具有撓度預(yù)警的智能釣魚(yú)竿裝置及其控制方法
【專利摘要】一種具有撓度預(yù)警的智能釣魚(yú)竿裝置及其控制方法，包括：直徑卷筒、撓度傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊和預(yù)警模塊，其中：撓度傳感器和直徑卷筒分別設(shè)置于釣魚(yú)竿的前、后兩端，驅(qū)動(dòng)模塊與直徑卷筒相連并控制釣魚(yú)線的伸縮，控制模塊接收撓度傳感器輸出的釣魚(yú)竿彎曲度信息并分別輸出控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊和預(yù)警模塊；位于釣魚(yú)竿前部的撓度傳感器實(shí)時(shí)將測(cè)得的釣魚(yú)竿彎曲變形的數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，中央處理器根據(jù)撓度的大小判斷釣魚(yú)竿和魚(yú)的狀況，通過(guò)閾值判斷向驅(qū)動(dòng)模塊和預(yù)警模塊發(fā)出控制指令，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)和釣魚(yú)線的伸縮，并在撓度傳感器的返回值小于等于475時(shí)啟動(dòng)預(yù)警模塊對(duì)用戶進(jìn)行提示；本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，工作可靠，通過(guò)兩種釣魚(yú)模式，方便用戶垂釣和新手學(xué)習(xí)。
【專利說(shuō)明】
具有撓度預(yù)警的智能釣魚(yú)竿裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的是一種機(jī)電一體化領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種具有撓度預(yù)警的智能釣魚(yú)竿裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，人們?cè)絹?lái)越重視生活的品質(zhì)，釣魚(yú)可以釋放壓力和獲得樂(lè)趣，因而深受歡迎。然而，釣重量較大的魚(yú)時(shí)釣魚(yú)線和釣魚(yú)竿會(huì)劇烈動(dòng)蕩，這可能會(huì)導(dǎo)致垂釣者疲勞甚至受傷；另外，由于垂釣者不能確切感受到釣魚(yú)竿所受張力，即使是最有經(jīng)驗(yàn)的垂釣者也可能折斷釣魚(yú)竿從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失;并且垂釣新手對(duì)于釣魚(yú)技巧尚需要學(xué)習(xí)。鑒于上述原因，非常有必要改進(jìn)傳統(tǒng)的釣魚(yú)方式，設(shè)計(jì)一種帶控制系統(tǒng)的智能釣魚(yú)竿，通過(guò)自動(dòng)和手動(dòng)兩種模式，完美地解決困擾垂釣者幾千年來(lái)的問(wèn)題，享受釣魚(yú)的樂(lè)趣，幫助垂釣新手學(xué)習(xí)釣魚(yú)技巧，并對(duì)釣魚(yú)竿所受的過(guò)大力量實(shí)施警告，從而保護(hù)釣魚(yú)竿免于折斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且基本不具備針對(duì)當(dāng)起釣的魚(yú)較重情況下的避免器材破壞控制裝置等缺陷，提出一種具有撓度預(yù)警的智能釣魚(yú)竿裝置及其控制方法，通過(guò)撓度傳感器自動(dòng)檢測(cè)釣魚(yú)竿所受的撓度，通過(guò)Arduino Uno中央處理器對(duì)釣魚(yú)線的伸縮進(jìn)行控制，并控制預(yù)警模塊，判斷釣魚(yú)竿所受的撓度程度以避免可能的破壞，手動(dòng)模式還可幫助垂釣新手學(xué)習(xí)釣魚(yú)技巧。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本發(fā)明涉及一種具有撓度預(yù)警的智能釣魚(yú)竿裝置，包括:直徑卷筒、撓度傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊和預(yù)警模塊，其中:撓度傳感器和直徑卷筒分別設(shè)置于釣魚(yú)竿的前、后兩端，驅(qū)動(dòng)模塊與直徑卷筒相連并控制釣魚(yú)線的伸縮，控制模塊接收撓度傳感器輸出的釣魚(yú)竿彎曲度信息并分別輸出控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊和預(yù)警模塊。
[0006]所述的驅(qū)動(dòng)模塊包括:電動(dòng)機(jī)、變速箱、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板和電壓調(diào)節(jié)器，其中:電機(jī)驅(qū)動(dòng)板與電動(dòng)機(jī)和變速箱分別相連并傳輸驅(qū)動(dòng)信息，電動(dòng)機(jī)與變速箱相連，電壓調(diào)節(jié)器與電動(dòng)機(jī)相連。
[0007]所述的變速箱為單向傳動(dòng)式。
[0008]所述的控制模塊為中央處理器。
[0009]所述的預(yù)警模塊為L(zhǎng)ED指示燈。
[0010]所述的中央處理器與電壓調(diào)節(jié)器相連并傳輸電壓分配信息。
[0011]所述的中央處理器與撓度傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板和LED指示燈分別相連并傳輸控制
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[0012]所述的中央處理器為ArduinoUno，包括自動(dòng)模式和手動(dòng)模式。
