一种航道工程用的无人测量船的制作方法

1.本实用新型属于船舶制造领域，具体涉及一种航道工程用的无人测量船。


背景技术：

2.随着工业4.0的提出，制造市场将逐步实现“原材料(物质)＝信息”的转换，即逐渐成为信息产业的一部分。而船舶工业又是提供技术装备的现代综合性、远瞻性产业，是科技进步、发展的重要支撑。船舶制造产业发展正聚焦“绿色”、“智能”两大重点，在提高船舶航行运营的安全可靠性、经济环保性的基础上，不断推动船板产业的数字化转型、智能化升级。
3.无人测量船作为智能化水面装备，可大幅提升水面测量的信息化、现代化水平。在复杂水域条件下，无人测量船的应用将大大减低测绘人员的劳动强度，成倍提高外业测量效率。而且尤为重要的是，最大程度上避免外业人员水上作业的危险。现如今，市场上大部分的无人测量船基本上可以满足在江河、湖泊、水库等流域开展测量作业，但是，在面对复杂水域时，传统的无人测量船无法做到抗浪、抗倾覆和防撞的性能，以致部分测量作业无法满足要求的测量基准。
4.无人测量船的设计有很多，如中国专利(cn202728535u)公开了一种无人遥测船，船体的尾部设有动力系统，船体的底部设有测深探头，船体上设有数据传输系统，测深探头固定在摆杆的下方，摆杆穿过船体底部，船体内部的摆杆上设有自动稳定系统。本专利能够自动化航行，及时传输收集的数据给以控制台远程处理，采集的数据不受船体颠簸而产生误差，测量数据的精度高。但是其不具备抗浪、抗倾覆和防撞的功能，水域适用性有待提高。
5.再如中国专利(cn215098139u)公开公开了一种小型智能多功能水面机器人航道多功能无人测量船，包括测量船主体，所述测量船主体的顶部固定安装有流线型甲板，且测量船主体的外端上侧边缘处固定安装有防撞胶条，所述流线型甲板的上端左侧边缘处固定安装有消防水炮，且靠近消防水炮的位置处，位于流线型甲板的顶部铰接安装有密封盖，所述流线型甲板顶部，位于密封盖的右上方固定安装有外检测机构，所述外检测机构的右下方，位于流线型甲板顶部右侧边缘处对称安装有两个通信天线。本专利通过燃油舱输送燃油到推进器主体使其驱动工作，提高船体续航能力强，可满足大范围长距离测量任务，满足24小时全天候无人航行，解决了测量船续航能力不足的问题。但是其不具备抗浪、抗倾覆和防撞功能，在实际执行测量任务时，极易造成测量数据不准确，甚至有可能出现船体自身的安全隐患。
6.虽然上述方案给了无人测量船的设计方案，但是其具有明显的缺点，而且目前市场上常用的无人测量船，大多数都不具备抗浪、抗倾覆和防撞的功能。上述功能的缺失，不仅容易导致测量数据不准确，而且限制了无人测量船的应用水域，使得无人测量船仅限于在较平缓的水面开展测量工作，无法在其他危险水域代替人工执行测量任务。基于此，我们研发了一种新型的、安全便捷的无人测量船。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是在提高无人测量船航行安全可靠性、经济环保性的基础上，进而实现无人测量船的抗风、抗倾覆和防撞功能，并且进一步拓展本实用新型在全水域的应用。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
9.一种航道工程用的无人测量船，包括：船体，所述船体包括外壳层和甲板层，所述外壳层的上部安装防撞层，所述外壳层和甲板层通过防撞层连接，所述外壳层的底部安装矢量驱动装置，所述矢量驱动装置嵌入船体并可拆卸连接。
10.优选地，所述船体的尾部可拆卸安装驱动装置，所述矢量驱动装置与驱动装置均做功为所述船体提供动力；所述甲板层的表面安装太阳能板装置，所述太阳能板装置的输出端分别与矢量驱动装置的输入端和驱动装置的输入端通过电路连接在船体内部。
11.优选地，所述矢量驱动装置包括驱动螺旋和抗倾覆组件，所述驱动螺旋包括360
°
全方向转向装置和螺旋叶片，所述抗倾覆组件包括扰流器和恒稳轴。
12.优选地，所述船体安装有测量装置，所述测量装置包括光学组件和遥感组件，所述光学组件与船体伸缩连接，所述遥感组件与船体可拆卸连接。
13.优选地，所述光学组件包括三维激光扫描仪、多波束测深系统、360
°
全向摄录影设备，所述遥感组件包括rtk定位装置、连续波雷达、导航设备和wifi天线。
