1.本实用新型属于水下环境测量的无人船技术领域，具体涉及一种重力平衡式水下测量无人船。


背景技术：

2.水下地形测量是工程测量中的一种，通过水下地形测量能够获取水体覆盖下的水底地形图，并测量江河、湖泊、水库、港湾和近海水底点的平面位置和高程，为航运交通、港口码头建设、海洋渔业捕捞、水产养殖、水利设施建设、路桥建设、海洋资源开发、海底管道电水利设施建设、路桥建设、海洋资源开发、海底管道电缆铺设、国防军事、海洋划界等提供基础数据和图件。
3.随着无人船的发明，越来越的探测任务交给无人船进行完成；利用无人船搭载相应的测量仪可以代替人为采集数据，即保证了人员的安全，也大大提高了采集的效率；但是由于测量时绝大部分都处于户外水域，水质情况不是很清楚，因此，在同一区域进行地下测量时，往往需要进行多次测量从而保证测量数据的准确性，然而在进行多次测量的过程中，由于风力因素水流因素的影响，往往在水面上会产生波纹，从而造成无人船在同一位置进行多次测量过程中，船身会随着水面的起伏而左右摆动，进而增加了测量难度，提高了测量的误差；因此，如何提高测量仪在测量过程中的稳定性成为了水下环境测量所需要面对的问题。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术测量仪容易随着船体的晃动而晃动的问题，本方案提供了一种重力平衡式水下测量无人船，通过平衡连接器连接船体和测量仪，利用测量仪的自重和陀螺仪的原理，避免测量仪随船体的摇晃而同步摇晃。
5.本实用新型所采用的技术方案为：
6.一种重力平衡式水下测量无人船，包括船体；在船体内设置有测量仓；在测量仓内设置有测量仪和平衡连接器；所述平衡连接器包括有外平衡环、内平衡环、内连接轴、外连接轴和竖向轴，竖向轴固定连接在内平衡环的中心处并与其同轴线，内平衡环通过内连接轴可转动的连接到外平衡环的内侧，外平衡环通过外连接轴可转动的连接到测量仓的内侧壁上；内连接轴与外连接轴相互垂直；测量仪固定连接在竖向轴的下端，且其测量探头朝下以测量水下环境。
7.可选的：在测量仓的底部设置有透明罩体，测量探头朝下对向该透明罩体。
8.可选的：外平衡环、内平衡环和竖向轴三者均同轴设置，竖向轴通过一个十字形架与内平衡环固定连接。
9.可选的：在竖向轴的下端连接有固定台，所述固定台与测量仪固定连接。
10.可选的：在船体内还设置有沉浮水仓，在沉浮水仓内设置有沉浮控制组件；该沉浮控制组件包括有多个水泵，所有的水泵均设置在沉浮水仓的底部，不同的水泵分别用于将
水抽入或者送出沉浮水仓。
11.可选的：沉浮控制组件还包括有活动气板，在沉浮水仓的顶部设置有透气口，活动气板设置于该透气口处并用于打开或封闭该透气口。
12.可选的：在船体的上部设置有呈环形的浮体，沉浮水仓沉入到水面下时由该浮体提供浮力。
13.可选的：浮体是由泡沫材料制成的环形结构，且该浮体固定连接在船体的船沿处。
14.可选的：全部的水泵分为进水泵和排水泵，进水泵用于将水抽入到沉浮水仓中，排水泵用于将沉浮水仓中的水送出船体外。
15.可选的：在沉浮水仓内设置有多个竖置的隔板，相邻隔板上下交替设置，所述隔板用于限制沉浮水仓中的水前后流动。
16.本实用新型的有益效果为：
17.1.本方案一方面解决了现有技术中测量仪随着船体的晃动而晃动的问题，利用测量仪的自重以及具有陀螺仪效果的平衡连接器实现测量仪独立摆动，从而避免因为测量仪随船体的摇晃而同步摇晃而对其测量精度的影响；
18.2.另一方面，本方案中利用沉浮控制组件抽水或者排水的控制，可以在沉浮水仓中的水并将船体的一部分浸没到水面以下，仅仅利用浮体提供浮力，从而减小自然风和水面波纹对船身稳定性的影响。
附图说明
19.为了更清楚地说明本方案的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，下面描述中的附图仅仅是应用本方案设计要点的一部分实施结构图，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，还可以根据以下描述的附图获得其他的附图。
20.图1是本方案中水下测量无人船的俯视结构图；
21.图2是本方案水下测量无人船的透视结构图；
22.图3是本方案中的水下测量无人船的平衡连接器的结构。
23.图中：1
‑
船体；11
‑
测量仓；12
‑
尾部调节块；13
‑
隔板；14
‑
浮体；15
‑
沉浮水仓；2
‑
控制系统；21
‑
主控制器；22
‑
第一电池体；23
‑
第二电池体；24
‑
行进电机；25
‑
叶轮；3
‑
测量仪；4
‑
平衡连接器；41
‑
竖向轴；42
‑
外平衡环；43
‑
外连接轴；44
‑
内连接轴；45
‑
内平衡环；46
‑
固定台；5
‑
沉浮控制组件；51
‑
水泵；52
‑
活动气板。
具体实施方式
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，下面关于附图结构的描述仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
25.以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本实用新型提供的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。
26.在一些例子中，由于一些实施方式属于现有或常规技术，因此并没有描述或没有详细的描述。
27.此外，本文中记载的技术特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。
28.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，在合理且不构成自相矛盾的情况下，均包括直接和间接连接。
29.实施例1
30.如图1
‑
3所示，本实施例设计了一种重力平衡式水下测量无人船，包括船体1；在船体1内设置有测量仓11；在测量仓11内设置有测量仪3和平衡连接器4；在测量仓11的底部设置有透明罩体，测量仪3的测量探头朝下对向该透明罩体。
31.平衡连接器4包括有外平衡环42、内平衡环45、内连接轴44、外连接轴43和竖向轴41；其中，外平衡环42、内平衡环45和竖向轴41三者均同轴设置，竖向轴41通过一个十字形架与内平衡环45固定连接。竖向轴41固定连接在内平衡环45的中心处并与其同轴线，内平衡环45通过内连接轴44可转动的连接到外平衡环42的内侧，外平衡环42通过外连接轴43可转动的连接到测量仓11的内侧壁上；内连接轴44与外连接轴43相互垂直。该平衡连接器4具有陀螺仪的效果，从而使得船体1在水面上的水波纹以及风力作用下发生偏转的时，测量仪3能够不随船体1的晃动而晃动，从而减小船体1晃动时，对测量仪3测量结果的影响。
32.在竖向轴41的下端连接有固定台46，在测量仪3固定连接在竖向轴41的下端的固定台46上，且其测量探头朝下以测量水下环境。该固定台46能够具有一定的配重作用，从而使得重心更靠近测量仪3，该固定台46还能够用于辅助于测量仪3的连接。
33.实施例2
34.如图1
‑
3所示，本实施例设计了一种用于水下测量的平衡式无人船，包括船体1、沉浮控制组件5和测量仪3.
