CN103798198A - 一种自动鱿鱼钓机的微电脑控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动鱿鱼钓机的微电脑控制系统，该系统包括：放线程序子控制系统，诱钓程序子控制系统，收线程序子控制系统和收工程序子控制系统。上述系统与自动鱿鱼钓机的智能称重功能、卷扬力限制功能、海浪补偿等功能配合可模仿人工钓鱿鱼的过程，实现鱿鱼钓机的智能化和自动化。同时，利用智能模块的通讯功能，可对若干台钓机进行联网集中控制，极大地降低了人力成本，提高了渔获量。

Description

一种自动鱿鱼钓机的微电脑控制系统

技术领域

本发明涉及一种捕鱼器具中的鱿鱼钓机，特别涉及一种自动鱿鱼钓机的微电脑控制系统。 

背景技术

鱿鱼是我国远洋渔业的重要捕捞鱼种，鱿鱼资源在我国以及世界各地分布广泛。我国现在鱿鱼年捕捞量已达到30万吨，占全国远洋渔业总产量的40％，鱿鱼加工业发展前景看好。 

由于近海和远洋渔业过程中的人力成本和燃料成本的不断上涨，以及传统手工钓鱿鱼的方式存在作业风险高和工作强度大的问题，因此迫切需要性价比较高的自动化鱿鱼钓机。针对上述状况，授权公告号为CN100401882C的中国专利公开了一种鱿鱼机械手(如图2)。该鱿鱼机械手包括一个机箱11、一个卷线筒12、一个卷线筒驱动轴13、一个搁手块14、一个转臂驱动轴15、一个操作屏16、一个臂鞘轴套17、一个延伸臂18、一个波纹套管19、一个滑轮架110、一个滑轮111和一根钓线112。 

公开的鱿鱼机械手，通过在波纹套管处贴置应变片并配合使用CPU8051，实现了机钓作业的自动化，节省了人力。但仍然存在着一些技术问题，具体体现在：第一、该鱿鱼机械手有应变片易脱落的缺陷；第二、该鱿鱼机械手没有智能控制模式和联网集中控制系统，因此捕鱼的效率仍较低。 

发明内容

为了解决上述缺陷，本发明公开了一种自动鱿鱼钓机的微电脑控制系 统，它可模仿人工钓鱿鱼的过程，实现了鱿鱼钓机的智能化和自动化。同时，利用智能模块的通讯功能，可对若干台钓机进行联网集中控制，极大地降低了人力成本，提高了渔获量。 

本发明是通过下述技术方案解决上述技术问题的： 

该鱿鱼钓机包括一个机箱、两个卷线筒、两个延伸臂和两个滑轮。该机箱内设有一交流电源、一控制电源、一智能模块(包括通讯接口和带有显示装置的人机界面)、一微电脑控制系統、一驱动器、一无刷交流电动机、一第一感应装置、一第二感应装置、一减速器和一收排线装置。该控制电源、该智能模块(包括通讯接口和带有显示装置的人机界面)、该驱动器通过插槽与该微电脑控制系統连接。钓机运行的参数和功能通过人机界面进行设定。该系统利用微电脑控制系統内部程序，通过输入输出接口对驱动器进行控制和监视。由第一感应装置将电动机转子的转角和转速的信息反馈至驱动器。由第二感应装置将卷线筒旋转的转角和转速的信息反馈至微电脑控制系統。微电脑控制系統通过驱动器、无刷交流电动机、减速器和收排线装置对卷线筒旋转的转角、转速、转矩和旋转方向进行控制，由于延伸臂和滑轮的作用，最終，微电脑控制系統对悬挂在滑轮上鱼线的收放深度、速度、卷扬力和方向可进行控制(如图3、图4、图5)。 

如图1所示，该鱿鱼钓机的自动运行程序的起点和终点是0米位置或上限位置(图1中黑点为起点，黑点带圈为停止)。程序启动后，在微电脑控制系統控制下，重锤和鱼钩以初速度走初速水深的距离，走到初速水深的边界值时发出位置变化信息，该信息使程序切换到以下降速度走下降阶段的距离，以此类推……随着位置信息的不断切换，工作状态也随之变化，直至回到0米位置。稍停片刻，然后继续在0米位置和下限位置间往返运转并周而复始地循环下去。程序进行中，如有需要，通过人机界面上的停止键，让程序在任何位置都可暂时停止。收工时，可让程序在0米位置停止，并以点动 方式将重锤和鱼钩移动至上限位置；也可使用上限停止或0米停止的功能将进行中的程序中断，并以预设的收线速度将重锤和鱼钩移动到0米位置或上限位置，至此完成了鱿鱼钓机的全自动作业过程。 

综上所述，该微电脑控制系統是自动鱿鱼钓机的核心，它有如下特点： 

较佳的，该微电脑控制系統将权利要求2～6所述的参数和功能归纳为常用参数模块、非常用参数模块和常用功能模块。其中常用参数模块对水深设定，下降速度，上升速度进行设定，其设定方法按相应按键和数字键就可完成；非常用参数模块对非常用参数进行设定，其设定方法按P和数字键即可完成；常用功能的设定方法是：钓机编号，卷扬力限制的数值，智能称重重量阀值和海浪补偿数值的设定，通过U和数字键可完成设定。其他常用功能包括0米停止，上限停止，集中控制，阶梯诱钓，往返诱钓，只需按相应按钮，相应按钮上的灯点亮即可(如图7图11图12和图13所示)。 

