一种用于航道测量的声波探测装置的制作方法

本实用新型涉及探测装置领域，具体的，本实用新型涉及一种用于航道测量的声波探测装置。

背景技术：

航道的水文信息对航运作业有着重要的影响，现有的航道信息一般都采用人工测量和人工更新，采用人工测量和人工更新耗费的人力和物力太多，人力资源浪费严重，而且受到天气条件的影响，人工作业无法保证每天都实施，且测量的结果也会受到影响，传统的水运航道监测装置，携带不方便，检测速度慢，监测精度低，而且位置不可调，实用性差。

经过对现有技术文献的检索发现，中国实用新型专利公开号CN204612706U，该实用新型公开了一种水运航道检测装置，包括主箱、把手、显示屏、内槽、连接线、连接件、悬浮件、测量件、超声波探测器、温度传感器、防护层和数据线，所述主箱正面设有显示屏，顶面设有把手，右侧面设有内槽，主箱内安装有数据处理器和蓄电池，所述数据处理器与连接线连接，所述连接线穿出主箱，通过连接件与悬浮件连接，所述悬浮件与测量件固定连接，所述测量件内设有超声波探测器和温度传感器。测量件与数据处理器之间通过连接线连接，连接线长度有限，因此测量件测量的范围有限，且有线的连接方式使得检测装置携带不便，使用过程中连接线也易损坏，影响正常使用。

中国实用新型专利公开号CN206609428U，该实用新型公开了一种智能航道数据检测设备，包括漂浮箱、控制器、蓄电池、超声波探测器和显示屏，漂浮箱的底部两端分别固定有左竖直端板和右竖直端板，右竖直端板的左侧外壁固定有一伺服电机，右竖直端板的左侧外壁还固定有一用于罩住伺服电机的防水罩，伺服电机上固定有延伸至防水罩外的联轴器，联轴器的端头固定有螺纹丝杆，螺纹丝杆上螺纹滑配有一滑动座，超声波探测器安装在滑动座的底部。滑动座在螺纹丝杆上滑动，进而带动超声波探测器在一条直线上移动，这就能够快速实现一条直线上不同点的水深测量。然而螺纹丝杆的长度有限，超声波探测器所能探测的范围受到局限。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足之处，本实用新型的目的是提供一种用于航道测量的声波探测装置，所述声波探测装置包括多个依次相连的漂浮探测仪以及监测台，使得该声波探测装置能够自动检测一定范围内的航道信息，并实现了远程监控；以及所述漂浮探测仪的位置可调，能够实现自动避让。

本实用新型披露了一种用于航道测量的声波探测装置，包括依次相连的多个漂浮探测仪以及监测台，

所述漂浮探测仪包括：漂浮板、设置在所述漂浮板下端的漂浮组件、转动设置在所述漂浮板上的旋转台以及设置在所述旋转台上方的支撑板；其中，所述旋转台的周向间隔分布有多个探测器，且所述支撑板上设置有控制器、子无线收发器以及定位器，所述控制器分别与所述多个探测器、子无线收发器以及定位器相连；

所述监测台包括：主控制器、主无线收发器和显示屏，所述主控制器分别与所述主无线收发器和显示屏相连；

其中，相邻两个所述漂浮探测仪上的子无线收发器之间具有信号连接，所述主无线收发器与最邻近的所述监测台的子无线收发器之间具有信号连接。

优选地，所述多个探测器包括:多波束探测仪、侧扫声呐、声学多普勒流速剖面仪以及声学测波仪。

优选地，所述漂浮组件包括：

主浮球，其同轴设置于所述漂浮板的下方，且所述主浮球呈半球状；

多个副浮球，所述多个副浮球以均匀间隔分布在所述漂浮板的周向，所述副浮球呈内部空心的球状结构，且每一副浮球通过连接杆与所述漂浮板固定连接。

优选地，所述主浮球包括：

第一外罩，其上开设有多个第一出气孔；

第二外罩，其贴合设置于所述第一外罩的内部，且所述第二外罩上设置有与所述多个第一出气孔相匹配的多个第二出气孔；

内气囊，其间隔设置在所述第二外罩内，所述内气囊为空心结构，在所述内气囊的底端设置有配重块，且所述内气囊与所述第二外罩之间形成一容腔。

优选地，所述漂浮探测仪的径向两侧设置有用于与相邻的所述漂浮探测仪相连接的连接端，且所述多个第一出气孔沿着所述连接端所在的径向对称分布。

优选地，所述第二外罩的周向固定有多个连接筋，所述多个连接筋与设置在所述第二外罩中心轴线方向上的旋转轴固定相连，以使得所述旋转轴与所述第二外罩联动。

优选地，所述旋转轴贯穿所述漂浮板、旋转台以及支撑板与一电机传动连接，当所述电机驱动所述旋转轴转动时，所述第二外罩同步旋转，以使得所述第二出气孔选择性地与相应的所述第一出气孔重合或交错。

