[发明专利]一种适用于盾构穿越江河施工监测的无人测量船

说明书

本发明公开了一种适用于盾构穿越江河施工监测的无人测量船，包括船体、动力系统、探测系统及主控系统，主控系统包括单片机，船体的船头处设有行进避障中枢，行进避障中枢在周向上均匀布置有激光测距传感器，激光测距传感器连接单片机，行进避障中枢内设有接近开关，接近开关连接单片机；探测系统包括水上传感器模组、水下传感器模组、水上监视器及水下监视器，水上传感器模组与水下传感器模组均设有传感器接口。本发明在船体上布置避障系统，该避障系统主要由激光测距传感器与接近开关组成，激光测距传感器能够检测各个方向的障碍物，防止船体与障碍物发生碰撞。船体在障碍物十分接近时，接近开关能够应急关闭舵机，实现紧急避障。

技术领域

本发明属于水域施工监测领域，具体涉及了一种适用于盾构穿越江河施工监测的无人测量船。

背景技术

盾构是一种隧道掘进的施工方法，主要采用盾构机实现，盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建(铺设)隧道之“盾”(指支撑性管片)，它区别于敞开式施工法。盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即护盾，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。用盾构法的机械进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响地面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理。

在修建过江、过河隧道时，修建初期隧道内充斥着水，不仅对于修建带来了极大的困难，而且还难以监测施工进度及施工问题。目前，多采用无人测量船对隧道施工情况进行监测，无需认为监测，省时省力，而且无危险。

在实际使用中发现，现有的无人测量船不能满足盾构施工的监测要求，存在诸多的缺陷：

1、隧道施工工程中有多种不同类型、不同形状的障碍物，无人测量船在行进过程中极易碰撞这些障碍物，造成船体碰撞受损。

2、现有的无人测量船监测装置、传感器等布置不充分，其监测效果较差，获得数据或图像相对匮乏。

3、现有的无人测量船具有较大的局限性，往往不能够在雨天进行监测工作，船体内的某些部件易遇水而损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于盾构穿越江河施工监测的无人测量船，针对现有技术中的缺陷，在船体上布置避障系统，该避障系统主要由激光测距传感器与接近开关组成，激光测距传感器能够检测各个方向的障碍物，并计算与障碍物之间的间距，根据障碍物的距离进行自行的左转、右转、后退以规避障碍物，防止船体与障碍物发生碰撞。船体在障碍物十分接近时，接近开关能够应急关闭舵机，实现紧急避障。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种适用于盾构穿越江河施工监测的无人测量船，包括船体、动力系统、探测系统及主控系统，动力系统包括推进器及舵机，推进器设有两个，每个推进器连接有一个舵机，其特征在于：主控系统包括单片机及远程控制终端，单片机通过通讯模块通信至远程控制终端，单片机控制舵机，船体的船头处设有行进避障中枢，行进避障中枢在周向上均匀布置有激光测距传感器，激光测距传感器连接单片机，行进避障中枢内设有接近开关，接近开关连接单片机；探测系统包括水上传感器模组、水下传感器模组、水上监视器及水下监视器，水上传感器模组与水下传感器模组均设有传感器接口，传感器接口连接单片机，水上监视器与水下监视器均连接单片机。