17通过第二连接轴63连接于支架2上，第一连接轴112通过支板64与第二连接轴63连接。第二执行模块还包括有导向块10，导向块10的一端与支板64连接，另一端通过承重轴13与支架2连接。

本实施例中，主动轮4和第一导向轮11之间设有承重部件，承重部件包括连接条6、承重轴13和承重轮8，两个承重轴13分别靠近主动轮4和第一导向轮11并均与支架2连接，两个连接条6分别通过其一端与承重轴13连接，并通过挡环14限制其移动，两个连接条6在远离承重轴13的一端相互交叉并连接，承重轮8连接于连接条6远离承重轴13的一端，并与履带9的内侧面接触。连接条6的上下两个侧面为弧形面，且远离承重轴13的一端具有V字形结构，两个承重轮8通过承重块15与连接条6连接，两个连接条6在相互交叉的一端的上部连接有减震器7，如图2所示，减震器7的两端分别连接到构成U字形的两个连接条的弧形端部。

本实施例中，继续结合图4，第一执行模块包括第一同步带轮19、第一同步带20、第二同步带轮21、第三同步带轮22、第二同步带23和第四同步带轮24，第一同步带轮20与第一驱动部件的输出端连接，第二同步带轮21和第三同步带轮22通过小轴设于支架2的相对两侧，第四同步带轮24安装于主动轴5上。

本发明中的基于摄像机的船舶位置测量机构在使用时，首先打开挡板31，然后从遥控器放置槽29拿出遥控器53，按下遥控器开关54，由于用遥控器53与无线接收器28电性连接，无线接收器28与控制器27电性连接，所以使用者通过控制第一摇杆56来控制第一驱动部件18的工作状态，当第一驱动部件18工作时，第一驱动部件18通过其输出端将扭矩传递给第一同步带轮19，第一同步带轮19通过第一同步带20又将扭矩传递给第二同步带轮21，由于第二同步带轮21和第三同步带轮22固定在同一根轴上，因此第二同步带轮21转动带动第三同步带轮22一起转动，第三同步带轮22通过第二同步带23将扭矩传递给第四同步带轮24，由于第四同步带轮24与主动轮4都固定在主动轴5上，因此第四同步带轮24转动带动主动轮4一起转动，而主动轮4转动带动橡胶履带9转动，在橡胶履带9转动时可以带动支架2和伸缩测量部件3实现直线运动。

当测量装置行驶到使测量管36的前端深入水面后，海水通过测量管36的前端设置的若干个透水孔39渗入到测量管36的内腔，海水经过第一底板37和第二底板38的减压作用，可在测量管36内形成一个较为稳定的测量水面。使用者通过观察显示器58上由无线摄像机48传递的图像，来调节第二摇杆57以第二驱动部件32的工作状态，当第二驱动部件32时，第二驱动部件32通过其输出端将扭矩传递给齿轮34，由于齿轮34与齿条46的啮合作用，齿轮34的转动转换为齿条46的直线运动，由于齿条46和安装筒47都固定在伸缩条44上，因此安装筒47也做直线运动。

此时，可根据测量管36的结构来选择可执行方案。

当测量管36的内壁上设有刻度线62时，通过无线摄像机48观测到测量水面与刻度线62的某一刻度重合时，就停止调节第一摇杆57，最后将该装置行驶的垂直距离和齿条46运动的直线距离相加即可得到吃水深度，应用观测图像进行智能化处理，连接船舶数据库，再通过遥控器53便可自动计算出船体载货重量。

当测量管36的材质选用透明的亚力克板，测量管36的内壁无需刻上刻度线，此时通过无线摄像机48透过测量管36的透明管观测到测量水面与船体上的水尺标记刻度的某一刻度重合时，就停止调节第二摇杆57，然后记录重合刻度即为船体吃水量，再通过遥控器53便可自动计算出船体载货重量。

本发明的基于摄像机的船舶位置测量机构通过测量管36在吃水处的局部区域形成相对安静的水面，这一水面的高度与外部水面的平均高度一致，读取这一水面对应的吃水标记值，就是船舶的实际吃水值，通过无线摄像机48借助一定的升降装置到达有利于观测的方位代替人眼，免除了计重人员乘坐小船或攀爬观测，保证了观测视线的水平，消除了视线误差。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。