优选地，所述第一外罩上开设有一豁口，所述豁口与所述内气囊与所述第二外罩之间形成的容腔相连通。

优选地，所述支撑板上设置有空气压缩机，所述空气压缩机的出气口与所述豁口之间连接有一输气管，且在所述出气口处设置有单向电磁阀，所述单向电磁阀以及所述空气压缩机与所述控制器电连接。

本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型披露的声波探测装置，包括多个依次相连的漂浮探测仪以及监测台，漂浮探测仪之间通过无线收发器进行航道信息的相互传输，经过接力传输，能够将全部漂浮探测仪上的探测器检测到的航道信息最终传输至监测台，并在监测台的显示屏上显示，使得该声波探测装置能够自动检测一定范围内的航道信息，并实现了远程监控。

2)本实用新型披露的声波探测装置，其包括有旋转台和多个探测器，多个探测器可以分别测量水深、海底地形地貌、流速以及波浪，旋转台带动多个探测器旋转，可以探测不同方位的多种航道信息，实现了全方位检测，并提高了检测精度。

3)本实用新型披露的声波探测装置，包括有主浮球和多个副浮球，能够保证漂浮板浮在水面，主浮球底端设置有配重块，在波浪的冲击下，所述声波探测装置不会倾覆；所述主浮球为多层结构，包括了第一外罩、第二外罩以及内气囊，在第一外罩上设置有第一出气孔，在第二外罩上设置有第二出气孔，第二外罩和内气囊之间形成一容腔，通过控制部分第一出气孔和第二出气孔重合，以及向容腔内充气，可以调节漂浮探测仪的位置，从而能够实现自动避让。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本公开一实施例提供的一种漂浮探测仪的结构示意图；

图2为本公开一实施例提供的一种漂浮探测仪的内部结构示意图；

图3为本公开一实施例提供的一种主浮球的结构示意图；

图4为本公开一实施例提供的一种主浮球的拆分结构示意图；

图5为本公开一实施例提供的一种主浮球的第一外罩的结构示意图；

图6为本公开一实施例提供的一种主浮球的第二外罩的结构示意图；

图7为本公开一实施例提供的一种主浮球的工作原理示意图；

图8为本公开一实施例提供的一种用于航道测量的声波探测装置的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，本实用新型的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

本实用新型公开了一种用于航道测量的声波探测装置，所述声波探测装置包括了依次相连的多个漂浮探测仪以及监测台，在一些实施例中，所述多个漂浮探测仪可以通过连接绳彼此相连。在其他一些实施例中，所述多个漂浮探测仪可以通过连接杆彼此相连，所述连接杆可以为电动伸缩杆，以便于收纳携带。

其中，所述漂浮探测仪的具体结构如图1所示，从图中可以看出，所述漂浮探测仪包括了漂浮板1、漂浮组件、旋转台2以及支撑板10。所述旋转台2设置于所述漂浮板1的上方，所述支撑板10通过多个支撑柱12固定在所述支撑板上并位于所述旋转台2的上方，所述旋转台2由一电机9驱动其转动，在旋转台2的周向上间隔分布有多个探测器6，所述多个探测器6分别为多波束探测仪、侧扫声呐、声学多普勒流速剖面仪以及声学测波仪，所述多波束探测仪可以用于测量水深，所述侧扫声呐用于勘查水底的地形地貌，所述声学多普勒流速剖面仪可以用于检测流速，所述声学测波仪可以用于检测涌浪。在旋转台2转动时，可以带动所述多个探测器6旋转，即所述多个探测器可以分别进行360度多方位检测，从而增大了检测范围，并且在旋转检测过程中，一个探测器会对同一区域重复检测多次，在一些实施例中，可以提取多次检测的平均结果作为该区域最终的检测结果，从而能够大大提高检测精度。值得注意的是，本公开所述的多个漂浮探测仪并不只限于上述提到的四种声学探测器，还可以包括其他可以用来检测航道信息的声学探测器，例如，用于检测水底地层的浅地层剖面仪。在漂浮板上设置有控制器，所述控制器与所述多个探测器电连接，从而多个探测器可以将检测到的关于航道的信息传输至控制器。