14.优选地，所述太阳能板装置包括太阳能电池板和升降支座，所述升降支座安装在太阳能电池板的底部，所述升降支座与船体可拆卸连接。
15.优选地，所述船体安装通讯组件，所述通讯组件包括语音器和实时视频传输装置，所述语音器的外圈安装防水组件，所述实时视频传输装置左右对称设置并与船体可拆卸连接。
16.优选地，所述甲板层的周围安装提示灯，所述提示灯以船体中心轴对称设置并可拆卸连接，所述提示灯的灯质包括但不限于红色和绿色。
17.优选地，所述船体的前后端均设置固定扣和牵引扣，所述固定扣和牵引扣呈三角分布安装并与船体固定连接。
18.优选地，所述防撞层的材质选用弹性材料。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
20.1、本实用新型所提供的一种航道工程用的无人测量船，相较于传统无人测量船，突破性地设置了矢量驱动装置，当测量水域风浪不稳定时，可启动矢量驱动装置调整船体状态，保证无人测量船的平稳运行，降低了环境不可控因素对测量工作影响的可能性，使得测量工作可以在全天候24h开展。
21.2、本实用新型所提供的一种航道工程用的无人测量船，在外壳层上部安装的防撞层，实现了有效地释放碰撞过程中的应力，减缓了无人测量船在作业过程中的冲撞风险，尽最大可能降低船舶碰撞带来的影响，进一步延缓了无人测量船的使用寿命，更加经济高效。
22.3、本实用新型所提供的一种航道工程用的无人测量船装备有光学组件和遥感组件，实现对不同测量环境下的船体多功能测量需求。而且相比传统无人测量船，本实用新型所配备的动力系统、防撞层和矢量驱动装置可与测量组件配合工作，进一步提高测量效率，保证测量数据的准确性，尽最大可能有效地减少环境因素带来的干扰。
23.4、本实用新型所提供的一种航道工程用的无人测量船，采用两套动力系统，相较于传统的无人测量船，动力供给更为持续，而且采用了太阳能电池板，减少了环境污染，符合可持续发展理念。采用的燃油动力系统，在光线不足的测量时间，可以用于能源补充，使得测量作业更加稳定高效。
24.5、本实用新型所提供的一种航道工程用的无人测量船在实现无人测量船防腐防水、防撞以及抗浪抗倾覆的基础上，进一步实现了无人测量船在航道工程中的准确测量运行，保证了测量数据的准确性，而且因其具备的高效稳定性，可以适用更复杂水域作业，因而可以拓展推广到全水域测量应用作业。
25.6、本实用新型所提供的一种航道工程用的无人测量船，所用部件较少，结构紧凑，体积小，连接关系简单，而且易磨损构建可实现与船体拆卸连接，拆装更加方便，可实现快速应答作业，在第一时间具备测量能力，满足实业测量需求，提高测量效率。
26.7、本实用新型所提供的一种航道工程用的无人测量船的大部分构件可以实现可拆卸连接，由此可根据不同测量作业环境需求，在实际作业区进行无人测量船的现场组装，既可以解决无人测量船占地面积大，不方便长途运输的问题，又可以实现快速更换无人测量船构件的需求，进一步提高测量效率。
27.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
28.根据下文结合附图对本技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本技术的上述及其他目的、优点和特征。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术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，此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
30.显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
31.其中：
32.图1为本实用新型提供的一种航道工程用的无人测量船的整体结构图；
33.图2为本实用新型提供的一种航道工程用的无人测量船的侧视图；
34.图3为本实用新型提供的一种航道工程用的无人测量船的俯视图；
35.图4为本实用新型提供的一种航道工程用的无人测量船的端部细节结构图。
