CN104137817B - 用于标记延绳钓主绳的电子浮标及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于标记延绳钓主绳的电子浮标及其控制方法，所述电子浮标包括呈鼓状的浮体，设于浮体内的控制器、设于浮体上的太阳能板和用于供电的充电电池，设于浮体下部的振动传感器、舵、螺旋桨、螺旋桨电机、和向斜下方倾斜的牵引杆；所述太阳能板与充电电池电连接，牵引杆、舵、螺旋桨电机和螺旋桨沿着螺旋桨的前进方向由前至后依次排列，牵引杆与舵铰接连接；所述牵引杆上设有倾角传感器，牵引绳与牵引杆相连接，所述控制器分别与振动传感器、倾角传感器和螺旋桨电机电连接。本发明具有电子浮标可自动移动至主绳和牵引绳连接处的上方，沿主绳设置的各个电子浮标可以准确的标记位于水下的主绳的位置的特点。
Description
技术领域
本发明涉及捕鱼设备技术领域，尤其是涉及一种能够自动定位在主绳和牵引绳连接处上方的用于标记延绳钓主绳的电子浮标及其控制方法。
背景技术
延绳钓是一种捕鱼作业方式，分布面广，数量和产量较高。延绳钓通常包括一条数百海里长的主绳，主绳上设有若干条支绳，支绳末端结有钓钩和饵料，利用浮、沉子等装置将主绳敷设于水域的表、中或底层；控制与浮标所连接的牵引绳的长度和沉降力的配备，将钓具沉降至所需要的水层。
由于主绳通常位于水下数百米处，并且主绳会随洋流飘动，位于水面上的浮标通常距离主绳上方数十米远，收绳作业时很难准确找到主绳所在的位置。
中国专利授权公开号：CN203262075U，授权公开日2013年5月28日，公开了一种自动变色电子浮标，由漂体上部和漂体下部组成，漂体上部和漂体下部通过铝合金螺丝电池套连接成一体，并构成设置浮标主体部件的密闭空腔，其中浮标主体部件包括：设置在漂体上部空腔内的直通开关，设置在直通开关上的发光二极管，连接在发光二极管上的光纤，及设置在光纤伸出端上的微晶片；浮标主体部件还包括设置在漂体下部空腔内的针式电池，且针式电池的顶端连接直通开关，针式电池上设有导线一和导线二分别连接发光二级管或微晶片；所述的浮标主体部件由设置在密闭空腔内的硅晶片集成电路总控制连接并控制。该实用新型的不足之处是，功能单一，不能用于标记延绳钓主绳的位置。
发明内容
本发明的发明目的是为了克服现有技术中的浮标很难准确标记主绳位置的不足，提供了一种能够自动定位在主绳和牵引绳连接处上方的用于标记延绳钓主绳的电子浮标及其控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于标记延绳钓主绳的电子浮标，所述主绳上设有若干个间隔排列的电子浮标，电子浮标通过牵引绳与主绳相连接；所述电子浮标包括呈鼓状的浮体，设于浮体内的控制器、设于浮体上的太阳能板和用于供电的充电电池，设于浮体下部的振动传感器、舵、螺旋桨、螺旋桨电机和向斜下方倾斜的牵引杆；所述太阳能板与充电电池电连接，牵引杆、舵、螺旋桨电机和螺旋桨沿着螺旋桨的前进方向由前至后依次排列，牵引杆与舵铰接连接，舵、螺旋桨电机的转轴和螺旋桨依次相连接；所述牵引杆上设有倾角传感器，牵引绳与牵引杆相连接，所述控制器分别与振动传感器、倾角传感器和螺旋桨电机电连接。
本发明的主绳放置于较深的海域中，在海流的冲击下，主绳会在一定得范围内小幅摆动，牵引绳在通常状态下会在主绳的重力及浮体的浮力作用下被拉直；但是，当有鱼上钩的情况下，鱼会带动牵引绳抖动，牵引绳会处于弯曲状态，该抖动可以通过振动传感器检测出来。
沿着螺旋桨的前进方向由前至后依次排列的牵引杆、舵、螺旋桨电机和螺旋桨用于引领电子浮标移动，由于牵引绳下端与主绳相连接，因此主绳会自动牵引牵引杆指向主绳与牵引绳连接处的上方；倾角传感器检测牵引杆与水平面之间的夹角X1，控制器利用公式90-X1计算并得到牵引杆与铅垂线之间的夹角θ1，振动传感器以时间间隔t1循环检测信号值，控制器计算各个时刻检测的信号值的平均值gpj；