在漂浮板1的下方设置有漂浮组件，用于支撑所述漂浮板1使其漂浮在水面，所述漂浮组件包括了主浮球3和多个副浮球4，所述多个副浮球4以均匀间隔分布在所述漂浮板 1的周向上，每一个副浮球4通过一连接杆5与所述漂浮板1固定连接。所述副浮球4呈球状结构且内部空心，使其更易漂浮在水面。所述副浮球4可以为橡胶材质或者为轻金属材质。所述主浮球3为半球型，且所述主浮球3为多层结构，所述主浮球3的具体结构如图3和图4所示，所述主浮球3包括了第一外罩30、第二外罩31和内气囊32。所述第一外罩30置于最外侧，且所述第一外罩30上开设有多个第一出气孔301，第二外罩31贴合设置于所述第一外罩30的内部，且所述第二外罩31上开设有与所述第一出气孔301相匹配的第二出气孔311。所述内气囊32间隔设置在所述第二外罩31内，所述内气囊31为空心结构，且其底端设置有配重块321，在水流湍急的状况下，所述主浮球3能够保持稳定，故能够支撑所述漂浮板1使其不会倾覆。内气囊32与所述第二外罩31之间形成了一个容腔，具体结构可以参见图2所示，由图中可见，所述第一外罩30上开设有一豁口302，所述豁口302与所述容腔相连通，且所述豁口302处连接有一输气管13，所述输气管13与设置在支撑板上10的空气压缩机14相连。所述空气压缩机14的出气口设置有电磁单向阀15，且所述电磁单向阀15与所述控制器电连接，当所述第一外罩30上的部分第一出气孔301和所述第二外罩31上的第二出气孔311相互重合时，所述控制器控制所述电磁单向阀15打开，空气压缩机14内的压缩空气通过输气管13由豁口302进入至容腔内，再由部分重合的第一出气孔301和第二出气孔311排出所述空腔，由于力的反作用，在主浮球 3向外排出气体的同时，受到反向推力的作用，主浮球3位置发生改变，从而带动整个漂浮探测仪的位置发生改变。可替换的，所述空气压缩机可替换为压缩空气罐。

如图2所示，在第二外罩31的周向固定有多个连接筋312，所述多个连接筋312均匀间隔分布于一旋转轴8的外壁上，所述旋转轴8位于所述第二外罩31的中心轴线上，且所述旋转轴8贯穿所述漂浮板1、旋转台2和支撑板10与电机11传动连接，所述电机11 固定在所述支撑板10上，当所述电机带动所述旋转轴8转动时，所述旋转轴8带动所述第二外罩31同步转动，以使得所述第二外罩31和第一外罩30相对转动，从而所述第一外罩30上的部分第一出气孔301和第二出气孔311相互重合或者相互交错。

在漂浮探测仪的位置固定时，所述第一外罩30上的第一出气孔301和第二出气孔311 是相互交错的，即所述容腔与外界是隔离的，水分不容易进入至所述容腔内。当需要调节漂浮探测仪的位置时，所述控制器控制电机11运转带动旋转轴8转动，从而第二外罩31 相对于所述第一外罩30发生一定角度的转动使得所述第一出气孔301和第二出气孔311 相互重合。第一外罩上30的第一出气孔301的设置可以参见图5所示，由于所述多个漂浮探测仪是相互连接的，故一个漂浮探测仪的径向两侧分别有一连接端，在第一外罩30 上连接端所在的径向两侧分别对称设置有多个第一出气孔301，可以将所述多个第一出气孔301分为四组，连接端所在的径向两侧分别设置有两组第一出气孔，第二外罩上31的第二出气孔311的设置可以参见图6所示，由图中可见，所述第二出气孔311对应地被设置为四组。具体第一外罩30和第二外罩31上的出气孔的设置形式以及相对运动可以参见图7所示，如图所示，轴c为漂浮探测仪两侧的连接端所在的轴线，第一外罩30上设置有四组第一出气孔，分别为a1、a2、a3和a4，其中，a1和a2置于轴c的一侧，a3和a4置于轴c的另一侧，第二外罩上31相应设置有四组第二出气孔，分别为b1、b2、b3和b4，其中b1和b2为相邻设置，在漂浮探测仪位置固定时，如图7中所示701，第二出气孔b1、b2、 b3、b4与第一出气孔a1、a2、a3、a4相互交错。在需要调节漂浮探测仪的位置时，转动第二外罩31，如图7中所示702，顺时针转动所述第二外罩31，第二外罩31转动一定角度，使得a1和b1以及a2和b4相重合，即轴c上端的第一出气孔和第二出气孔重合，轴c下端的第一出气孔301和第二出气孔311仍然相互交错，在将压缩空气输入至容腔内时，压缩气体经相互重合的a1和b1以及b4和a2排出至主浮球3外，由于反向作用力，会推动主浮球3沿着图中所示箭头方向移动，从而改变主浮球3的位置。如图7中所示703，当所述第二外罩31逆时针转动一定角度时，轴c下方的a3和b2以及b3和a4相互重合，轴c上方的第一出气孔和第二出气孔相互交错，在将压缩空气输入至容腔内时，压缩气体经相互重合的a1和b1以及b4和a2排出至主浮球3外，由于反向作用力，会推动主浮球3沿着图中箭头所示方向移动，从而改变主浮球3的位置。值得注意的是，在部分第一出气孔和第二出气孔相互重合时，水分会进入至主浮球内，由于主浮球3内具有内囊32以及漂浮板1四周具有多个副浮球4，故漂浮探测仪不会倾覆，而且压缩空气压强大，在排出主浮球3时，会将主浮球3内的水分排出并阻碍水分进入，因此，漂浮探测仪仍会保持稳定漂浮在水面。应当理解的是，以上对第一外罩30和第二外罩31的结构仅为示例性地，第一出气孔301和第二出气孔311的设置形式并不限于此，只要保证在调节漂浮探测仪的位置时，两侧连接端连接形成的连线的一端的第一出气孔和第二出气孔重合，另一端的第一出气孔和第二出气孔相互交错即可。