[0013]本發(fā)明涉及一種控制上述裝置的方法，通過(guò)位于釣魚(yú)竿前部的撓度傳感器實(shí)時(shí)將測(cè)得的釣魚(yú)竿彎曲變形的數(shù)據(jù)發(fā)送給控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，控制模塊根據(jù)撓度的大小判斷釣魚(yú)竿和魚(yú)的狀況，通過(guò)閾值判斷向驅(qū)動(dòng)模塊和預(yù)警模塊發(fā)出控制指令，從而控制驅(qū)動(dòng)模塊的轉(zhuǎn)動(dòng)和釣魚(yú)線的伸縮，并在釣魚(yú)竿超出安全范圍時(shí)啟動(dòng)預(yù)警模塊對(duì)用戶進(jìn)行提示。
[0014]所述的安全范圍是指:撓度傳感器的返回值大于475。
技術(shù)效果
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用了高靈敏度的撓度傳感器，準(zhǔn)確感知釣魚(yú)竿所受撓度的大小，通過(guò)控制模塊控制釣魚(yú)線的伸縮，并控制預(yù)警模塊及時(shí)對(duì)用戶作出提示，避免可能的破壞，同時(shí)可采用手動(dòng)模式幫助新手學(xué)習(xí)釣魚(yú)技巧。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明不意圖；
[0017]圖2為控制模塊示意圖；
[0018]圖3為設(shè)計(jì)流程示意圖；
[0019]圖4為實(shí)施例工作示意圖；
[0020]圖中:I為撓度傳感器，2為中央處理器，3為變速箱，4為直徑卷筒，5為電動(dòng)機(jī)，6為電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，7為RGBLED指示燈，8為電壓調(diào)節(jié)器，9為手動(dòng)按鍵，10為11.1V鋰電池組。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
[0022]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例包括:釣魚(yú)竿、釣魚(yú)線、直徑卷筒4、撓度傳感器1、驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊和預(yù)警模塊，其中:釣魚(yú)線設(shè)置于直徑卷筒4內(nèi)并沿釣魚(yú)竿伸出，撓度傳感器I設(shè)置于釣魚(yú)竿的前部;直徑卷筒4設(shè)置于釣魚(yú)竿的后部，驅(qū)動(dòng)模塊與直徑卷筒4相連并控制釣魚(yú)線的伸縮;控制模塊分別控制驅(qū)動(dòng)模塊和預(yù)警模塊，并接收撓度傳感器I的釣魚(yú)竿彎曲度信息。
[0023]所述的釣魚(yú)竿為碳纖維材料，其韌性好，較難折斷。
[0024]所述的直徑卷筒4最小化，可以減少扭矩。
[0025]所述的驅(qū)動(dòng)模塊包括:電動(dòng)機(jī)5、變速箱3、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板6和電壓調(diào)節(jié)器8，其中:電機(jī)驅(qū)動(dòng)板6與電動(dòng)機(jī)5和變速箱3分別相連并傳輸驅(qū)動(dòng)信息，電動(dòng)機(jī)5與變速箱3相連，電壓調(diào)節(jié)器8與電動(dòng)機(jī)5相連。
[0026]所述的變速箱3采用單向傳動(dòng)式，這樣在魚(yú)掙扎掉落時(shí)可以自鎖，保證本實(shí)施例更加安全可靠。
[0027]所述的電壓調(diào)節(jié)器8與11.1V鋰電池組10相連，實(shí)現(xiàn)使用一個(gè)電池供應(yīng)電動(dòng)機(jī)5和Arduino Uno的權(quán)限。
[0028]所述的控制模塊為中央處理器2。
[0029]所述的中央處理器2為ArduinoUno，包括自動(dòng)模式和手動(dòng)模式。
[0030]所述的預(yù)警模塊為L(zhǎng)ED指示燈。
[0031]所述的Arduino Uno與電壓調(diào)節(jié)器8相連并傳輸電壓分配信息。
[0032]所述的ArduinoUno與燒度傳感器1、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板6和LED指示燈分別相連并傳輸控制信息。
[0033]所述的中央處理器2包含計(jì)時(shí)器代碼，可通過(guò)計(jì)時(shí)器代碼的過(guò)濾程序減少魚(yú)試探釣魚(yú)鉤以及風(fēng)對(duì)撓度傳感器讀數(shù)的影響。
[0034]所述的LED指示燈為RGBLED指示燈7。
[0035]如圖3所示，本實(shí)施例依次通過(guò)功能設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、控制設(shè)計(jì)和電路程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)魚(yú)咬鉤、自動(dòng)卷線、以及與魚(yú)自動(dòng)戰(zhàn)斗的手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式的功能。
[0036]如圖4所示，本實(shí)施例涉及基于上述裝置的控制方法，ArduinoUno為自動(dòng)模式，包括以下步驟:
[0037]S1:位于釣魚(yú)竿前部的撓度傳感器I實(shí)時(shí)將測(cè)得的釣魚(yú)竿彎曲變形的數(shù)據(jù)發(fā)送給Arduino Uno進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，如果撓度傳感器I的返回值突然變?yōu)樾∮?85，即釣魚(yú)竿頂端突然彎曲，則Arduino Uno控制電動(dòng)機(jī)5逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)釣魚(yú)線收緊，進(jìn)入S2。
