專利名稱:一種水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種水下機(jī)械魚探測系統(tǒng),特別是涉及一種使用方便,系統(tǒng)便捷、模塊化結(jié)構(gòu),可進(jìn)行未知水域探測的一種機(jī)械魚探測系統(tǒng)。
背景技術(shù):
在科學(xué)研究或者實(shí)際水域養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中,精確探測水下環(huán)境成為此過程中必不可少的一個(gè)部分,經(jīng)常要在水域中進(jìn)行水下環(huán)境及生物的勘察,有時(shí)為了避免未知水域的危險(xiǎn)性,提高探測的便捷性,需要在非人力的情況下進(jìn)行對(duì)水域中的各個(gè)空間內(nèi)多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行水下環(huán)境及生物的探測,如通過攝像頭直觀的觀察水下地形,水下生物種類的探測,以便人們更加方便準(zhǔn)確地了解水域的狀況。如以便研究人員對(duì)相應(yīng)水域采取相應(yīng)的控制措施。因此,水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)在科學(xué)研究和實(shí)際生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。在國內(nèi)外,關(guān)于水下探測系統(tǒng)有著廣泛的研究,提出的水下探測方式有多種,其中典型的水下探測系統(tǒng)都為大型機(jī)械結(jié)構(gòu),無小型便捷的機(jī)械魚測試方式,但大型水下探測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨拙,工作非常復(fù)雜,行動(dòng)不方便,成本較高。此外,此系統(tǒng)不能使用于小型水域的探測,且探測精度不足。因此不易實(shí)現(xiàn)小型水域的探測,無法大規(guī)模民用生產(chǎn)生活使用。歸納起來傳統(tǒng)水下探測系統(tǒng)方式存在機(jī)械結(jié)構(gòu)笨拙,工作復(fù)雜,行動(dòng)不方便,準(zhǔn)確度和精度低的缺點(diǎn)。這些統(tǒng)水下探測系統(tǒng)主要存在兩大缺點(diǎn)其一,操作復(fù)雜,結(jié)構(gòu)笨拙,行動(dòng)不便,需要大量的連線才能使其工作傳輸信息,只能使用在大型水域的探測;其二,成本高昂,機(jī)械龐大,無法使用于小型水域的生產(chǎn)養(yǎng)殖?,F(xiàn)在在大多數(shù)水下探測系統(tǒng)中,均采用大型的機(jī)械結(jié)構(gòu)或通過導(dǎo)線連接單一探測系統(tǒng),并通過單總線工作方式即僅用一根數(shù)據(jù)線傳輸攝像信息和控制指令,同時(shí)通過導(dǎo)線為水下探測系統(tǒng)提供動(dòng)力,在水下探測系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)外部接上各種傳感器,對(duì)水下環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確探測,且通過對(duì)水下探測系統(tǒng)附近障礙物,設(shè)置距離超限報(bào)警等功能避免與障礙物發(fā)生碰撞。構(gòu)成簡便、可靠,適合小型水域,復(fù)雜水域的環(huán)境的探測。基于以上分析,本實(shí)用新型提出了一種結(jié)構(gòu)簡便,設(shè)計(jì)簡單,模塊化結(jié)構(gòu),可準(zhǔn)確、方便、安全探測系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并且采用魚的體型結(jié)構(gòu),使其具有魚的靈活的運(yùn)動(dòng)機(jī)能,可以對(duì)各種小型的、復(fù)雜的水域經(jīng)探測。該系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效的提高工作效率,滿足科學(xué)研究和實(shí)際生產(chǎn)的需要,對(duì)于研究者提供了一種廉價(jià)、便捷的研究手段,具有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是,提出了一種結(jié)構(gòu)簡便,設(shè)計(jì)簡單,模塊化結(jié)構(gòu),且能進(jìn)行無線充電,具有行動(dòng)靈活和便捷功能,可以對(duì)各種小型的、復(fù)雜的水域進(jìn)行探測一種水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)。