CN112698312B - 一种基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置，所述漂浮筒内底部固定连接有定位机构，所述漂浮筒内在定位机构顶部固定连接有测距机构，所述漂浮筒底部外部固定连接有转向机构中部，所述漂浮筒底部固定连接有移动机构。该基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置，能够通过超声波发生器和超声波接收器达到声波测距的目的，同时功率放大器能够将声波信号放大，达到远距离测距的目的，且信号反射器能够及时将测距的信息上传，达到测距目的，从而便于协调；通过第二电机启动带动第一转杆转动，在第一齿轮和第二齿轮的配合下带动第二转杆转动，从而在螺旋桨的转动下带动测距装置移动，达到灵活使用的目的。

Description

一种基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置

技术领域

本发明涉及港口测距技术领域，具体为一种基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置。

背景技术

港口是位于海、江、河、湖、水库沿岸，具有水陆联运设备以及条件以供船舶安全进出和停泊的运输枢纽。港口是水陆交通的集结点和枢纽处，是工农业产品和外贸进出口物资的集散地，也是船舶停泊、装卸货物、上下旅客、补充给养的场所。在中国，沿海港口建设重点围绕煤炭、集装箱、进口铁矿石、粮食、陆岛滚装、深水出海航道等运输***进行。

因此港口每天进出船只数量巨大，容易发生碰撞事故，造成高口的堵塞，因此需要进行协调，为此需要对进出港口的船只做出精确的测距，根据距离和船只的航速，从而达到协调的目的，现有的测距机构不能达到远距离测距，同时不能进行灵活使用，且定位麻烦，因此需要改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置，包括漂浮筒、测距机构、转向机构、移动机构和定位机构，所述漂浮筒内底部固定连接有定位机构，所述漂浮筒内在定位机构顶部固定连接有测距机构，所述漂浮筒底部外部固定连接有转向机构中部，所述漂浮筒底部固定连接有移动机构。

所述测距机构包括信号发射器、超声波发生器、功率放大器、电源、超声波接收器和隔板，所述隔板顶部左侧固定连接有电源，所述隔板顶部在电源右侧固定连接有超声波发生器，所述隔板顶部在超声波发生器右侧固定连接有超声波接收器，所述漂浮筒内右侧在隔板顶部固定连接有功率放大器，所述漂浮筒内右侧在功率放大器顶部固定连接有信号发射器。

优选的，所述电源电性连接有信号发射器、超声波发生器、功率放大器、电源和超声波接收器，所述超声波发生器和超声波接收器电性连接功率放大器。

优选的，所述移动机构设置有两个，且两个移动机构对称分布在漂浮筒底部前侧和后侧。

优选的，所述转向机构包括漂浮壳、气囊、第一固定板、转销、第一电机、转盘、活动杆、转向板和固定架，所述漂浮筒底部外壁固定连接有漂浮壳，所述漂浮壳底部固定连接有气囊、所述漂浮壳顶部右侧固定连接有第一固定板，所述第一固定板中部固定连接有第一电机，所述第一电机底部固定连接有转盘，所述转盘底部边缘固定连接有转销，所述转销铰链铰接有活动杆，所述漂浮壳右侧固定连接有固定架，所述固定架中部铰链铰接有转向板，所述转向板顶部左侧铰链铰接有活动杆。

优选的，所述漂浮壳右侧对应活动杆开设有滑槽，滑槽滑动连接有活动杆。

优选的，所述移位机构包括第一固定杆、动力箱、螺旋桨、第二固定杆、第二固定板、第一齿轮、第二电机、第一转杆、第二齿轮和第二转杆，所述第一固定杆内侧底部固定连接有第二固定杆，所述第二固定杆中部固定连接有动力箱，所述动力箱内顶部右侧固定连接有第二固定板，所述第二固定板中部固定连接有第二电机，所述第二电机左侧固定连接有第一转杆，所述第一转杆左端转动连接有动力箱，所述第二转杆靠近右端固定连接有第一齿轮，所述动力箱左侧和右侧底部转动连接有第二转杆，所述第二转杆对应第一齿轮固定连接有第二齿轮，所述第二转杆右端贯穿动力箱，并延伸至动力箱外固定连接有螺旋桨。