36.附图标记：1、外壳层；2、防撞层；3、矢量驱动装置；4、驱动装置；5、太阳能板装置；6、测量装置；7、通讯组件；8、提示灯；9、固定扣；10、牵引扣；31、驱动螺旋；32、抗倾覆组件；51、太阳能电池板；52、升降支座；61、光学组件；62、遥感组件；71、语音器；72、实时视频传输装置。
具体实施方式
37.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本技术的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本技术的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，实施例中省略了对已知功能和构造的描述。
39.应该理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“本实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“一个实施例”或“本实施例”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
40.此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身并不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
41.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，单独存在b，同时存在a和b三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，a/和b，可以表示：单独存在a，单独存在a和b两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
42.本文中术语“至少一种”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和b的至少一种，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。
43.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。
44.实施例1
45.本实施例主要介绍一种航道工程用的无人测量船的整体结构组成和功能。
46.请参考图1所示。
47.一种航道工程用的无人测量船，包括：船体，所述船体包括外壳层1和甲板层，所述外壳层1的上部安装防撞层2，所述防撞层2与甲板层可拆卸连接，所述外壳层1的底部安装矢量驱动装置3，所述矢量驱动装置3嵌入船体并可拆卸连接。
48.进一步的，本实施例的所述船体外壳层1的材质采用聚酯纤维材料，在实际应用场景中，可根据测量环境需要选取任一材料，使得所述船体具备轻便、防水、强韧塑性、耐高温、抗撞击以及抗腐蚀等材料特性，从而保障作业中无人测量船整体结构的稳定性，实现精准测量作业。
49.进一步的，所述防撞层2安装在所述外壳层1的上部，本实施例中，所述防撞层2的
材质选用弹性材料，本实施例防撞层选用的该材料可以有效地实现防腐、防水功能，确保无人测量船在测量作业时的高效运转。当然，可以根据实际测量作业环境需求更换不同体积、不同材质的防撞层2。
50.进一步的，所述船体的尾部安装驱动装置4，所述驱动装置4包括电路组件和燃油组件，所述驱动装置4与船体可拆卸连接。在本实施例中，所述驱动装置采用了双螺旋结构，在执行测量任务，遇到突发状况单发停机时，可由另一个螺旋装置驱动无人测量船，确保船舶安全返航。
51.进一步的，所述驱动装置4采用双能源供给机制，既可以通过安装在甲板层的太阳能电池板供能，也可以使用燃油系统驱动船体。双能源装置的配备一方面减少了化石燃料的消耗，符合低碳节能的理念，另一方面减少了对环境的污染，尽最大可能降低测量作业对水域的生态影响。
52.进一步的，所述甲板层的表面安装太阳能板装置5和测量装置6，所述太阳能板装置5的输出端分别与矢量驱动装置3的输入端和驱动装置4的输入端通过电路连接在船体内部，所述测量装置6嵌入船体并可拆卸连接。