[0010]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種水下機(jī)械魚探測系統(tǒng),包括有核心控制單元,其特征在于,還設(shè)置有無線收發(fā)裝置,用于接收無線發(fā)收裝置發(fā)送的工作信息,并可以對(duì)無線發(fā)收裝置發(fā)送控制信息;無線發(fā)收裝置,用于發(fā)送工作控制單元的工作信息,并可以接收無線收發(fā)裝置發(fā)送的控制信息;工作控制單元,用于執(zhí)行核心控制單元發(fā)出的各種指令信息并控制探測系統(tǒng)的工作狀態(tài);無線充電模塊,用于為機(jī)械魚內(nèi)部電池進(jìn)行充電;探測系統(tǒng),用于探測水域環(huán)境信息;密封魚皮,用于對(duì)無線發(fā)收裝置,無線充電模塊,工作控制單元和探測系統(tǒng)構(gòu)建密封防水環(huán)境使其正常工作。所述的核心控制單元包括有提供控制信息的核心控制器;存儲(chǔ)工作控制單元上傳的工作信息以及核心控制器的信息的存儲(chǔ)器;實(shí)時(shí)顯示工作數(shù)據(jù)的液晶顯示器。所述的探測系統(tǒng)包括有可以進(jìn)行監(jiān)測障礙物的超聲波傳感器;攝像頭用于攝取水下環(huán)境的視頻信息;魚鰭控制舵機(jī)組與腹鰭和魚尾相連用于控制魚鰭和魚尾的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)的前后和轉(zhuǎn)彎移動(dòng);充放水系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)整個(gè)水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)在水中的重力,實(shí)現(xiàn)水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)的上升和下降。所述的工作控制單元(4)包括有連接超聲波傳感器的超聲波AD接口(41);連接魚鰭控制舵機(jī)組的舵機(jī)PWM 口 ;連接充放水系統(tǒng)的充放水系統(tǒng)PWM 口 ;連接攝像頭的攝像頭A/D接口。所述的充放水系統(tǒng)包括有為系統(tǒng)提供上升浮力和下沉重力的水箱,和為水箱提供充放水動(dòng)力的舵機(jī);所述的無線充電模塊用于對(duì)水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)的電池進(jìn)行無接觸的充電。本實(shí)用新型的一種水下探測系統(tǒng),是采用數(shù)字化的超聲波傳感器、攝像頭和舵機(jī)等組成的水下機(jī)械魚探測系統(tǒng),將其置于魚形密封器中,提高水下探測系統(tǒng)在水中運(yùn)動(dòng)的便捷性,可以實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同深度的小型水域的水下環(huán)境的探測。該水下探測系統(tǒng),功能豐富,結(jié)構(gòu)簡便,設(shè)計(jì)簡單,模塊化結(jié)構(gòu),數(shù)字化采集水下環(huán)境信息,無線充電,無線傳輸信息,可以有效的,提高工作效率,減輕檢測的人工勞動(dòng),滿足在科研活動(dòng)和工業(yè)生產(chǎn)的溫度檢測需求。
圖1是本實(shí)用新型的整體功能示意圖;圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖;圖3是充放水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;圖4是腹鰭工作結(jié)構(gòu)示意圖;圖5是無線充電模塊結(jié)構(gòu)示意圖;其中1:核心控制單元41:超聲波A/D接口2 :無線收發(fā)裝置43 :攝像頭A/D接口4 :工作控制單元44 :舵機(jī)控制板5 :探測系統(tǒng)51 :超聲波傳感器6 :密封魚皮52 :胸鰭和魚尾11 :核心控制器53 :攝像頭[0029]12 :存儲(chǔ)器54 :魚鰭控制舵機(jī)組13 :液晶顯示器55 :充放水系統(tǒng)[0031 ]14 :手搖桿444 :舵機(jī)PWM接口31 :無線發(fā)收裝置445 :充放水系統(tǒng)PWM接口32:無線充電模塊
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型的一種水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)做出詳細(xì)的說明。如圖1所示,本實(shí)用新型的一種水下機(jī)械魚探測系統(tǒng),包括有核心控制單元1,其特征在于,還設(shè)置有無線收發(fā)裝置2,用于接收無線發(fā)收裝置31發(fā)送的工作信息,并可以對(duì)無線發(fā)收裝置31發(fā)送控制信息;無線發(fā)收裝置31,用于發(fā)送工作控制單元4的工作信息,并可以接收無線收發(fā)裝置2發(fā)送的控制信息;工作控制單元4,用于執(zhí)行核心控制單元I發(fā)出的各種指令信息并控制探測系統(tǒng)5的工作狀態(tài);無線充電模塊32,用于為機(jī)械魚內(nèi)部電池進(jìn)行充電;探測系統(tǒng)5,用于探測水域環(huán)境信息。