一种简便的淤地坝淤积库容快速测量装置的制作方法

文档序号:13872972阅读:431来源:国知局

本发明属于地理学及水土保持监测技术领域,具体涉及一种简便的淤地坝淤积库容快速测量装置。



背景技术:

淤地坝是影响黄河水沙的核心下垫面因素之一。明确淤地坝的拦沙量,是分析各下垫面因素的减沙贡献率,掌握现状淤地坝的拦沙潜力,预测黄河未来的来沙情况的重要前提。

国内外目前的水深测量技术主要包括传统测船法、无人船法、基于gps的rtk三维水深测量技术等。传统测船法基本方法为布设测深线,测量船沿预定的测深线连续测深,并按一定间隔进行测深点定位,同时进行水位观测,探清最浅水深及其延伸范围。取得水深的原始资料后,要对它进行各项改正,检查成果质量,最后绘制出成果图板。该方法技术要求低,但测量精度差,耗时费力,测量效率较低,测量系统误差较大。实时、无人、自动测量是现代水深测量的一个发展趋势,其中,无人船法是一种多用途的观测平台,可搭载多种水深测量传感器用于相关测量,已成为现代河流、海洋测绘的重要技术手段,无人船法对人工依赖性差,实现了水深的自动化测量,但测量费用较高,技术性强。gps-rtk三维水深测量技术以其平面、高程的厘米级定位精度使无验潮水深测量得以广泛应用,极大地减少了测量人员及其工作量,实现了对水深的精确测量,但也存在技术要求高,操作繁琐的缺陷。无人机技术目前在国内发展迅速,已较多地应用到影视航拍、农业植保、海上监视与救援、环境保护、电力巡线、渔业监管、消防、城市规划与管理、气象探测、交通监管、地图测绘、国土监察等40多个领域,且在水土保持监测监管领域也同样得到了广泛应用。将无人机技术与水深声呐探测系统相结合,相比其他方法费用较低,方便快捷,可有效提高工作效率且测量精度较高。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种简便的淤地坝淤积库容快速测量装置,解决了现有技术中存在的淤地坝淤积库容测量装置测量精度差、耗时费力、测量效率较低的问题。

本发明所采用的技术方案是,一种简便的淤地坝淤积库容快速测量装置,包括无人机,无人机上设置有螺旋桨,无人机上还设置有电动马达和稳定装置,电动马达连接有声呐探测装置,无人机以及声呐探测装置通过无线传输的形式与显示终端信号连接。

本发明的特点还在于,

电动马达与声呐探测装置之间通过牵引线连接。

牵引线为轻质尼龙线,长度为1-2m,作用为对声呐探测装置进行牵引。

牵引线外围设置有防潮层。

声呐探测装置为质量80~120g,直径60~70mm的球状装置。

声呐探测装置外面还设置有防风罩。

电动马达质量为45~55g,作用为收放声呐探测装置连接线,并对外接电源部分做防水处理。

本发明的有益效果是,采用无人机系统与声呐测定系统相结合的方案,可配合使用手机、平板等可视设备,连通以后可实时读取声呐探测设备当前位置的水深,同时对某断面的水底地形情况进行扫描,平均5-10分钟即可实现对淤地坝水深的测量,实现了测量过程的快速准确。整个系统重量在8公斤以内,携带方便,场地适用性较强,提高了野外工作效率和装置的普适性。

附图说明

图1是本发明一种简便的淤地坝淤积库容快速测量装置的结构示意图。

图中,1.无人机,2.螺旋桨,3.防潮层,4.电动马达,5.牵引线,6.声呐探测装置,7.显示终端,8.防风罩,9.稳定装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种简便的淤地坝淤积库容快速测量装置,结构如图1所示,包括无人机1,无人机1上设置有螺旋桨2,无人机1上还设置有电动马达4和稳定装置9,电动马达4连接有声呐探测装置6,无人机1以及声呐探测装置6通过无线传输的形式与显示终端7信号连接。