[0038]所述的撓度傳感器I的返回值是指撓度傳感器I的單片機(jī)串口監(jiān)視器的值。
[0039]S2:如果撓度傳感器I的返回值保持在大于480，并發(fā)現(xiàn)魚(yú)咬鉤，即用戶已釣到魚(yú)，則電動(dòng)機(jī)5繼續(xù)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng);否則進(jìn)入S3。
[0040]S3:如果撓度傳感器I的返回值大于475，即魚(yú)在掙扎，釣魚(yú)竿在安全范圍內(nèi)，釣魚(yú)線的轉(zhuǎn)軸將被鎖定，電動(dòng)機(jī)5停轉(zhuǎn);否則意味著釣魚(yú)竿受到的力超出安全范圍，Arduino Uno控制預(yù)警模塊啟動(dòng)，RGBLED指示燈7從綠色變?yōu)榧t色，以警告用戶，同時(shí)Arduino Uno控制電動(dòng)機(jī)5順時(shí)針旋轉(zhuǎn)放松釣魚(yú)線。
[0041]所述的ArduinoUno的自動(dòng)模式中，垂釣者無(wú)需操作釣魚(yú)竿，操作都為自動(dòng)完成。
[0042]所述的Arduino Uno的手動(dòng)模式下，Arduino Uno與手動(dòng)按鍵9相連，用戶按下手動(dòng)按鍵9，RGBLED指示燈7顯示黃色，表示當(dāng)前模式為手動(dòng)模式;之后Arduino Uno根據(jù)從驅(qū)動(dòng)模塊和撓度傳感器I得到的數(shù)據(jù)變化，采用不同的算法程序控制電動(dòng)機(jī)5轉(zhuǎn)動(dòng)，并設(shè)有在力量大時(shí)的警告模塊，此時(shí)釣魚(yú)竿依靠手搖電機(jī)轉(zhuǎn)軸來(lái)卷線釣魚(yú)。
[0043]本實(shí)施例可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)演示教初學(xué)者釣魚(yú)的正確方法。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有撓度預(yù)警的智能釣魚(yú)竿裝置，其特征在于，包括:直徑卷筒、撓度傳感器、驅(qū)動(dòng)模塊、控制模塊和預(yù)警模塊，其中:撓度傳感器和直徑卷筒分別設(shè)置于釣魚(yú)竿的前、后兩端，驅(qū)動(dòng)模塊與直徑卷筒相連并控制釣魚(yú)線的伸縮，控制模塊接收撓度傳感器輸出的釣魚(yú)竿彎曲度信息并分別輸出控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊和預(yù)警模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有撓度預(yù)警的智能釣魚(yú)竿裝置，其特征是，所述的驅(qū)動(dòng)模塊包括:電動(dòng)機(jī)、變速箱、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板和電壓調(diào)節(jié)器，其中:電機(jī)驅(qū)動(dòng)板與電動(dòng)機(jī)和變速箱分別相連并傳輸驅(qū)動(dòng)信息，電動(dòng)機(jī)與變速箱相連，電壓調(diào)節(jié)器與電動(dòng)機(jī)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有撓度預(yù)警的智能釣魚(yú)竿裝置，其特征是，所述的變速箱為單向傳動(dòng)式。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有撓度預(yù)警的智能釣魚(yú)竿裝置，其特征是，所述的控制模塊通過(guò)Arduino Uno實(shí)現(xiàn)，包括自動(dòng)模式和手動(dòng)模式。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有撓度預(yù)警的智能釣魚(yú)竿裝置，其特征是，所述的控制模塊與電壓調(diào)節(jié)器相連并傳輸電壓分配信息，控制模塊分別與撓度傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板和預(yù)警模塊相連并傳輸控制信號(hào)。6.一種實(shí)現(xiàn)上述任一權(quán)利要求所述裝置的控制方法，其特征在于，通過(guò)位于釣魚(yú)竿前部的撓度傳感器實(shí)時(shí)將測(cè)得的釣魚(yú)竿彎曲變形的數(shù)據(jù)發(fā)送給控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，控制模塊根據(jù)撓度的大小判斷釣魚(yú)竿和魚(yú)的狀況，通過(guò)閾值判斷向驅(qū)動(dòng)模塊和預(yù)警模塊發(fā)出控制指令，從而控制驅(qū)動(dòng)模塊的轉(zhuǎn)動(dòng)和釣魚(yú)線的伸縮，并在釣魚(yú)竿超出安全范圍時(shí)啟動(dòng)預(yù)警模塊對(duì)用戶進(jìn)行提示;所述的安全范圍是指:撓度傳感器的返回值大于475。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK106070108SQ201610623343
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月1日 公開(kāi)號(hào)201610623343.2, CN 106070108 A, CN 106070108A, CN 201610623343, CN-A-106070108, CN106070108 A, CN106070108A, CN201610623343, CN201610623343.2
【發(fā)明人】王夫聰, 胡昕宇, 戴玥, 黃子欣, 趙澤軒, 滕金芳
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)