如圖1所示,所述的核心控制單元I包括有提供控制信息的核心控制器11 ;存儲(chǔ)工作控制單元4上傳的工作信息以及核心控制器11的信息的存儲(chǔ)器12 ;實(shí)時(shí)顯示工作數(shù)據(jù)的液晶顯不器13。如圖1所示,所述的探測系統(tǒng)5包括有可以進(jìn)行監(jiān)測障礙物的超聲波傳感器51 ;攝像頭53用于攝取水下環(huán)境的視頻信息;魚鰭控制舵機(jī)組54與腹鰭和魚尾52相連用于控制魚鰭和魚尾52的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)水下機(jī) 械魚探測系統(tǒng)的前后和轉(zhuǎn)彎移動(dòng);充放水系統(tǒng)55用于調(diào)節(jié)整個(gè)水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)在水中的重力,實(shí)現(xiàn)水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)的上升和下降。如圖1所示,所述的工作控制單元4包括有連接超聲波傳感器51的超聲波AD接口 41 ;連接魚鰭控制舵機(jī)組54的舵機(jī)PWM 口 444 ;連接充放水系統(tǒng)55的充放水系統(tǒng)PWM 口445 ;連接攝像頭53的攝像頭A/D接口 43。如圖2所示,所述的密封魚皮(6),用于對(duì)無線發(fā)收裝置(31),工作控制單元(4)、探測系統(tǒng)(5)和無線充電模塊(32)的蓄電池電源32a、充電感應(yīng)線圈32b構(gòu)建密封防水環(huán)境使其正常工作。如圖3所示,所述的充放水系統(tǒng)55包括有為系統(tǒng)提供上升浮力和下沉重力的水箱552,和為水箱552提供充放水動(dòng)力的舵機(jī)551 ;舵機(jī)551的齒輪551d與水箱552的活塞桿552a咬合,齒輪551d的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)活塞桿552a左右運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)活塞552c運(yùn)動(dòng),當(dāng)活塞552c向右運(yùn)動(dòng)時(shí),壓縮水箱552內(nèi)的空氣,同時(shí)氺通過進(jìn)出水口 552b進(jìn)入到水箱552內(nèi),系統(tǒng)重力增加,可實(shí)現(xiàn)水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)的下沉;當(dāng)活塞552c向左運(yùn)動(dòng)時(shí),釋放水箱552內(nèi)的壓縮空氣,同時(shí)氺通過進(jìn)出水口 552b流出,系統(tǒng)重力減小,浮力增加,可實(shí)現(xiàn)水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)的上浮,551a、551b和551c是舵機(jī)551的控制引腳與充放水系統(tǒng)PWM 口 445相連,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)舵機(jī)551的工作狀態(tài)的控制。 如圖4所示,所述的魚鰭控制舵機(jī)組54,包括有腹鰭控制舵機(jī)541和腹鰭控制舵機(jī)齒輪541a,腹鰭控制舵機(jī)齒輪541a與腹鰭和魚尾52的腹鰭521的腹鰭連接桿521a相連,腹鰭控制舵機(jī)齒輪541a的轉(zhuǎn)動(dòng)可以通過腹鰭連接桿521a帶動(dòng)腹鰭521轉(zhuǎn)動(dòng),從而獲得系統(tǒng)在水中的動(dòng)力。如圖5所示,所述的無線充電模塊32用于對(duì)水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)的電池進(jìn)行無接觸的充電,無線充電模塊32包括有蓄電池電源32a、充電感應(yīng)線圈32b、授電感應(yīng)線圈32c和充電電源32d,授電感應(yīng)線圈32c產(chǎn)生電流高頻震蕩將電能轉(zhuǎn)換為磁能,充電感應(yīng)線圈32b在授電感應(yīng)線圈32c產(chǎn)生的高頻磁場中可以感應(yīng)出電流,并對(duì)蓄電池電源32a進(jìn)行充電。該水下機(jī)械魚探測系統(tǒng),有多種探測裝置,功能豐富,設(shè)計(jì)簡單,模塊化結(jié)構(gòu),無線傳輸信息,可以提高工作效率,減輕檢測的人工勞動(dòng),采用無接觸充電方式可以增加機(jī)械魚在水中的密封性,可以進(jìn)行機(jī)械魚的無接口設(shè)計(jì),滿足在科研活動(dòng)和工業(yè)生產(chǎn)需求,具有一定的市場推廣潛力。