当θ1≥W2并且|gpj-g′|＜ε，其中，g′为振动传感器检测的当前信号值；此时牵引绳处于伸直状态；
当θ1≥W2并且|gpj-g′|≥ε，此时牵引绳处于弯曲状态；
两种情况下，控制器分别计算螺旋桨电机的运行时间，从而控制浮体到达主绳与牵引绳连接处的上方。
因此，无论主绳在海流的冲击下如何摆动，本发明的电子浮标均可自动移动至主绳和牵引绳连接处的上方，沿主绳设置的各个电子浮标可以准确的标记位于水下的主绳的位置，收绳作业时可以迅速及时的找到主绳，节省了寻找主绳的时间，节约了生产成本。
作为优选，所述太阳能板通过4个沿太阳能板的边缘对称分布的立柱与浮体相连接；所述立柱包括与太阳能板铰接的连接柱和与连接柱相连接的丝杆，丝杆通过轴承与连接柱下端相连接；4个丝杆分别与设于浮体内的4个丝杆电机相连接，丝杆通过连接件与浮体相连接，连接件与丝杆、浮体均密封连接；所述浮体内设有电子指南针，所述电子指南针和控制器与电连接。
立柱的设置使太阳能板可以随时面向太阳，从而转化出更多的电能。
作为优选，还包括GPS定位仪或北斗定位仪，浮体上设有若干个警示灯和光照度传感器，定位仪、光照度传感器和警示灯均与控制器电连接。
警示灯的设置用于在夜晚或光线不好的情况下发出光线，从而防止浮体被其它船只碰撞。
作为优选，牵引杆上设有若干个沿牵引杆分布的套环，牵引绳位于套环内并与牵引杆上部的套环相连接。牵引绳与牵引杆的连接方式的限定，使牵引杆可以准确表征牵引绳与铅垂线之间的夹角。
作为优选，浮体外周面上设有若干条环形反光带。
一种用于标记延绳钓主绳的电子浮标的控制方法，包括如下步骤：
控制器中设有牵引杆与铅垂线之间的标准夹角范围W1至W2，牵引绳的长度为L，浮体在平静水面上的运动速度为V，设定振动误差阈值为ε；
(6-1)倾角传感器检测牵引杆与水平面之间的夹角X1，控制器利用公式90-X1计算并得到牵引杆与铅垂线之间的夹角θ1，振动传感器以时间间隔t1循环检测信号值，控制器计算各个时刻检测的信号值的平均值gpj；
(6-2)当θ1≥W2并且|gpj-g′|＜ε，其中，g′为振动传感器检测的当前信号值；
(6-2-1)控制器利用公式S＝Lcosθ1计算浮体距离主绳与牵引绳的连接点上方的距离；控制器利用公式计算并得到浮体到达主绳与牵引绳的连接点上方的时间t；
(6-2-2)控制器控制螺旋桨电机转动，浮体逐渐向主绳与牵引绳的连接点上方靠近，当达到时间t时，控制器控制螺旋桨电机停止转动，转入步骤(6-4)；
(6-3)当θ1≥W2并且|gpj-g′|≥ε；
(6-3-1)控制器利用公式S＝Lcosθ1计算浮体距离主绳与牵引绳的连接点上方的距离；控制器利用公式计算并得到浮体到达主绳与牵引绳的连接点上方的时间t；其中，V′大于V；
(6-3-2)控制器控制螺旋桨电机转动，浮体逐渐向主绳与牵引绳的连接点上方靠近，当达到时间t时，控制器控制螺旋桨电机停止转动，转入步骤(6-4)；
(6-4)倾角传感器检测当前的牵引杆与水平面之间的夹角X2，控制器利用公式90-X2计算并得到牵引杆与铅垂线之间的夹角θ2，当θ2＜W1，则控制器控制螺旋桨电机停止转动；
当θ2≥W2并且|gpj-g′|＜ε；转入步骤(6-2-1)，(6-2-1)中的θ1用θ2替换；
当θ2≥W2并且|gpj-g′|≥ε；转入步骤(6-3-1)，(6-3-1)中的θ1用θ2替换。
作为优选，所述太阳能板通过4个沿太阳能板的边缘等间隔分布的立柱与浮体相连接；所述立柱包括与太阳能板铰接的连接柱和与连接柱相连接的丝杆，丝杆通过轴承与连接柱下端相连接；4个丝杆分别与设于浮体内的4个丝杆电机相连接，丝杆通过连接件与浮体相连接，连接件与丝杆、浮体均密封连接；所述浮体内设有电子指南针，所述电子指南针和控制器与电连接；还包括如下步骤：