53.本实施例的有益效果是，本实用新型所提供的一种航道工程用的无人测量船在实现无人测量船防腐防水、防撞以及抗浪抗倾覆的基础上，进一步实现了无人测量船在航道工程中的准确测量运行，保证了测量数据的准确性，而且因其具备的高效稳定性，可以适用更复杂水域作业，因而可以拓展推广到全水域测量应用作业。
54.实施例2
55.本实施列主要介绍一种航道工程用的无人测量船的矢量驱动装置的结构及其功能。
56.请参考图2所示。
57.所述矢量驱动装置3安装在所述船体的外壳层1的底部，并且嵌入船体与其可拆卸连接。
58.进一步的，所述矢量驱动装置3包括驱动螺旋31和抗倾覆组件32。
59.进一步的，所述驱动螺旋31包括360
°
全方向转向装置和螺旋叶片，所述抗倾覆组件32包括扰流器和恒稳轴。
60.进一步的，在本实施例中，所述驱动螺旋31和抗倾覆组件32既可以协同运转，也可以分别独立进行运转，在独立运转时二者不受彼此干涉。所述360
°
全方向转向装置可为驱动螺旋31调整方向，实现驱动螺旋31的360
°
全方向转向运动，而且当转向方向调整好之后，螺旋叶片即可按照调整好的方向进行驱动运转。
61.进一步的，本实施例中的驱动螺旋31在船体对称安装3组，各组驱动螺旋31工作时，其动力来源主要由所述驱动装置4供应，以保证持续运转，实现无人测量船在风大浪急的水域平稳进行测量作业。当然，在光线满足所述太阳能板装置5的工作基本状态时，所述驱动螺旋31也可以由太阳能板装置5供能。
62.进一步的，所述抗倾覆组件32包括扰流器和恒稳轴，二者既可以协同运转，也可以分别独立进行运转，在独立运转时二者之间不受彼此干涉。本实施例中，靠近船体一侧的所述恒稳轴端部安装有水下测量传感器，并呈对称安装在所述恒稳轴的两侧。所述扰流器的安装数量可根据无人测量船作业水域的具体水况适量布置，
63.所述甲板层的近水端安装提示灯8，所述提示灯8以船体中心轴对称设置并可拆卸连接。在本实施例中，在与船体平行一侧安装2组提示灯8，所述提示灯8的灯质可根据无人测量船作业水域的具体规定选择，如：无人测量船在航道作业时，必须按照规定安装相关指示灯等。另外，本实施例中在与船体垂直一侧安装1组提示灯8，此处的提示灯8选用氦气灯，用于无人测量船在光线条件不足的环境下，对测量作业进行光线的补充，或者方便操作人员在在光线条件不足的环境下回收无人测量船。
64.进一步的，所述矢量驱动装置3均可实现双能源供给运转，常规状态下，所述太阳能板装置5可作为补充提供能源。
65.本实施例的有益效果是，相较于传统无人测量船，突破性地设置了矢量驱动装置，当测量水域风浪不稳定时，可启动矢量驱动装置调整船体状态，保证无人测量船的平稳运行，降低了环境不可控因素对测量工作影响的可能性，使得测量工作可以在全天候24h开展。矢量驱动装置的设置，进一步提升了无人测量船开展水域测量作业时的工作效率，减少人力劳动的投入，节约测量成本。
66.实施例3
67.本实施列主要介绍一种航道工程用的无人测量船的太阳能板装置的结构及其功能。
68.请参考图3所示。
69.所述太阳能板装置5安装在甲板层的表面，其安装位置不局限与本实施例中参考图3的位置，可根据实际作业需求安装在适当的位置，而且所述太阳能板装置5的安装数量也可根据实际需求增减，本实施例中安装3组太阳能板装置5。
70.进一步的，所述太阳能板装置5包括太阳能电池板51和升降支座52，所述升降支座52安装在太阳能电池板51的底部，所述升降支座52与船体可拆卸连接。
71.进一步的，所述升降支座52包括光线传感器，所述光线传感器进行环境光线的监测，用以调节所述升降支座52的升降，实现最大化利用环境光源，减少化石能源的使用，进一步实现无人测量船的无害化测量作业，确保对测量环境水域的保护。
72.所述船体安装的测量装置6在本实施例中，对称安装3组，测量装置6的安装位置和数量可根据实际测量需求进行调整。
73.进一步的，所述测量装置6包括光学组件61和遥感组件62，所述光学组件61与船体伸缩连接，在不同的测量作业环境中，比如深入涵洞或桥下，无人测量船的光学组件61可以实现高度的伸缩，以适应环境限高，从而继续高效地深入复杂环境作业，执行无人测量任务。另一方面，所述遥感组件62与船体可拆卸连接，该种连接方式可是实现遥感组件的任意更换。