较佳的，诱钓是自动运行方式中的一大重要功能，在鱿鱼稀少的时候，利用该功能可以有效提高渔获量。诱钓的功能，可以选择“阶梯诱钓和往返诱钓”，也可以不用诱钓(如图15)。诱钓动作是钓机曳引鱼线时，用一连串快速和慢速的组合运动使鱼钩产生抖动，模拟鱼饵的游动，引诱鱿鱼上钩。阶梯诱钓的工作方式是：在设定的水深范围内，鱼钩边抖动边上升，直至鱿鱼上钩并达到预设的重量，或虽没达到预设的重量，但程序已运行到诱钓水深的边界值，此时，抖动都会消失，工作状态被切换到下一个程序。往返诱钓的工作方式是：在重锤和鱼钩到达下限位置后，稍停片刻，即开始在同一水深位置上、下往返抖动，直至鱿鱼上钩并达到预设的重量，或虽没达到预设的重量，但抖动的次数达到了预设的次数，都会停止抖动，并进入收线程序子控制系统(如图10和图15图16图17所示)。 

较佳的，智能分析鱿鱼是否上钩的功能：根据驱动器检测到的电动机状态的数值和其他相关的传感器传输来的信息，微电脑控制系統分析后确认往 返诱钓中上钩的鱿鱼的重量达到重量阀值时，或微电脑控制系統确认往返抖动次数到达设定的次数时，往返诱钓将立即关闭并自动切换到收线程序子控制系统。 

较佳的，卷扬力限制功能：为了保护钓机和防止断线，系统对钓机的最大卷扬力进行限值设定，使电动机按需输出限值内的卷扬力。同时，在自动作业程序中，将诱钓和鱼钩出水时的程序设定为较大的卷扬力，其他程序则设定为较小的卷扬力。 

较佳的，海浪补偿功能：渔船遇到风浪会发生摇摆，运行中，渔船摇摆会使鱼线的线速度产生变化，使上钩的鱿鱼容易脱钩。渔船摇摆时，可通过传感器检测渔船摇摆的剧烈程度，并将此信息反馈给微电脑控制系統，微电脑控制系統通过驱动器和无刷交流电动机对鱼线上升的速度进行正值和负值补偿，这样可降低鱿鱼的脱钩率。 

较佳的，该系统除单机自动运行模式外，还可实现若干台钓机联网集中控制自动运行模式。单机被切换到集中时，智能模块上的通讯接口可对钓机重锤和鱼钩的位置以及速度的信息进行接收和传输，因此，集中控制自动运行模式对所有联网的钓机可进行集中控制(如图8)。首先，对所有联网的钓机编制好地址，编排好顺序，然后，设定好自动启动和自动停止的位置。这样，集中控制自动运行程序启动后，所有被联网的钓机，就会按编排好的顺序有条不紊地自动运行。此时，在任何一个钓机的人机界面上，都可通过通讯键对被集中控制的钓机进行操作。 

较佳的，单机运行又可分为单机自动运行和单机手动运行方式。单机的手动运行方式：点动人机界面的“上升”和“下降”两个按键，按键保持按下状态时，钓机将上升或下降，按键释放后，钓机停止运动，即点动模式(如图9和图14)。 

较佳的，鱿鱼品种繁多，在全球的分布极其广泛。季节不同，鱿鱼分布 的密度也不同；鱿鱼生存的地区不同，鱼体的大小、体质和生活习性也差异巨大。此外，即使是同一渔区，风浪、海水流速等气候条件也是随时变化的。针对上述状况，通过人机界面调整权利要求2～6中非常用参数模块和常用功能模块中的参数值，可编制出针对不同鱿鱼分布密度、不同渔区环境、不同鱿鱼品种的钓捕方法，将这些不同的钓捕方法编成若干个组合进行储存，作业时，可通过人机界面上的作业模式健从该若干个组合中进行选择。 

较佳的，钓机的停止状态，参数设定状态，自动运行状态和点动状态是钓机的几个基本状态。图9是这几个基本状态的相互关系图，同时，所有状态对应“图6”所示的钓机基本动作图。 

本发明的积极进步效果在于： 

本发明公开了一种自动鱿鱼钓机的微电脑控制系统，它可模仿人工钓鱿鱼的过程，实现了鱿鱼钓机的智能化和自动化。同时，利用智能模块的通讯功能，可对若干台钓机进行联网集中控制，极大地降低了人力成本，提高了渔获量。 

具体实施方式

下面结合钓机结构图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。本实施例的鱿鱼钓机具有一个机箱2和两个卷线筒4(如图3)。本实施例的鱿鱼钓机还包括两个延伸臂3、两个滑轮5和两根钓线6。本实施例的鱿鱼钓机的机箱内包括一带有显示装置的人机界面21、一通讯接口22、一微电脑控制系統23、一控制电源24、一交流电源25、一含有保护电路的驱动器26、一无刷交流电动机27、一减速器28、一收排线装置29、一第一感应装置210、一第二感应装置211(如图4)。 

