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        北斗定位技術(shù)在野外測繪工作中的創(chuàng)新應(yīng)用研究

        2019-10-19 15:26:30田瑜基
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2019年12期
        關(guān)鍵詞:測繪

        田瑜基

        摘? ?要:測繪作業(yè)人員要在野外環(huán)境中工作,防護(hù)傘一直是測繪工作者的必需品之一,其缺點(diǎn)是工作人員為了遮擋暴曬或雨淋,在測繪的工作中也要隨身攜帶,增加了很多負(fù)重;設(shè)計(jì)一種野外測繪防護(hù)傘,在任何地形可以拖行,利用滾動(dòng)發(fā)電并且配備定位功能。這對于測繪信息采集工作具有很大輔助作用,對于社會(huì)地理信息系統(tǒng)的建設(shè)具有重要意義。

        關(guān)鍵詞:北斗定位? 測繪? 防護(hù)傘

        中圖分類號:P228? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:1674-098X(2019)04(c)-0255-02

        測繪是準(zhǔn)確掌握國情國力、提高管理決策水平的重要手段,任何工程都離不開前期的測繪。野外測繪是一項(xiàng)條件艱苦的工作,其測繪成果是國家寶貴的信息資源。很多地區(qū)地形復(fù)雜多樣,平原、丘陵、高原、山地、盆地,測繪作業(yè)人員經(jīng)常要在偏遠(yuǎn)的山區(qū)、缺氧的高原、荒蕪的沙漠中等惡劣的環(huán)境中工作。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,越來越多先進(jìn)的測繪儀器出現(xiàn),給測繪作業(yè)人員減少了工作強(qiáng)度。但是日曬雨淋始終難以避免,防護(hù)傘一直是測繪工作者的必需品之一[1]。

        測繪人員使用的防護(hù)傘,為了保護(hù)設(shè)備體積會(huì)做得較大,除了材料要求遮陽防水兼具,材質(zhì)強(qiáng)度高外,其它與一般的傘并無大的區(qū)別。其缺點(diǎn)是工作人員為了遮擋暴曬或雨淋,在測繪的工作中也要隨身攜帶,無形中增加了很多負(fù)重。假如有一種野外測繪防護(hù)傘,在任何地形可以像拉桿箱可以拖行,那么將會(huì)減少很多測繪人員的負(fù)重。如果防護(hù)傘利用滾動(dòng)發(fā)電并且配備定位功能,那么能夠?yàn)闇y繪工作者提供很大的便捷。這對于測繪信息采集工作具有很大的輔助作用,對于社會(huì)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展和國家信息化建設(shè)具有重要意義[2]。

        1? 技術(shù)方案

        因此,為了克服傳統(tǒng)野外測繪防護(hù)傘的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)一種基于北斗定位技術(shù)的野外測繪防護(hù)傘,它實(shí)用可靠,攜帶時(shí)直接拖行前進(jìn),內(nèi)置北斗定位元件,并且利用轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)發(fā)電,為所有供電元件提供電能。

        采用的技術(shù)方案是:一種基于北斗定位技術(shù)的野外測繪防護(hù)傘,包括傘頭、中心軸、定子、軸承、轉(zhuǎn)子、輪胎、鉚釘、北斗定位接收器、北斗定位天線、蓄電池、傘體。

        所述傘體的傘柄頂端,加工有外螺紋。所述傘頭的形狀為錐形圓柱,底部開設(shè)有螺紋孔,與傘體的傘柄頂端以螺紋方式裝配在一起;在所述傘頭靠近頂端處,徑向開設(shè)有中心軸安裝孔。

        所述中心軸的形狀為圓柱,在中心軸的軸向中部位置,環(huán)繞圓柱面加工成滾花面;所述中心軸的圓柱面上,徑向開設(shè)有四個(gè)鉚釘孔,其中兩個(gè)分布在靠近滾花面的兩側(cè),另外兩個(gè)分布在靠近中心軸兩端位置處;中心軸穿過傘頭的中心軸安裝孔,裝配在傘頭上。

        所述定子共有四件,整體為圓蓋狀,中心處為圓環(huán)狀的定子中心圈,套在定子中心圈的圓蓋狀結(jié)構(gòu)為定子鐵芯,圓蓋狀的定子鐵芯劃分為圓形結(jié)構(gòu)和外圍的環(huán)形結(jié)構(gòu),定子鐵芯的環(huán)形結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè),環(huán)繞均勻分布有定子繞組。