74.进一步的，所述光学组件61包括三维激光扫描仪、多波束测深系统、360
°
全向摄录影设备。所述激光扫描仪内设置点对点测距装置，可根据远程操作端的需求，实时进行两点间距离的测量。所述多波束测深系统可以完成对水域的地形扫侧作业，对测量水域的碍航物进行识别。所述360
°
全向摄录影设备既可以实现测量作业时的全称全方位摄录影记录，又可以结合所述遥感组件62中装备的rtk定位装置进行同时作业。
75.进一步的，所述遥感组件62包括tk定位装置、连续波雷达、导航设备和wifi天线，所述导航设备包括ins和gps导航系统。在本实施例中，所述wifi天线的安装长度小于所述
测量装置6，并且wifi天线实行隐蔽式收缩安装在船体甲板层上。所述连续波雷达可不间断进行区域扫描，结合所述矢量驱动装置3和驱动装置4，实时调整无人测量船的作业状态，保证船体的平稳高效运行。
76.进一步的，所述光学组件61和遥感组件62不局限于本实施例所使用的构件，可以根据实际测量作业需求，在无人测量船上安装适合的组件。相关设备采集的数据均可通过船体尾端设置的终端无线传送到操作者的设备中。
77.本实施例的有益效果是，本实用新型所提供的一种航道工程用的无人测量船，采用两套动力系统，相较于传统的无人测量船，动力供给更为持续，而且采用了太阳能电池板，减少了环境污染，符合可持续发展理念。采用的燃油动力系统，在光线不足的测量时间，可以用于能源补充，使得测量作业更加稳定高效。进一步的，相关测量装置可根据实际测量作业需求进行安装，从而实现不同的测量需求。
78.实施例4
79.本实施列主要介绍一种航道工程用的无人测量船端部的相关结构及其功能。
80.请参考图4所示。
81.本实施例中，所述船体的端部安装通讯组件7，所述通讯组件7包括语音器71和实时视频传输装置72，所述语音器71的外圈安装防水组件，所述实时视频传输装置72左右对称设置并与船体可拆卸连接。
82.进一步的，所述语音器71可由远程操作发声，并结合所述实时视频传输装置72使用。
83.进一步的，所述船体的前后端均设置固定扣9和牵引扣10，所述固定扣9和牵引扣10呈三角分布安装并与船体固定连接。
84.进一步的，所述固定扣9和牵引扣10的安装数量可根据实际测量需求确定。
85.进一步的，所述通讯组件7不局限于本实施例中所使用的构件。
86.本实施例的有益效果是，本实用新型所提供的一种航道工程用的无人测量船在其船体端部安装通讯组件，进一步辅助无人测量船进行测量工作，既保证了无人测量船进行高效测量工作，又可以作为独立系统，进行无人测量船的远程通讯，更好地服务测量工作。
87.实施例5
88.本实施例基于实施例1或2或3或4任一实施例的基础上，补充说明本实用新型所提供的一种航道工程用的无人测量船的具体使用操作流程。
89.请参考图1所示。
90.本实用新型所提供的一种航道工程用的无人测量船具体应用于航道测量中的操作过程。
91.首先，选择航道测量所需的设备，并运输到现场进行无人测量船的组装。组装完成后进行水下试航测试，为正式航行测量提供相关数据支撑。
92.接下来，将试航正常的无人测量船投入水中，进行无人测量作业，一端有专业操作人员持操作终端，远程操控无人测量船。
93.最后，在相关测量任务完成后，无人测量船返航。进行拆解再包装，并妥善运输收回。本次测量作业完成，收集到的数据已经实时传输到pc端，由本领域技术人员进行汇总分析和整理。
94.本实施例的有益效果是，本实用新型所提供的一种航道工程用的无人测量船可深入复杂水域代替人工进行测量作业，延长了测量作业长度，拓宽了测量作业的空间广度，从而进一步提高测量作业效率，并从实质上降低涉水测量人员的测量操作安全风险。尤其重要的是，该无人测量船在实现无人测量船防腐防水、防撞以及抗浪抗倾覆的基础上，进一步实现了无人测量船在航道工程中的准确测量运行，保证了测量数据的准确性，而且因其具备的高效稳定性，可以适用更复杂水域作业，因而可以拓展推广到全水域测量应用作业。
95.应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。