该第一感应装置210和该第二感应装置211均设于该机箱2内，该第一感应装置210，用于检测该无刷交流电动机27转子的转角和转速的信息，并 反馈至该驱动器26。该第二感应装置211，用于检测该些卷线筒4的转角和转速的信息，并反馈至该微电脑控制系統23。通过第一感应装置210和第二感应装置211的互相协调，由微电脑控制系統通过驱动器、无刷交流电动机、减速器和收排线装置对该些卷线筒旋转的转角、转速、转矩和旋转方向进行控制，由于延伸臂和滑轮的作用，最終，微电脑控制系統对悬挂在滑轮上鱼线的收放深度、速度、卷扬力和方向可进行控制。在需要人工转动该些卷线筒收线时，由于此时该些卷线筒旋转而该无刷交流电动机不旋转，所以此时需要使用该第二感应装置测量收放线长度。该微电脑控制系統23上设有一第一插槽、一第二插槽和一第三插槽，该微电脑控制系統23通过该一第一插槽、该一第二插槽和该一第三插槽分别与该一控制电源24、该一智能模块和该一驱动器26相连接。其中，该一智能模块包括该一带有显示装置的人机界面21和该一通讯接口22。 

该些钓线6绕置于该些滑轮5的轮槽中，并在该些卷线筒4的控制下做上升或下降运动。 

使用时，用户只需要通过带有显示装置的人机界面21，设定好各项参数和功能至该微电脑控制系統23，该微电脑控制系統23发送控制信号至该驱动器26，该驱动器26依据该控制信号驱动该无刷交流电动机27，该无刷交流电动机27通过该减速器28，将力矩传输至该收排线装置29和该些卷线筒4，使得该些卷线筒4顺时针或逆时针旋转，实现对该些钓线6的松放或缠绕，并通过滑轮5控制该些钓线6的下降或上升。每一钓线6的端部悬挂有一只3千克左右的重锤，重锤上方排列着1-30枚金属鱼钩，因此，一个滚筒收线后可以获得若干条鱿鱼。该无刷交流电动机27的卷扬力大于100千克，在远洋捕捞中，能够提高渔获量。(如图3、图4、图5) 

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本 领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。 

附图说明

图1是钓机自动运行状态图 

图2是鱿鱼机械手示意图 

图3是钓机外形图 

图4是钓机结构图 

图5是钓机垂钓方式示意图 

图6是钓机水下动作和参数含义图 

图7是人机界面图 

图8是单机/集中状态转换图 

图9是自动运行、点动、参数设定和停机的 

图10是诱钓状态图 

图11是参数设定图 

图12是常用功能参数设定图 

图13是非常用参数设定图 

图14是点动模式状态图 

图15是诱钓模式是否启用的选择图 

图16是阶梯诱钓波形图 

图17是往返诱钓波形图 。

Claims (10)

1.一种自动鱿鱼钓机的微电脑控制系统，该系统包括：放线程序子控制系统，诱钓程序子控制系统，收线程序子控制系统和收工程序子控制系统。

2.如权利要求1所述的放线程序子控制系统，可对上限位置、0米位置、初速水深、初速度、下降速度、下限水深、下限速度、下限停止时间进行设定和控制(如图6所示)。

3.如权利要求1所述的诱钓程序子控制系统，包括阶梯诱钓和往返诱钓：阶梯诱钓可对诱钓抖动幅度，诱钓高速，诱钓低速，诱钓加减速时间，抖动后等待时间进行设定和控制；往返诱钓可对诱钓抖动幅度，抖动次数，诱钓高速，诱钓低速，诱钓加减速时间，抖动后等待时间，往返诱钓放线速度，往返诱钓放线加减速时间，往返诱钓放线后等待时间进行设定和控制(如图7图10图15图16图17所示)。

4.如权利要求1所述的收线程序子控制系统，可对诱导水深，诱导速度，上升速度，末速水深，末速度，减速水深，减速度，0米停止时间进行设定和控制(如图6所示)。

5.如权利要求1所述的收工程序子控制系统包括0米停止程序和上限停止程序。(如图7所示)。

6.该自动鱿鱼钓机的微电脑控制系统还包括智能称重功能、卷扬力限制功和海浪补偿功能(如图7所示)。

7.该自动鱿鱼钓机的微电脑控制系统，将权利要求2～6所述的参数和功能归纳为常用参数模块、非常用参数模块和常用功能模块。(图11图12图13所示)。

8.该自动鱿鱼钓机的微电脑控制系统可使钓机单机自动运行，也可使若干台钓机联网集中自动运行(如图8所示)。

9.该自动鱿鱼钓机的微电脑控制系统可使钓机自动运行，也可使钓机点动运行。(如图14所示)。

10.该自动鱿鱼钓机的微电脑控制系统，可将系统内非常用参数模块和常用功能模块中的参数值编制出若干个组合进行储存，作业时，可从该若干个组合中进行选择(如图7所示)。

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