优选的，所述第一固定杆顶端固定连接有漂浮筒，所述第一固定杆设置有两个，两个第一固定杆分布在第二固定杆两端。

优选的，所述定位机构包括安装座、配重块、固定环、通孔、拉绳、转筒、第三电机、限位块、定位块和定位钩，所述漂浮筒内底部固定连接有安装座，所述安装座顶部左侧固定连接有配重块，所述安装座顶部右侧固定连接有限位块，所述限位块内侧中部转动连接有转筒，所述限位块后侧对应转筒固定连接有第三电机，所述第三电机前侧固定连接有转筒，所述转筒外壁缠绕有拉绳，所述拉绳一端固定连接有固定环，所述固定环底部固定连接有定位块，所述定位块底部固定连接有定位钩，所述安装座中部对应固定环开设有通孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置，通过设置的测距机构，能够通过超声波发生器和超声波接收器达到声波测距的目的，同时功率放大器能够将声波信号放大，达到远距离测距的目的，且信号反射器能够及时将测距的信息上传，达到测距目的，从而便于协调。

2、该基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置，通过设置的移动机构，能够在需要移动测距装置时，通过第二电机启动带动第一转杆转动，在第一齿轮和第二齿轮的配合下带动第二转杆转动，从而在螺旋桨的转动下带动测距装置移动，达到灵活使用的目的。

3、该基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置，通过设置的转向机构，通过地第一电机工作带动转盘转动，在转销和活动杆的配合下，带动转向板角度倾斜，从而达到转向目的，能够更进一步达到灵活使用的目的。

4、该基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置，通过设置的定位机构，移动至规定的地点时，第三电机启动带动转筒工作，从而通过拉绳将定位块放入到河床和海床上，同时在通过定位钩牢牢的固定住河床和海床，达到定位固定目的。

附图说明

图1为本发明正面结构示意图；

图2为截取的测距机构正面剖面结构示意图；

图3为截取的转向机构和定位机构正面剖面结构示意图；

图4为移动机构正面结构示意图；

图5为动力箱内正面剖面内部结构示意图；

图6为截取的定位机构俯视结构示意图；

图7为线性调频连续波声纳测距流程图。

图中：1漂浮筒、2测距机构、21信号发射器、22超声波发生器、23功率放大器、24电源、25超声波接收器、26隔板、3转向机构、31漂浮壳、32气囊、33第一固定板、34转销、35第一电机、36转盘、37活动杆、38转向板、39固定架、4移动机构、41第一固定杆、42动力箱、43螺旋桨、44第二固定杆、45第二固定板、46第一齿轮、461第二电机、47第一转杆、48第二齿轮、49第二转杆、5定位机构、51安装座、52配重块、53固定环、54通孔、55拉绳、56转筒、57第三电机、58限位块、59定位块、591定位钩。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置，包括漂浮筒1、测距机构2、转向机构3、移动机构4和定位机构5，漂浮筒1内底部固定连接有定位机构5，漂浮筒1内在定位机构5顶部固定连接有测距机构2，漂浮筒1底部外部固定连接有转向机构3中部，漂浮筒1底部固定连接有移动机构4。

测距机构2包括信号发射器21、超声波发生器22、功率放大器23、电源24、超声波接收器25和隔板26，隔板26顶部左侧固定连接有电源24，隔板26顶部在电源24右侧固定连接有超声波发生器22，隔板26顶部在超声波发生器22右侧固定连接有超声波接收器25，漂浮筒1内右侧在隔板26顶部固定连接有功率放大器23，漂浮筒1内右侧在功率放大器23顶部固定连接有信号发射器21，电源24电性连接有信号发射器21、超声波发生器22、功率放大器23、电源24和超声波接收器25，超声波发生器和超声波接收器电性连接功率放大器，移动机构4设置有两个，且两个移动机构4对称分布在漂浮筒1底部前侧和后侧，通过设置的测距机构2，能够通过超声波发生器22和超声波接收器25达到声波测距的目的，同时功率放大器23能够将声波信号放大，达到远距离测距的目的，且信号反射器21能够及时将测距的信息上传，达到测距目的，从而便于协调。

转向机构3包括漂浮壳31、气囊32、第一固定板33、转销34、第一电机35、转盘36、活动杆37、转向板38和固定架39，漂浮筒1底部外壁固定连接有漂浮壳31，漂浮壳31底部固定连接有气囊32、漂浮壳31顶部右侧固定连接有第一固定板33，第一固定板33中部固定连接有第一电机35，第一电机35底部固定连接有转盘36，转盘36底部边缘固定连接有转销34，转销34铰链铰接有活动杆37，漂浮壳31右侧固定连接有固定架39，固定架39中部铰链铰接有转向板38，转向板38顶部左侧铰链铰接有活动杆37，漂浮壳31右侧对应活动杆37开设有滑槽，滑槽滑动连接有活动杆37，通过设置的转向机构3，通过地第一电机35工作带动转盘36转动，在转销34和活动杆37的配合下，带动转向板38角度倾斜，从而达到转向目的，能够更进一步达到灵活使用的目的。

