(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210637559.X (22)申请日 2022.06.07 (71)申请人 河海大学 地址 210098 江苏省南京市 鼓楼区西康路1 号 (72)发明人 邵晨飞　许焱鑫　赵二峰　杨瑞骐　 彭程春　金旭阳　依力盼　陈会向　 (51)Int.Cl. B63B 35/00(2006.01) B63H 1/14(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种漂浮式水 下测量智能平台 (57)摘要 本发明涉及一种漂浮式水下测量智能平台， 包括无人船分系统、 控制分系统和测量分系统， 所述的无人船分系统包括浮力体、 承重框架、 电 源和推进装置， 所述的控制分系统包括中控组 件、 无线通 讯组件、 导航与定位组件， 所述测量分 系统包括起吊控制组件、 起吊 电机、 测量电缆绕 线盘和测量载荷， 所述的控制分系统对无人船分 系统和测量 分系统进行综合控制， 实现平台的移 动和测量作业， 并向人工控制终端实时传输数 据。 本发明的测量平台可对测量仪器的位置进行 任意调节， 水下测量覆盖范围广； 具备自主控制 和人工遥控模式， 自动化水平和操控灵活性高； 可根据需要搭载各类测量仪器， 通用性较高； 采 用模块化设计， 方便 拆解运输。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115009447 A 2022.09.06 CN 115009447 A 1.一种漂浮式水下测量智能平台， 其特征在于， 包括无人船分系统、 控制分系统和测量 分系统， 所述的控制分系统根据预设程序或人工遥控对无人船分系统和测量分系统进 行控 制， 实现平台的移动和 测量作业， 并对数据进行实时传输 。 2.根据权利要求1所述的一种漂浮式水下测量智能平台， 其特征在于， 所述的无人船分 系统包括浮力体、 承重框架、 电源和 推进装置， 所述的承重框架安装于浮力体上部， 所述的 电源置于承重框架内， 所述的推进装置安装于浮力体下部 。 3.根据权利要求2所述的一种漂浮式水下测量智能平台， 其特征在于， 所述的浮力 体包 括充气橡胶圈、 四组连接环及防护支架、 防护圈； 所述的承重框架包括一个十字形构件、 四 组卡扣和一个圆形网兜。 4.根据权利要求3所述的一种漂浮式水下测量智能平台， 其特征在于， 所述连接环上设 有半圆形吊环和方形套孔， 所述十字形构件穿过连接环上的方形套孔将承重框架与浮力体 相连。 5.根据权利要求1所述的一种漂浮式水下测量智能平台， 其特征在于， 所述的控制分系 统包括中控组件、 无线通讯组件、 导 航与定位组件。 6.根据权利要求1所述的一种漂浮式水下测量智能平台， 其特征在于， 所述测量分系统 包括起吊控制组件、 起吊电机、 测量电缆绕线盘和 测量载荷。 7.根据权利要求2所述的一种漂浮式水下测量智能平台， 其特征在于， 所述测量平台的 承重框架上设置有机玻璃防水外壳， 在其中安装有 所述的中控组件、 无线通讯组件、 导航与 定位组件、 电源、 起吊控制组件、 起吊电机及电缆。 8.根据权利要求5所述的一种漂浮式水下测量智能平台， 其特征在于， 所述的中控组件 通过电缆与无线通讯组件、 导 航与定位组件、 起吊控制组件、 推进装置和电源相连接 。 9.