        所述定子中心圈的外端沿徑向開設(shè)有鉚釘沉孔,鉚釘沉孔的下沉端面為平面,便于鉚釘?shù)难b配。鉚釘穿過定子沉孔和中心軸的鉚釘孔,將定子裝配在中心軸上??拷鼈泐^的兩個(gè)定子的開口朝外,靠近中心軸兩端的兩個(gè)定子的開口朝內(nèi),傘頭兩側(cè)形成左右兩組定子結(jié)構(gòu),每組的兩個(gè)定子對向分布,定子鐵芯的環(huán)形結(jié)構(gòu)之間留有間隙,每組定子均形成一個(gè)有縫隙的腔形結(jié)構(gòu),縫隙用于放置轉(zhuǎn)子支撐體結(jié)構(gòu)。

        所述軸承的內(nèi)圈套在中心軸上,內(nèi)圈兩端面緊貼在每組定子中心圈的內(nèi)端面上。

        所述轉(zhuǎn)子為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu),中心處為圓環(huán)狀的轉(zhuǎn)子中心圈,套在軸承上;中間部分為細(xì)柄狀的轉(zhuǎn)子支撐體,其內(nèi)端連接轉(zhuǎn)子中心套外側(cè)面,向四周輻射狀均勻分布,其外端連接在轉(zhuǎn)子磁軛的內(nèi)側(cè)面;轉(zhuǎn)子的最外部分為環(huán)形的轉(zhuǎn)子磁軛,轉(zhuǎn)子磁軛兩側(cè)各內(nèi)嵌一個(gè)定子;在轉(zhuǎn)子支撐體的兩側(cè)面上,靠近轉(zhuǎn)子磁軛內(nèi)側(cè)面,環(huán)形均勻安裝有永磁體磁極。

        所述轉(zhuǎn)子的永磁體磁極與轉(zhuǎn)子磁軛之間留有一定間隙,間隙寬度可以容納所述定子繞組和定子鐵芯的外側(cè)環(huán)形結(jié)構(gòu)。所述圓環(huán)狀轉(zhuǎn)子磁軛的寬度,恰好等于一組的兩個(gè)定子加上定子間隙的寬度,所以裝配完整后,轉(zhuǎn)子磁軛的兩側(cè)端面與定子鐵芯的圓形結(jié)構(gòu)的外側(cè)面共面。

        所述輪胎為環(huán)形結(jié)構(gòu),外側(cè)面徑向設(shè)有胎紋,套在轉(zhuǎn)子磁軛外側(cè)。

        所述北斗定位接收器的殼體通過點(diǎn)焊方式焊接在一組定子腔體內(nèi)的其中一個(gè)定子鐵芯的圓形結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)面上,所述北斗定位天線安裝在北斗定位接收器的頂面。

        所述蓄電池通過殼體點(diǎn)焊的焊接方式,安裝在另外一組定子腔體內(nèi)的其中一個(gè)定子鐵芯的圓形結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)面上。

        2? 技術(shù)原理

        在搬運(yùn)物體時(shí),一般情況下,采用滾動(dòng)摩擦消耗的功是最小的。測繪作業(yè)人員在攜帶防護(hù)傘時(shí),提著傘柄的把手部位,傘頭部分貼住地面,拖行前進(jìn)。輪胎帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)子內(nèi)的永磁體磁極開始旋轉(zhuǎn),定子繞組內(nèi)的磁通發(fā)生改變,產(chǎn)生電流,儲(chǔ)存在蓄電池中[3]。

        所述北斗定位接收器通過北斗定位天線接收北斗一代衛(wèi)星信號,計(jì)算出位置數(shù)據(jù)后,再通過北斗定位天線將位置數(shù)據(jù)發(fā)送到測繪團(tuán)隊(duì)后臺;北斗一代衛(wèi)星兼具定位和通信功能。

        3? 技術(shù)效果

        經(jīng)測試,這種野外測繪防護(hù)傘能夠?qū)⒇?fù)載轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)攜帶,節(jié)省測繪人員大量體力;將滾動(dòng)動(dòng)作轉(zhuǎn)化為發(fā)電結(jié)構(gòu),為野外工作者提供電能;添加北斗定位元件,實(shí)現(xiàn)野外工作者的實(shí)時(shí)位置跟蹤。這種基于北斗定位技術(shù)的野外測繪防護(hù)傘,能極大地降低野外測繪工作者的體力消耗,對于測繪信息采集工作具有很大的輔助作用,對于社會(huì)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展和國家信息化建設(shè)具有重要意義。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì),劉經(jīng)南.衛(wèi)星導(dǎo)航定位與北斗系統(tǒng)應(yīng)用:壯大北斗產(chǎn)業(yè),創(chuàng)新位置服務(wù)[M].北京:測繪出版社,2014.

        [2] 施闖,趙齊樂,李敏,等.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精密定軌與定位研究[J].中國科學(xué):地球科學(xué),2012(6):854-861.

        [3] 唐金元,于潞,王思臣.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].全球定位系統(tǒng),2008,33(2):26-30.

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