移位机构4包括第一固定杆41、动力箱42、螺旋桨43、第二固定杆44、第二固定板45、第一齿轮46、第二电机461、第一转杆47、第二齿轮48和第二转杆49，第一固定杆41内侧底部固定连接有第二固定杆44，第二固定杆44中部固定连接有动力箱42，动力箱42内顶部右侧固定连接有第二固定板45，第二固定板45中部固定连接有第二电机461，第二电机461左侧固定连接有第一转杆47，第一转杆47左端转动连接有动力箱42，第二转杆49靠近右端固定连接有第一齿轮46，动力箱42左侧和右侧底部转动连接有第二转杆49，第二转杆49对应第一齿轮46固定连接有第二齿轮48，第二转杆49右端贯穿动力箱42，并延伸至动力箱42外固定连接有螺旋桨43，第一固定杆41顶端固定连接有漂浮筒1，第一固定杆41设置有两个，两个第一固定杆41分布在第二44固定杆两端，通过设置的移动机构4，能够在需要移动测距装置时，通过第二电机461启动带动第一转杆47转动，在第一齿轮46和第二齿轮48的配合下带动第二转杆49转动，从而在螺旋桨的转动下带动测距装置移动，达到灵活使用的目的。

定位机构5包括安装座51、配重块52、固定环53、通孔54、拉绳55、转筒56、第三电机57、限位块58、定位块59和定位钩591，漂浮筒1内底部固定连接有安装座51，安装座51顶部左侧固定连接有配重块52，安装座51顶部右侧固定连接有限位块58，限位块58内侧中部转动连接有转筒56，限位块58后侧对应转筒56固定连接有第三电机57，第三电机57前侧固定连接有转筒56，转筒56外壁缠绕有拉绳55，拉绳55一端固定连接有固定环53，固定环53底部固定连接有定位块59，定位块59底部固定连接有定位钩591，安装座51中部对应固定环开设有通孔54，通过设置的定位机构5，移动至规定的地点时，第三电机57启动带动转筒56工作，从而通过拉绳55将定位块59放入到河床和海床上，同时在通过定位钩591牢牢的固定住河床和海床，达到定位固定目的。

首先由信号发生装置产生线性调频连续波（LFMCW）信号，并将其分为两路。其中一路连续波作为探测信号经过功率放大器23后由超声波发生器22发射到探测区域，其传播速度为c，另一路作为参考信号。探测波经被测障碍物反射经过间后被超声波接收器25接收，接收到的探测波与参考波进行混频，混频后的信号再经过低通滤波和频谱分析，由此得到信号主频f，进而根据式（1）计算出被测距离D。

（1）

式中B为线性调频连续波的调频斜率。

在使用时，能够通过超声波发生器22和超声波接收器25达到声波测距的目的，同时功率放大器23能够将声波信号放大，达到远距离测距的目的，且信号反射器21能够及时将测距的信息上传，达到测距目的，从而便于协调，能够在需要移动测距装置时，通过第二电机461启动带动第一转杆47转动，在第一齿轮46和第二齿轮48的配合下带动第二转杆49转动，从而在螺旋桨的转动下带动测距装置移动，通过地第一电机35工作带动转盘36转动，在转销34和活动杆37的配合下，带动转向板38角度倾斜，从而达到转向目的，能够达到灵活使用的目的，移动至规定的地点时，第三电机57启动带动转筒56工作，从而通过拉绳55将定位块59放入到河床和海床上，同时在通过定位钩591牢牢的固定住河床和海床，达到定位固定目的。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置，包括漂浮筒（1）、测距机构（2）、转向机构（3）、移动机构（4）和定位机构（5），其特征在于：所述漂浮筒（1）内底部固定连接有定位机构（5），所述漂浮筒（1）内在定位机构（5）顶部固定连接有测距机构（2），所述漂浮筒（1）底部外部固定连接有转向机构（3）中部，所述漂浮筒（1）底部固定连接有移动机构（4）；