權(quán)利要求1.一種水下機(jī)械魚探測系統(tǒng),包括有核心控制單元(I),其特征在于,還設(shè)置有無線收發(fā)裝置(2),用于接收無線發(fā)收裝置(31)發(fā)送的工作信息,并可以對(duì)無線發(fā)收裝置(31)發(fā)送控制信息;無線發(fā)收裝置(31),用于發(fā)送工作控制單元(4)的工作信息,并可以接收無線收發(fā)裝置(2)發(fā)送的控制信息;工作控制單元(4),用于執(zhí)行核心控制單元(I)發(fā)出的各種指令信息并控制探測系統(tǒng)(5)的工作狀態(tài);無線充電模塊(32),用于為機(jī)械魚內(nèi)部電池進(jìn)行充電;探測系統(tǒng)(5),用于探測水域環(huán)境信息;密封魚皮(6),用于對(duì)無線發(fā)收裝置(31),無線充電模塊(32),工作控制單元(4)和探測系統(tǒng)(5)構(gòu)建密封防水環(huán)境使系統(tǒng)正常工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下機(jī)械魚探測系統(tǒng),其特征在于,所述的核心控制單元(I)包括有提供控制信息的核心控制器(11);存儲(chǔ)工作控制單元(4)上傳的工作信息以及核心控制器(11)的信息的存儲(chǔ)器(12);實(shí)時(shí)顯示工作數(shù)據(jù)的液晶顯示器(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下機(jī)械魚探測系統(tǒng),其特征在于,所述的探測系統(tǒng)(5)包括有可以進(jìn)行監(jiān)測障礙物的超聲波傳感器(51);攝像頭(53)用于攝取水下環(huán)境的視頻信息;魚鰭控制舵機(jī)組(54)與腹鰭和魚尾(52)相連用于控制魚鰭和魚尾(52)的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)的前后和轉(zhuǎn)彎移動(dòng);充放水系統(tǒng)(55)用于調(diào)節(jié)整個(gè)水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)在水中的重力,實(shí)現(xiàn)水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)的上升和下降。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求3所述的一種水下機(jī)械魚探測系統(tǒng),其特征在于,所述的工作控制單元(4)包括有連接超聲波傳感器(51)的超聲波AD接口(41);連接魚鰭控制舵機(jī)組(54)的舵機(jī)PWM 口(444);連接充放水系統(tǒng)(55)的充放水系統(tǒng)PWM 口(445);連接攝像頭(53)的攝像頭A/D接口(43)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求3所述的一種水下機(jī)械魚探測系統(tǒng),其特征在于,所述的充放水系統(tǒng)(55)包括有為系統(tǒng)提供上升浮力和下沉重力的水箱(552),和為水箱(552)提供充放水動(dòng)力的舵機(jī)(551)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下機(jī)械魚探測系統(tǒng),其特征在于,所述的無線充電模塊(32)用于對(duì)水下機(jī)械魚探測系統(tǒng)的電池進(jìn)行無接觸的充電。
專利摘要一種水下機(jī)械魚探測系統(tǒng),包括有核心控制單元,其特征在于,還設(shè)置有無線收發(fā)裝置,用于接收無線發(fā)收裝置發(fā)送的工作信息,并可以對(duì)無線發(fā)收裝置發(fā)送控制信息;無線發(fā)收裝置,用于發(fā)送工作控制單元的工作信息,并可以接收無線收發(fā)裝置發(fā)送的控制信息;工作控制單元,用于執(zhí)行核心控制單元發(fā)出的各種指令信息并控制探測系統(tǒng)的工作狀態(tài);無線充電模塊,用于為機(jī)械魚內(nèi)部電池進(jìn)行充電;探測系統(tǒng),用于探測水域環(huán)境信息;密封魚皮,用于對(duì)無線發(fā)收裝置,無線充電模塊,工作控制單元和探測系統(tǒng)構(gòu)建密封防水環(huán)境使其正常工作,該系統(tǒng)的應(yīng)用可以精確地探測未知水域的水下環(huán)境,滿足科學(xué)研究和實(shí)際生產(chǎn)的需要,具有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)B63C11/52GK202896860SQ20122059464
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者常亮, 張東, 郭宇, 陳艷芳, 耿建學(xué), 尹鑫, 楊洋, 丁姝萌, 劉明悅, 鐘寶華, 李強(qiáng), 高圣偉, 張牧, 王煒, 袁臣虎, 孫醒濤 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)