阅读说明：本技术 一种大跨度河道横截面测量装置 (Large-span river cross section measuring device ) 是由 李光华 陈伟 崔丽艳 于 2020-06-18 设计创作，主要内容包括：本发明专利公开了一种大跨度河道横截面测量装置。包括渡板和钓杆,所述钓杆固装在固定板上,钓杆上安装有导轮、压力传感轮、集线滚轮和单片机控制单元I,与导轮配合安装有转角传感器I和转角传感器II,钓杆与渡板之间通过缆绳连接,所述渡板上固装有导梁,丝杆在渡板电机转动时能够带动滑动端一起相对导梁运动,所述滑动端内封装有单片机控制单元II,龙骨两端分别与渡板和滑动端连接,所述龙骨上安装有柔性面板,在渡板末端安装有叶轮发电机,在渡板下端固装有测绘集成控制模块,单片机控制单元I和单片机控制单元II通过无线传输通信。本发明专利结构简单,适用于大跨度的河道,在河道一端即可完成河道横断面测量,省时省力。(The invention discloses a large-span river cross section measuring device. Including cab apron and fishing rod, the fishing rod is adorned admittedly on the fixed plate, installs guide pulley, pressure sensing wheel, line concentration gyro wheel and single chip microcomputer control unit I on the fishing rod, installs corner sensor I and corner sensor II with the guide pulley cooperation, is connected through the hawser between fishing rod and the cab apron, be equipped with the nose girder on the cab apron admittedly, the lead screw can drive the relative nose girder motion of sliding end together when the cab apron motor rotates, the single chip microcomputer control unit II is equipped with to the sliding end internal seal, and the fossil fragments both ends are connected with cab apron and sliding end respectively, install flexible panel on the fossil fragments, install impeller generator at the cab apron end, admittedly be equipped with survey and drawing integrated control module at the cab apron lower extreme, single chip microcomputer control unit I and single chip microcomputer control unit II pass through wireless transmission communication. The river cross section measuring device is simple in structure, applicable to large-span river channels, capable of measuring the cross sections of the river channels at one end of the river channels, time-saving and labor-saving.)

一种大跨度河道横截面测量装置

技术领域

本发明专利属于水文测绘技术领域，尤其涉及一种大跨度河道横截面测量装置。

背景技术

河道断面测量是防洪、水文水利计算、水资源评价和管理的基础数据，对掌握河道水情和水资源状况，进行防汛减灾、合理调配利用水资源及跨河、临江的基础建设都具有十分重要的意义。然而，河道断面随着水流侵蚀和人为影响会产生相应的改变，每年需要消耗大量的人力物力去完成相应的测量工作。

常规的河道断面测量作业方法是通过在河岸己知点架设全站仪等测距测角仪器，仪器测定目标船的方位及仪器至目标船的水平距离，通过数学公式计算出目标船的平面位置，根据静水面高程和测定目标船处的水深值，求得目标船处的水底高程值。传统的水下测量方法有平板仪或光学经纬仪配合测深仪的交会定位、地面无线电定位技术配合测深仪、激光测距仪配合经纬仪和测深仪等方法。但目标船容易受到风浪和自身航速的影响很难保证断面航行的线性，特别是在河道断面不规则的地形下，目标船工作存在搁浅等危险。

在现有技术中，也存在诸多弊端，例如申请号为201821716908.2的一种河道断面高精度测量装置，包括架设在河道两岸之间的基架，以及靠近基架端部放置的钢尺收放器，所述基架的底面开设有开口朝向河面的T型长槽，钢尺收放器中卷绕有前端部嵌设在T型长槽中并沿T型长槽来回滑移的钢尺，钢尺前端部竖直设有通孔，通孔内穿设有牵引绳；牵引绳一端连接有超声波传感器，另一端与岸上检测显示器相连；钢尺前端部固设有套设在牵引绳外并朝向河面轴向伸缩的伸缩管，伸缩管的自由端抵接在超声波传感器上。该专利需要在河道两岸之间架设基架，才可以完成相应工作，然而对于大跨度的河道，几十米的甚至百米的断面完成基架搭建是不现实的，成本及人力消耗也是极其巨大的。