35.在船体1内设置有测量仓11、沉浮水仓15、驱动仓、控制器仓和两个电池体仓等仓室；且各个仓室之间相互隔离密封。沉浮水仓15从船头延伸至船尾处。
36.在测量仓11的底部设置有透明罩体，测量仪3安装于船体1上该测量仓11内，并且测量仪3的测量探头朝下，测量探头朝向透明罩体并用于测量水下环境。
37.沉浮水仓15中设置有沉浮控制组件5，该沉浮控制组件5包括有活动气板52和多个水泵51，这些水泵51可以分为进水泵和排水泵，进水泵和排水泵均设置在沉浮水仓15的底部；当进水泵启动后，进水泵能够将外部环境中的水抽入到沉浮水仓15中；当排水泵启动后，该排水泵能够将将沉浮水仓15中的水送出船体1外。沉浮水仓15用于控制船体1的浮沉状态，当船体1需要快速行进时，则利用排水泵将沉浮水仓15中的水排空，使船体1上浮，从而减小行进过的阻力；而当船体1到达测量区域后，可以利用进水泵向沉浮水仓15中的加水，使船体1的一部分浸没到水面以下，仅仅利用浮体14提供浮力，从而减小自然风和水面波纹对船身稳定性的影响。
38.在沉浮水仓15内设置有多个竖置的隔板13，相邻隔板13上下交替设置，所述隔板13用于限制沉浮水仓15中的水前后流动。通过隔板13能够限制沉浮水仓15内的水流流动，从而避免沉浮水仓15内因其内部水的剧烈晃动对测量的影响。
39.在沉浮水仓15的顶部设置有一个或者多个透气口，在每个透气口处均设置有一个活动气板52，活动气板52可转动的连接到透气口处；活动气板52的左侧与透气口的左侧可转动地连接；当进水泵启动时，沉浮水仓15内进水并且气压上升，此时活动气板52能够向上转动并打开透气口，从而将沉浮水仓15中的空气排出到外部环境中；当排水泵启动时，沉浮水仓15内排水并且气压上升，此时活动气板52能够向下转动并打开透气口，从而将外部环境中加入到沉浮水仓15中；当进水泵和排水泵均停止后，活动气板52刚好盖合透气口。
40.在船体1的上部设置有浮体14，浮体14固定连接在船体1的船沿内侧，浮体14是由泡沫材料制成的环形结构；当测量水下环境时，沉浮水仓15沉入到水面下并由浮体14提供浮力；浮体14的作用是沉浮水仓15加满水后，仍然能够使无人船漂浮在水面上；避免无人船沉入水下而无法回收的情况。
41.实施例3
42.如图1
‑
3所示，在实施例1或者实施例2的结构基础上，在船体1内还设置有驱动仓、控制器仓和两个电池体仓等仓室；且各个仓室之间相互隔离密封。
43.在船体1内具有控制系统2，该控制系统2包括有主控制器21、供电电池和行进电机24等结构；其中，供电电池包括有第一电池体22和第二电池体23，第一电池体22和第二电池体23分别设置在两个电池体仓内，第一电池体22和第二电池体23均连接主控制器21并为其供电，；行进电机24设置在驱动仓中，并且行进电机24的转轴伸出船体1外并连接叶轮25，在驱动仓中并列设置有两个行进电机24，当两个行进电机24以不同速度转动时，能够控制船体1转向；主控制器21设置在控制器仓内，主控制器21电连接行进电机24并控制行进电机24转动以及船体1的转向，主控制器21同时也连接测量仪3并用于无线通信和测量数据的对外转发。
44.第一电池体22设置在测量仪3靠船头的一侧的电池体仓内，第二电池体23设置在测量仪3靠船尾的一侧的电池体仓内；同时，在船尾部设置有尾部调节块12，尾部调节块12用于提供配重或者浮力，尾部调节块12、第一电池体22配合第二电池体23三者搭配使船体1的重心与测量仪3的中心重合；从而提高水下环境测量过程中的稳定性。
45.上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围内。