在支撑板10上设置有电池板，所述电池板用作所述漂浮探测仪上所有电子元器件的供能装置。应当理解的是，所述电池板包括但不限于可充电电池和一次性电池。

在支撑板10上设置有定位器，所述定位器与控制器电连接，所述定位器能够检测出每一个漂浮探测仪的位置，从而将此处的探测器检测到的航道信息与地理位置相对应，也可以根据定位器检测到的位置来调节漂浮探测仪的位置，在一些实施例中，在漂浮探测仪四周设置有距离传感器，当检测到漂浮探测仪周围物体距离其小于一定数值时，即调整漂浮探测仪的位置进行避让。在支撑板10上还设有子无线收发器，所述子无线收发器与所述控制器电连接，所述控制器可以将接收到的探测器检测的航道信息以及定位器检测到的位置信息通过所述子无线收发器发送出去，所述无线收发器可以射频无线收发器，在本实施例中，可以采用nRF24L01作为无线收发器，其可以在一定距离内接收和发送信息。相邻的两个漂浮探测仪上的无线收发器可以进行信息之间的相互传输，具体的探测仪之间的信息传输方式可以参见图8所示，定位器将位置信息以及各个探测器将相应的航道信息传输至对应的漂浮探测仪的控制器，控制器再通过与其相连的子无线收发器传输至相邻的漂浮探测仪上的子无线收发器上，而该子无线收发器再将其控制器发送的信息以及收到的信息一起传送至下一个漂浮探测仪上的子无线收发器，按照上述方式，进行接力传输，多个漂浮探测仪所监测到的信息可以全部传输至监测台，监测台上设置有主无线收发器来进行信息接收，在本实施例中，所述主无线收发器同为nRF24L01，所述主无线收发器可以将其接收到的信息传输至监测台上的主控制器，监测台上设置有与所述主控制器电连接的显示屏，主控制器对接收到的全部信息进行处理并展现在所述显示屏上，从显示屏上可以观测到各个漂浮探测仪检测到的航道信息，并且所述航道信息还与地理位置相对应。由于无线收发器的传输方向是双向的，监测台的主控制器可以将控制信息通过主无线收发器传输至各个子无线收发器，子无线收发器再将接收到的控制信息传输至控制器，控制器可以根据收到的控制信息控制电机9、电机11、单向电磁阀15以及空气压缩机14的运转，以实现对各个漂浮探测仪的远程控制。

如图1所示，为了保证支撑板10上的相关器件不会受到水分的侵入，在支撑板10上可拆卸地设置有一外罩7，将控制器、子无线收发器以及电机11置于所述外罩7内。

本实用新型的声波探测器的使用方法如下:

投放多个漂浮探测仪；

启动每一漂浮探测仪上的定位器，所述定位器检测所述漂浮探测仪的位置信息并将所述位置信息传输至控制器；

所述控制器根据所述位置信息控制电机11启动，电机11驱动旋转轴8转动，以带动所述主浮球3上的第二外罩31转动一定的角度，使得连接端所在的径向一侧的第一出气孔301与相应的第二出气孔311相互重合；

所述控制器控制所述单向电磁阀15开启，空气压缩机内的压缩空气经由输气管13进入至内气囊32和第二外罩31之间形成的容腔内并从重合的第一出气孔301和第二出气孔 311排出，漂浮探测仪移动到特定的位置；

所述控制器控制所述单向电磁阀15关闭并控制所述电机11反向启动，第二外罩31 转动一定的角度，使得第一出气孔301和第二出气孔311相互交错；

所述控制器控制多个探测器6启动进行航道信息检测，并控制所述旋转台2转动，所述旋转台2带动所述多个探测器6进行多方位测量，并将测量的数据传输至控制器；

所述控制器将所述测量数据经子无线收发器传输至相邻的子无线收发器，经接力传输，所述主无线收发器接收到最邻近的子无线收发器传输的测量数据并将所述测量数据传输至主控制器；

所述主控制器对所述测量数据进行数据处理并展现在所述显示屏上。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节。