控制器中设有时刻与太阳能板转向的对应关系；控制器根据电子指南针检测的方向，得到各个立柱所处的方向，则控制器根据当前的时刻控制各个丝杆转动，使太阳能板始终位于与太阳光直射的角度。
作为优选，所述还包括GPS定位仪或北斗定位仪，浮体上设有若干个警示灯和光照度传感器，定位仪、光照度传感器和警示灯均与控制器电连接；还包括如下步骤：
控制器中设有与日期相对应的太阳升降时刻的历史数据和开灯阈值P，
定位仪接收定位数据，控制器计算得到经纬度数据、时间数据和日期数据，并将经纬度数据、时间数据和日期数据存储到控制器中；
控制器将当前地区、日期、时刻与历史数据相比较，获得当前时刻为白天或夜晚的判断；光照度传感器检测当前水域的光照度H；
当位于白天并且H＜P，则控制器控制各个警示灯点亮；
当位于夜晚时，控制器控制各个警示灯点亮；
否则，控制器控制各个警示灯点关闭。
作为优选，V′为至
作为优选，W1为5至15度，W2为30至45度；P为30至50勒克斯。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)电子浮标可自动移动至主绳和牵引绳连接处的上方，沿主绳设置的各个电子浮标可以准确的标记位于水下的主绳的位置；
(2)收绳作业时可以迅速及时的找到主绳，节省了寻找主绳的时间，节约了生产成本。
附图说明
图1是本发明的浮体的一种结构示意图；
图2是本发明的舵、螺旋桨、螺旋桨电机和牵引杆的一种结构示意图；
图3是本发明的太阳能板和立柱的一种结构示意图；
图4是本发明的一种原理框图；
图5是本发明的实施例1的一种流程图。
图中：浮体1、控制器2、太阳能板3、振动传感器4、舵5、螺旋桨6、螺旋桨电机7、牵引杆8、倾角传感器9、立柱10、电子指南针11、定位仪12、警示灯13、光照度传感器14、套环15、环形反光带16、丝杆电机17。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
如图1、图2、图3所示的实施例是一种用于标记延绳钓主绳的电子浮标，主绳上设有5个间隔排列的电子浮标，电子浮标通过牵引绳与主绳相连接；电子浮标包括呈鼓状的浮体1，设于浮体内的控制器2、设于浮体上的太阳能板3和用于供电的充电电池，设于浮体下部的振动传感器4、舵5、螺旋桨6、螺旋桨电机7和向斜下方倾斜的牵引杆8；太阳能板与充电电池电连接，牵引杆、舵、螺旋桨电机和螺旋桨沿着螺旋桨的前进方向由前至后依次排列，牵引杆与舵铰接连接，舵、螺旋桨电机的转轴和螺旋桨依次相连接；牵引杆上设有倾角传感器9，牵引绳与牵引杆相连接。
牵引杆上设有3个沿牵引杆分布的套环15，牵引绳位于套环内并与牵引杆上部的套环相连接。浮体外周面上设有2条环形反光带16。
如图4所示，控制器分别与振动传感器、倾角传感器和螺旋桨电机电连接。
如图5所示，一种用于标记延绳钓主绳的电子浮标的控制方法，包括如下步骤：
控制器中设有牵引杆与铅垂线之间的标准夹角范围W1至W2，牵引绳的长度L为320米，主绳所处水域的深度为500米，浮体在平静的水面上的移动速度V为5米/分钟，振动误差阈值ε＝50毫伏；W1为10度，W2为30度。
步骤100，计算牵引杆与铅垂线之间的夹角，计算信号值的平均值：
倾角传感器检测牵引杆与水平面之间的夹角X1，控制器利用公式90-X1计算并得到牵引杆与铅垂线之间的夹角θ1，振动传感器以时间间隔30秒循环检测信号值，控制器计算各个时刻检测的信号值的平均值gpj；
步骤200，牵引绳伸直情况下，控制器控制浮体移动；当θ1≥W2并且|gpj-g′|＜ε，其中，g′为振动传感器检测的当前信号值；
