[發(fā)明專利]一種適用于小型波浪水槽的裝配式海床模型高程測量裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010438656.7
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111536936A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 房克照;吳浩;宋廣春;梁力博
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00;G01M10/00
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠(yuǎn)

本發(fā)明屬于地形量測技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種適用于小型波浪水槽的裝配式海床模型高程測量裝置，包括滑軌、橫梁、水平測距模塊和垂向測距模塊；水平測距模塊用于測量距離反光板的距離，其上安裝的電機(jī)用來驅(qū)動水平測距模塊運(yùn)動；同時水平測距模塊還起到掛載垂向測距模塊的作用；滑軌用于安裝以及固定滑動軸承組；垂向測距模塊用于放置激光測距儀和雷達(dá)掃描儀；橫梁的螺栓支腿用于保證滑軌始終保持水平。該裝置可以實(shí)現(xiàn)在小型波浪水槽中對物理模型實(shí)驗(yàn)的測量，有效地提高了在水槽實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)測量的效率。通過測量數(shù)據(jù)結(jié)果可以對波浪作用下的灘面演化和構(gòu)筑物作用等進(jìn)行評估，對海岸的工程設(shè)計和建設(shè)施工提供必要的依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地形量測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適用于小型波浪水槽的裝配式海床模型高程測量裝置。

背景技術(shù)

波浪水槽物理模型實(shí)驗(yàn)室涉及到定床(動床)海灘模型的制作，尤其是在動床模擬實(shí)驗(yàn)中，由于波浪海流等因素的影響，灘面高程一直處于不斷的變化當(dāng)中。對于研究波浪荷載在海床上傳播變形、海岸泥沙運(yùn)動和灘面變化，模型海床高程測量是一項(xiàng)十分重要的工作。尤其對于動床模型實(shí)驗(yàn)，為了確保數(shù)據(jù)精確且足夠多，往往要選擇許多測點(diǎn)，并且每隔一段時間就要進(jìn)行測量，測點(diǎn)的位置也要保持一致。若是不采用一種簡便和高效的方法，將在剖面測量上花費(fèi)許多時間，極大地影響實(shí)驗(yàn)精度和進(jìn)度。

在以往波浪水槽物理模型實(shí)驗(yàn)中，常采用在水槽一側(cè)玻璃壁上張貼透明坐標(biāo)紙和人工讀數(shù)的方法、在水槽壁安裝固定軌道搭載其他各種高程儀器的方法或通過圖像分析識別床面的方法。張貼透明坐標(biāo)紙的方法能比較準(zhǔn)確地讀出沙層的厚度，但是工作量巨大，會花費(fèi)大量的時間。更重要的是，由于水槽壁上邊界層粘性力的影響不能忽略，沿水槽橫向泥沙形態(tài)并不嚴(yán)格一致，直接從玻璃壁上讀取的數(shù)據(jù)往往不能反應(yīng)泥沙的真實(shí)運(yùn)動。因此，有必要選擇一種更理想的方法，可以測量出靠近水槽中心線附近的數(shù)據(jù)，測量的操作要足夠簡單并精確，而且測量過程要有可重復(fù)性。固定軌道測量法的軌道是固定的且不可拆卸，這就限制了軌道測量裝置只能在一個水槽中使用。通過圖像分析識別床面的方法雖然簡單，但是存在精度不足的缺陷。因此，用激光測距裝置就能比較好地代替人力來讀數(shù)并且記錄數(shù)據(jù)，能夠提高實(shí)驗(yàn)的測量效率，同時因?yàn)檠b置是裝配而成的，方便拆卸和安裝，可根據(jù)不同的水槽改變裝置軌道的長度，可適用于不同長度和寬度的水槽。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)測量中遇到的問題，本發(fā)明的目的是提供一種適用于小型波浪水槽的裝配式海床模型高程測量裝置，實(shí)現(xiàn)對動床在波浪沖刷作用下的侵蝕和淤積作用下的測量(也適用于定床物理模型實(shí)驗(yàn))，以開展灘面地貌演化和普通結(jié)構(gòu)斷面的物模實(shí)驗(yàn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種適用于小型波浪水槽的裝配式海床模型高程測量裝置，包括滑軌、橫梁2、水平測距模塊3和垂向測距模塊4；水平測距模塊3用于測量距離反光板5的距離，其上安裝的電機(jī)10用來驅(qū)動水平測距模塊3運(yùn)動；同時水平測距模塊3還起到掛載垂向測距模塊4的作用；滑軌用于安裝以及固定滑動軸承組；垂向測距模塊4用于放置激光測距儀和雷達(dá)掃描儀；橫梁2的螺栓支腿7用于保證滑軌始終保持水平；

所述的水平測距模塊3包括水平激光測距儀、水平測距裝置安裝處11、電機(jī)10、第一滑動軸承組12和第二滑軌13；第一滑動軸承組12的滑輪卡在第一滑軌1上，其只能前后運(yùn)動；電機(jī)10驅(qū)動滑輪勻速轉(zhuǎn)動；電機(jī)10的啟停以及滑輪轉(zhuǎn)動方向通過遠(yuǎn)程的遙控器控制；水平測距裝置安裝處11用于固定和安裝水平激光測距儀，水平激光測距儀通過對激光相位差的檢測，感知目標(biāo)物距離；水平測距模塊3底部的第二滑軌13用于安裝和掛載垂向測距模塊4；

所述的垂向測距模塊4包括第二滑動軸承組14、固定閥門15和垂向測距裝置安裝處16；第二滑動軸承組14用于將垂向測距模塊4掛載到的第二滑軌13上；固定閥門15通過控制第二滑動軸承組14的軸承松緊，調(diào)節(jié)第二滑動軸承組14在第二滑軌13的位置；垂向測距裝置安裝處16用于安裝垂向激光測距儀，用于測量裝置到實(shí)驗(yàn)灘面的距離；垂向測距裝置安裝處16也可安裝雷達(dá)掃描儀，雷達(dá)掃描儀通過發(fā)射高頻光波，對實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ投S成像，并記錄數(shù)據(jù)。