其中,电动马达4与声呐探测装置6之间通过牵引线5连接。

牵引线5为轻质尼龙线,长度为1-2m,作用为对声呐探测装置6进行牵引。

牵引线5外围设置有防潮层3。

声呐探测装置6为质量80~120g,直径60~70mm的球状装置。

声呐探测装置6外面还设置有防风罩8。

电动马达4质量为45~55g,作用为收放声呐探测装置6连接线,并对外接电源部分做防水处理。

本发明一种简便的淤地坝淤积库容快速测量装置,工作原理如下:

无人机1供电系统对电动马达4供电,将可用于快速测量水深的声呐探测装置6通过连接线——牵引线5收放至合适长度,声呐探测装置6遇水接通电极开始工作,发射蓝牙信号至显示终端7,比如手机、平板等可视装置,显示终端7可实时读取当前位置的实际水深(0.5-50m),由无人机1牵引声呐探测装置6至不同位置,可实现对淤地坝蓄水深度的快速测量,并可对水下地形做全方位扫描,稳定装置9实质是具有距离传感功能的测距装置,当无人机1悬停在位于水面1~2m距离时,此时的无人机1悬停很不稳定,此时稳定装置9将测的的距离信号通过无线传输的方式传输至终端,终端控制人员可以控制无人机1的稳定。

所述无人机1为防水无人机,机身为由3mmabs注塑而成的一体机身,机身具有优良的防水性能。机身轴长450mm,配置高功率防水电机、电调。遥控距离达1km,续航时间可达20min。其防水等级达到ip67,能承受整台飞机全机身覆盖在水中,并可以实现水下飞行和水下拍摄。云台线缆与机身的连接通过的是防水插头,保证了机身各线缆在遇水条件下的正常运行。

螺旋桨2为自锁碳纤维桨,分为正桨(两只)与反桨(两只)。

马达为电动马达,通过防水无人机的扩展外接串口链接至动力电源,电动马达4质量为45~55g,尺寸控制在长×宽×高为26.63×67.85×29.83mm左右,主要作用为收放声呐探测装置6的连接线。外接电源部分需做防水处理。

声呐探测装置6为质量80~120g、直径60~70mm的球状装置,声呐探测装置6外面还设置有防风罩8,防风罩8紧贴声纳测球,可有效降低无人机飞行时,螺旋桨风对声纳探测装置周边水面的影响,减少水面和测球波动,提高测量精度。声呐探测装置6自带wi-fi热点功能,使用wi-fi连接传输精准声呐数据到所持手机或平板等显示终端7,无需移动蜂窝数据。显示终端7为安卓系统智能手机等,主要作用为显示当前声呐探测装置所在位置水深及水下地形起伏状况。设备采用先进的高分辨率探头,辨识度高达1.3cm,具有8倍动态扩展范围的应用,使得探测目标更加精确,方便获取更加清晰的水下扫描图像。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种简便的淤地坝淤积库容快速测量装置,包括无人机,无人机上设置有螺旋桨,无人机上还设置有电动马达,电动马达连接有声呐探测装置,无人机以及声呐探测装置通过无线传输的形式与显示终端信号连接,电动马达与声呐探测装置之间通过牵引线连接,牵引线为轻质尼龙线,长度为1‑2m,作用为对声呐探测装置进行牵引,牵引线外围设置有防潮层,声呐探测装置为质量80~120g,直径60~70mm的球状装置,电动马达质量为45~55g,作用为收放声呐探测装置连接线,并对外接电源部分做防水处理,本发明解决了现有技术中存在的淤地坝淤积库容测量装置测量精度差、耗时费力、测量效率较低的问题。

技术研发人员:高云飞;赵彦斌;强占鸿;曹高峰;刘晓燕;屈创;王丽云
受保护的技术使用者:黄河流域水土保持生态环境监测中心;庆阳市水土保持生态环境监测分站
技术研发日:2017.09.30
技术公布日:2018.03.06
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