步骤210，控制器利用公式S＝Lcosθ1计算浮体距离主绳与牵引绳的连接点上方的距离；控制器利用公式计算并得到浮体到达主绳与牵引绳的连接点上方的时间t；
步骤220，控制器控制螺旋桨电机转动，浮体逐渐向主绳与牵引绳的连接点上方靠近，当达到时间t时，控制器控制螺旋桨电机停止转动，转入步骤400；
步骤300，牵引绳弯曲情况下，控制器控制浮体移动；当θ1≥W2并且|gpj-g′|≥ε；
步骤310，控制器利用公式S＝Lcosθ1计算浮体距离主绳与牵引绳的连接点上方的距离；控制器利用公式计算并得到浮体到达主绳与牵引绳的连接点上方的时间t；其中，V′大于V；
步骤320，控制器控制螺旋桨电机转动，浮体逐渐向主绳与牵引绳的连接点上方靠近，当达到时间t时，控制器控制螺旋桨电机停止转动，转入步骤400；
步骤400，再次检测牵引杆与铅垂线之间的夹角，控制器根据夹角情况控制浮体停止移动或继续移动：
倾角传感器检测当前的牵引杆与水平面之间的夹角X2，控制器利用公式90-X2计算并得到牵引杆与铅垂线之间的夹角θ2，当θ2＜W1，则控制器控制螺旋桨电机停止转动；
当θ2≥W2并且|gpj-g′|＜ε；转入步骤210，210中的θ1用θ2替换；
当θ2≥W2并且|gpj-g′|≥ε；转入步骤310，310中的θ1用θ2替换。
实施例2
如图3所示，实施例2中，太阳能板通过4个沿太阳能板的边缘对称分布的立柱10与浮体相连接；立柱包括与太阳能板铰接的连接柱和与连接柱相连接的丝杆，丝杆通过轴承与连接柱下端相连接；4个丝杆分别与设于浮体内的4个丝杆电机17相连接，丝杆通过连接件与浮体相连接，连接件与丝杆、浮体均密封连接；浮体内设有电子指南针11，电子指南针和控制器与电连接。
还包括GPS定位仪12，浮体上设有警示灯13和光照度传感器14，如图4所示，定位仪、光照度传感器和警示灯均与控制器电连接。
实施例2中还包括如下步骤：
控制器中设有时刻与太阳能板转向的对应关系；控制器根据电子指南针检测的方向，得到各个立柱所处的方向，则控制器根据当前的时刻控制各个丝杆转动，使太阳能板始终位于与太阳光直射的角度。
控制器中设有与日期相对应的太阳升降时刻的历史数据和开灯阈值P，
定位仪接收定位数据，控制器计算得到经纬度数据、时间数据和日期数据，并将经纬度数据、时间数据和日期数据存储到控制器中；
控制器中设有与日期相对应的太阳升降时刻的历史数据和开灯阈值P，
定位仪接收定位数据，控制器计算得到经纬度数据、时间数据和日期数据，并将经纬度数据、时间数据和日期数据存储到控制器中；
控制器将当前地区、日期、时刻与历史数据相比较，获得当前时刻为白天或夜晚的判断；光照度传感器检测当前水域的光照度H；
当位于白天并且H＜P，则控制器控制各个警示灯点亮；
当位于夜晚时，控制器控制各个警示灯点亮；
否则，控制器控制各个警示灯点关闭。
实施例2中的其它结构和步骤部分与实施例1中相同。
实施例1和实施例2中，V′为7.5米/分钟，P为50勒克斯。
应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种用于标记延绳钓主绳的电子浮标，所述主绳上设有若干个间隔排列的电子浮标，电子浮标通过牵引绳与主绳相连接；其特征是，所述电子浮标包括呈鼓状的浮体(1)，设于浮体(1)内的控制器(2)、设于浮体(1)上的太阳能板(3)和用于供电的充电电池，设于浮体(1)下部的振动传感器(4)、舵(5)、螺旋桨(6)、螺旋桨电机(7)和向斜下方倾斜的牵引杆(8)；所述太阳能板(3)与充电电池电连接，牵引杆(8)、舵(5)、螺旋桨电机(7)和螺旋桨(6)沿着螺旋桨(6)的前进方向由前至后依次排列，牵引杆(8)与舵(5)铰接连接，舵(5)、螺旋桨电机(7)的转轴和螺旋桨(6)依次相连接；所述牵引杆(8)上设有倾角传感器(9)，牵引绳与牵引杆(8)相连接，所述控制器(2)分别与振动传感器(4)、倾角传感器(9)和螺旋桨电机(7)电连接；