所述测距机构（2）包括信号发射器（21）、超声波发生器（22）、功率放大器（23）、电源（24）、超声波接收器（25）和隔板（26），所述隔板（26）顶部左侧固定连接有电源（24），所述隔板（26）顶部在电源（24）右侧固定连接有超声波发生器（22），所述隔板（26）顶部在超声波发生器（22）右侧固定连接有超声波接收器（25），所述漂浮筒（1）内右侧在隔板（26）顶部固定连接有功率放大器（23），所述漂浮筒（1）内右侧在功率放大器（23）顶部固定连接有信号发射器（21）；

所述转向机构（3）包括漂浮壳（31）、气囊（32）、第一固定板（33）、转销（34）、第一电机（35）、转盘（36）、活动杆（37）、转向板（38）和固定架（39），所述漂浮筒（1）底部外壁固定连接有漂浮壳（31），所述漂浮壳（31）底部固定连接有气囊（32）、所述漂浮壳（31）顶部右侧固定连接有第一固定板（33），所述第一固定板（33）中部固定连接有第一电机（35），所述第一电机（35）底部固定连接有转盘（36），所述转盘（36）底部边缘固定连接有转销（34），所述转销（34）铰链铰接有活动杆（37），所述漂浮壳（31）右侧固定连接有固定架（39），所述固定架（39）中部铰链铰接有转向板（38），所述转向板（38）顶部左侧铰链铰接有活动杆（37）；

所述移动机构（4）设置有两个，且两个移动机构（4）对称分布在漂浮筒（1）底部前侧和后侧；

所述移动机构（4）包括第一固定杆（41）、动力箱（42）、螺旋桨（43）、第二固定杆（44）、第二固定板（45）、第一齿轮（46）、第二电机（461）、第一转杆（47）、第二齿轮（48）和第二转杆（49），所述第一固定杆（41）内侧底部固定连接有第二固定杆（44），所述第二固定杆（44）中部固定连接有动力箱（42），所述动力箱（42）内顶部右侧固定连接有第二固定板（45），所述第二固定板（45）中部固定连接有第二电机（461），所述第二电机（461）左侧固定连接有第一转杆（47），所述第一转杆（47）左端转动连接有动力箱（42），所述第二转杆（49）靠近右端固定连接有第一齿轮（46），所述动力箱（42）左侧和右侧底部转动连接有第二转杆（49），所述第二转杆（49）对应第一齿轮（46）固定连接有第二齿轮（48），所述第二转杆（49）右端贯穿动力箱（42），并延伸至动力箱（42）外固定连接有螺旋桨（43）；

所述定位机构（5）包括安装座（51）、配重块（52）、固定环（53）、通孔（54）、拉绳（55）、转筒（56）、第三电机（57）、限位块（58）、定位块（59）和定位钩（591），所述漂浮筒（1）内底部固定连接有安装座（51），所述安装座（51）顶部左侧固定连接有配重块（52），所述安装座（51）顶部右侧固定连接有限位块（58），所述限位块（58）内侧中部转动连接有转筒（56），所述限位块（58）后侧对应转筒（56）固定连接有第三电机（57），所述第三电机（57）前侧固定连接有转筒（56），所述转筒（56）外壁缠绕有拉绳（55），所述拉绳（55）一端固定连接有固定环（53），所述固定环（53）底部固定连接有定位块（59），所述定位块（59）底部固定连接有定位钩（591），所述安装座（51）中部对应固定环开设有通孔（54）；

通过设置的定位机构（5），移动至规定的地点时，第三电机（57）启动带动转筒（56）工作，从而通过拉绳（55）将定位块（59）放入到河床和海床上，同时在通过定位钩（591）牢牢的固定住河床和海床，达到定位固定目的。

2.根据权利要求1所述的一种基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置，其特征在于：所述电源（24）电性连接有信号发射器（21）、超声波发生器（22）、功率放大器（23）、电源（24）和超声波接收器（25），所述超声波发生器和超声波接收器电性连接功率放大器。

3.根据权利要求2所述的一种基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置，其特征在于：所述漂浮壳（31）右侧对应活动杆（37）开设有滑槽，滑槽滑动连接有活动杆（37）。

4.根据权利要求3所述的一种基于重采样非线性调频连续波的港口测距装置，其特征在于：所述第一固定杆（41）顶端固定连接有漂浮筒（1），所述第一固定杆（41）设置有两个，两个第一固定杆（41）分布在第二（44）固定杆两端。