发明内容

本发明专利的目的就是针对上述现有技术存在的问题，提出了一种大跨度河道横截面测量装置。

本发明专利的技术方案是这样实现的：一种大跨度河道横截面测量装置包括渡板和钓杆，所述钓杆与渡板之间通过缆绳连接，所述渡板上固装有导梁，导梁上预装含有内螺纹的空洞，所述内螺纹与丝杆的外螺纹相配合，使得丝杆转动时能够相对导梁运动，所述丝杆末端固装有渡板电机，所述渡板电机固装在滑动端上，滑动端内封装有电路控制总成I，所述滑动端与龙骨的一端固装，所述龙骨的另一端固装在渡板上，所述龙骨上安装有柔性面板，在渡板末端安装有叶轮发电机，在渡板下端固装有测绘集成控制模块。钓杆固装在固定板上，所述钓杆上固装有支架III，所述支架III与转角传感器II轴连，在所述转角传感器II上固装有转角传感器I，所述转角传感器I与导轮支架轴连，所述导轮支架上安装有导轮，所述导轮上固装有光电旋转编码器，缆绳缠绕在导轮上，其一端通过钓杆上的进线窗口进入钓杆内部，缆绳受压力传感轮支撑而转向，最终缆绳缠绕在集线滚轮上，所述集线滚轮与牵引电机的转子相固装，所述牵引电机固装在支架II内，所述支架II固装在钓杆外壳内；压力传感轮固装在支架I上，所述支架I固装在钓杆外壳内，所述钓杆外壳内安装有电路控制总成I。电路控制总成I包括单片机控制单元I、无线传输模块I、电机驱动模块I和A/D转换，所述单片机控制单元I分别与无线传输模块I、电机驱动模块I和A/D转换连接，所述单片机控制单元I通过电机驱动模块I与牵引电机连接，单片机控制单元I通过A/D转换分别与压力传感轮、转角传感器I、转角传感器II和光电旋转编码器连接。电路控制总成II由单片机控制单元II、无线传输模块II和电机驱动模块II构成，所述单片机控制单元II通过电机驱动模块II与渡板电机连接，所述单片机控制单元II与单片机控制单元I之间通过无线传输模块II和无线传输模块I通讯。

本发明专利结构简单，能够在无需人工渡河的情况下，依靠钓杆和渡板的配合完成渡板横渡大跨度河道；水力提供的能源条件下，通过单片机和无线传输技术自动完成沿指定横渡路线的相关横断面测量工作，节省人力。

附图说明

图1是一种大跨度河道横截面测量装置整体结构示意图；

图2是钓杆内部结构示意图；

图3是钓杆导轮细部结构示意图；

图4是渡板内部结构示意图；

图5是电路控制总成结构示意图。

图中件号说明：

1、钓杆；2、渡板；3、钓杆外壳；4、导轮；5、压力传感轮；6、支架I；7、支架II；8、集线滚轮；9、进线窗口；10、叶轮发电机；11、导轮支架；12、转角传感器I；13、支架III；14、转角传感器II；15、导梁；16、丝杆；17、渡板电机；18、测绘集成控制模块；19、龙骨；20、电路控制总成I；21、单片机控制单元I；22、无线传输模块I；23、电机驱动模块I；24、A/D转换；25、光电旋转编码器；26、牵引电机；27、电路控制总成II；28、单片机控制单元II；29、无线传输模块II；30、电机驱动模块II；31、缆绳；32、固定板；33、滑动端；34、柔性面板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明专利实施方案进行详细描述。一种大跨度河道横截面测量装置包括渡板2和钓杆1，所述钓杆1与渡板2之间通过缆绳31连接，所述渡板2上固装有导梁15，导梁15上预装含有内螺纹的空洞，所述内螺纹与丝杆16的外螺纹相配合，使得丝杆16转动时能够相对导梁15运动，所述丝杆16末端固装有渡板电机17，所述渡板电机17固装在滑动端33上，滑动端33内封装有电路控制总成II27，所述滑动端33与龙骨19的一端固装，所述龙骨19的另一端固装在渡板2上，所述龙骨19上安装有柔性面板34，在渡板2末端安装有叶轮发电机10，在渡板2下端固装有测绘集成控制模块18。钓杆1固装在固定板32上，所述钓杆1上固装有支架III13，所述支架III13与转角传感器II14轴连，在所述转角传感器II14上固装有转角传感器I12，所述转角传感器I12与导轮支架11轴连，所述导轮支架11上安装有导轮4，所述导轮4上固装有光电旋转编码器25，缆绳31缠绕在导轮4上，其一端通过钓杆1上的进线窗口9进入钓杆1内部，缆绳31受压力传感轮5支撑而转向，最终缆绳31缠绕在集线滚轮8上，所述集线滚轮8与牵引电机26的转子相固装，所述牵引电机26固装在支架II7内，所述支架II7固装在钓杆外壳3内；压力传感轮5固装在支架I6上，所述支架I6固装在钓杆外壳3内，所述钓杆外壳3内安装有电路控制总成I20。电路控制总成I20包括单片机控制单元I21、无线传输模块I22、电机驱动模块I23和A/D转换24，所述单片机控制单元I21分别与无线传输模块I22、电机驱动模块I23和A/D转换24连接，所述单片机控制单元I21通过电机驱动模块I23与牵引电机26连接，单片机控制单元I21通过A/D转换24分别与压力传感轮5、转角传感器I12、转角传感器II14和光电旋转编码器25连接。电路控制总成II27由单片机控制单元II28、无线传输模块II29和电机驱动模块II30构成，所述单片机控制单元II28通过电机驱动模块II30与渡板电机17连接，所述单片机控制单元II28与单片机控制单元I21之间通过无线传输模块II29和无线传输模块I22通讯。