基于权利要求1～8任一项所述的一种漂浮式水下测量智能平台， 其特征在于， 包括 以下步骤： (1)由各部件组装无人船和承重框架， 将承重框架通过连接环上套孔与无人船相连， 将 防水外壳固定于承重框架上， 安装控制分系统和测量分系统， 连接各部件电缆， 对测量平台 进行调试； (2)采用库岸边或坝顶的起吊装置， 通过连接环上部吊环吊装测量平台， 放置于库水 面， 通过人工控制终端开启测量平台， 手动 操纵测量平台行进至起测位置， 设定测量路线和 工作参数， 测量平台开始自动测量作业； (3)测量平台在同一水面位置维持静止， 导航与定位组件记录水平位置坐标， 起吊控制 组件控制起 吊电机缓慢放下测量仪器， 对同一水面位置不同水深数据进行连续测量， 根据 起吊电机旋转圈数换算传感器垂 直位置坐标， 同时向人工控制终端传输传感器数据和传感 器三维位置坐标信息， 传感器到 达最大预定水深时停止测量， 起吊电机收起测量仪器； (4)测量平台行进至下一个测量位置， 重复上一步测量操作， 直至完成测量路线上所有 位置的测 量任务， 测 量平台收起传感器并返回初始测 量位置， 人工操控测量平台返回入水 位置， 通过吊钩吊起测量平台， 完成平台回收； (5)测量结束后， 所有测量数据和传感器位置数据上传至数据服务器压缩、 保存， 可进 行进一步数据处 理。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115009447 A 2一种漂浮式水下测量智能平台 技术领域： [0001]本发明涉及水利工程安全监测领域， 尤其涉及一种漂浮式水下测量智能平台， 用 于库水面以下 水体及坝体结构多种信息的全面和自动化测量。 技术背景： [0002]在水库大坝的建设、 运行及管理过程中， 对于水库水体及库水面以下库底和坝体 等各方面信息具有普遍的测量需求， 包括入库水流流速、 水库水质、 坝前库水温度、 库底泥 沙淤积厚度、 上游坝面裂缝等信息。 针对这些信息的测量， 实际应用中多采用各种人工测量 方式或布设仪器进行自动化测量， 如人工操纵测量船并搭载相关测量设备开展水流流速、 水质、 库底淤积的测量， 坝体表层布设温度计进 行水温的自动化测量， 潜水员携带设备潜入 水下对坝体表面裂缝进 行检查。 由于水库大坝工程规模巨大， 采用人工测量时工作量繁重， 自动化测 量方式也仅能得到有限个位置的测量数据， 难以高效、 全面地获取各种 水下的测 量信息。 [0003]随着无人测量技术的发展， 工程技术人员尝试将其应用于各种水下目标的测量， 如通过一种智能水面测量机器人(CN20278 3712U)对地表水的水质、 水文信息进行无人化测 量， 通过一种三维实时表层水温测量系统(CN103900734A)对海洋或湖泊表层水温进行测 量， 通过一种带测量载荷稳定平台的无人水面测量系统(CN110834698A)完成水下的勘察测 绘、 管线巡检等任务。 以上发 明一定程度上实现了水下目标测量工作的自动化， 提高了测量 效率， 但难以根据实际需要执行较为复杂的测 量任务； 且测量的深度一般局限于表层水体 或水下固定深度， 或者仅能投放于固定的水面 位置， 测量 位置的覆盖面 仍有待进一步拓展。 [0004]针对已有的水下目标自动化测量装置覆盖范围不足、 测量作业的自动化执行能力 低以及测 量对象单一等缺点， 设计了一种漂浮式水下测量智能平台， 结合推进装置和起 吊 装置对测量仪器的空间位置进 行任意调整， 并通过自动控制系统实现 复杂测量工作的自主 化执行， 且能够灵活搭 载各类仪器实现多种水 下目标的测量。 发明内容： [0005]本发明的主要 目的在于解决现有技术的不足， 提供一种测量范围广、 自动化水平 高且运输组装便利的漂浮式水下测量智能平台， 可搭配各种测量仪器完成水库及坝体结构 水下部分的相关测量任务。 [0006]本发明采用的技 术方案是： [0007]一种漂浮式水下测量智能平台， 包括无人船分系统、 控制分系统和测量分系统， 控 制分系统根据预设程序或人工遥控对无人船分系统和测量分系统进行控制， 实现测量平台 的移动和 测量作业， 并对数据进行实时传输 。 [0008]所述的无人船分系统包括浮力体、 承重框架、 电源和推进装置， 所述的承重框架安 装于浮力体上部， 所述的电源置 于承重框架内， 所述的推进装置固定 于浮力体下部 。 [0009]所述的浮力体包括充气橡胶圈、 四组连接环及防护支架、 防护圈； 所述的承重框架说　明　书 1/5 页 3 CN 115009447 A 3