在作业使用时，将两根钓杆1沿待测河道的边际安装，用GPS测量钓杆1的坐标，输入到上位机中。钓杆1可通过车辆轮胎等踩压固定板32固定，将渡板2放入待测河道后，将无线传输模块I22、无线传输模块II29与上位机相互连通，并通过上位机规划横渡路线，然后通过上位机发送测量指令。渡板2浸入待测河道后，叶轮发电机10在水流冲击作用下开始为渡板2供电。钓杆I中各部分的单片机控制单元I21通过其相应的无线传输模块I22收到上位机指令，各部分单片机控制单元I21通过相应的电机驱动模块I23驱动相应的牵引电机26工作，牵引电机26带动相应的集线滚轮8转动将相应缆绳31放长，各个集线滚轮8在单片机控制单元I21的调控下，使得渡板2的***始终与水流方向呈一定夹角，牵引电机26工作一段时间后自动停止。渡板2在水流持续冲击和缆绳31牵引的综合作用下，渡板2向河道对岸和下游的方向移动，此时，转角传感器I12、转角传感器II14和光电旋转编码器25通过A/D转换24分别将缆绳31的横向偏转角、纵向偏转角和到渡板2的距离发送到单片机控制单元I21，通过多组计算共同确定渡板2的位置，将该位置与上位机规划横渡路线相比较，若该位置位于上位机规划横渡路线的上游，则单片机控制单元I21通过电机驱动模块I23驱动相应的牵引电机26工作，牵引电机26带动相应的集线滚轮8转动将相应缆绳31放长，直到测得渡板2所在位置处于上位机规划横渡路线上。若该位置位于上位机规划横渡路线的上游，则单片机控制单元II28通过电机驱动模块II30驱动渡板电机17工作，渡板电机17带动丝杆16转动，进而滑动端33向靠近导梁15的方向移动，使得龙骨19以及其上的柔性材料曲度变大，渡板2两侧流速差异增加，水流通过渡板2两侧所产生的合力将渡板2向河道对岸推送，直到测得渡板2所在位置处于上位机规划横渡路线上。当渡板2位于上位机规划横渡路线上时，单片机控制单元I21通过A/D转换24驱动测绘集成控制模块18工作，将测量结果通过无线传输模块II29传回到上位机，当该阶段测量工作完成后，则单片机控制单元I21通过电机驱动模块I23驱动相应的牵引电机26工作，牵引电机26带动相应的集线滚轮8转动将相应缆绳31继续放长，由此开始下一阶段测量工作，直到渡板2到达河对岸完成整个测量工作，操作员通过上位机发出指令，单片机控制单元I21通过电机驱动模块I23驱动相应的牵引电机26工作，牵引电机26带动相应的集线滚轮8转动将相应缆绳31收回，进而将渡板2回收。