所述太阳能板(3)通过4个沿太阳能板(3)的边缘对称分布的立柱(10)与浮体(1)相连接；所述立柱(10)包括与太阳能板(3)铰接的连接柱和与连接柱相连接的丝杆，丝杆通过轴承与连接柱下端相连接；4个丝杆分别与设于浮体(1)内的4个丝杆电机(17)相连接，丝杆通过连接件与浮体(1)相连接，连接件与丝杆、浮体(1)之间为密封连接；所述浮体(1)内设有电子指南针(11)，所述电子指南针(11)和控制器(2)电连接。
2.根据权利要求1所述的用于标记延绳钓主绳的电子浮标，其特征是，还包括定位仪(12)，浮体(1)上设有若干个警示灯(13)和光照度传感器(14)，定位仪(12)、光照度传感器(14)和警示灯(13) 均与控制器(2)电连接。
3.根据权利要求2所述的用于标记延绳钓主绳的电子浮标，其特征是，所述的定位仪(12)为GPS定位仪或北斗定位仪。
4.根据权利要求1所述的用于标记延绳钓主绳的电子浮标，其特征是，牵引杆(8)上设有若干个沿牵引杆(8)分布的套环(15)，牵引绳位于套环(15)内并与牵引杆(8)上部的套环(15)相连接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于标记延绳钓主绳的电子浮标，其特征是，浮体(1)外周面上设有若干条环形反光带(16)。
6.一种适用于权利要求5所述的用于标记延绳钓主绳的电子浮标的控制方法，其特征是，包括如下步骤：
控制器(2)中设有牵引杆(8)与铅垂线之间的标准夹角范围W1至W2，牵引绳的长度为L，浮体(1)在平静水面上的运动速度为V和振动误差阈值ε；
(6-1)倾角传感器(9)检测牵引杆(8)与水平面之间的夹角X1，控制器(2)利用公式90-X1计算并得到牵引杆(8)与铅垂线之间的夹角θ1，振动传感器(4)以时间间隔t1循环检测信号值，控制器(2)计算各个时刻检测的信号值的平均值gpj；
(6-2)当θ1≥W2并且|gpj-g’|＜ε其中，g’为振动传感器(4)检测的当前信号值；
(6-2-1)控制器(2)利用公式S＝Lcosθ1计算浮体(1)距离主绳与牵引绳的连接点上方的距离；控制器(2)利用公式计算并得到浮体(1)到达主绳与牵引绳的连接点上方的时间t；
(6-2-2)控制器(2)控制螺旋桨电机(7)转动，浮体(1)逐渐向主绳与牵引绳的连接点上方靠近，当达到时间t时，控制器(2)控制螺旋桨电机(7)停止转动，转入步骤(6-4)；
(6-3)当θ1≥W2并且|gpj-g′|≥ε；
(6-3-1)控制器(2)利用公式S′＝Lcosθ1计算浮体(1)距离主绳与牵引绳的连接点上方的距离；控制器(2)利用公式计算并得到浮体(1)到达主绳与牵引绳的连接点上方的时间t′；其中，V′大于V；
(6-3-2)控制器(2)控制螺旋桨电机(7)转动，浮体(1)逐渐向主绳与牵引绳的连接点上方靠近，当达到时间t′时，控制器(2)控制螺旋桨电机(7)停止转动，转入步骤(6-4)；
(6-4)倾角传感器(9)检测当前的牵引杆(8)与水平面之间的夹角X2，控制器(2)利用公式90-X2计算并得到牵引杆(8)与铅垂线之间的夹角θ2，当θ2＜W1，则控制器(2)控制螺旋桨电机(7)停止转动；
当θ2≥W2并且|gpj-g′|＜ε；转入步骤(6-2-1)，(6-2-1)中的θ1用θ2替换；
当θ2≥W2并且|gpj-g′|≥ε；转入步骤(6-3-1)，(6-3-1)中的θ1用θ2替换。
7.根据权利要求6所述的用于标记延绳钓主绳的电子浮标的控制方法，其特征是，还包括如下步骤：
控制器(2)中设有时刻与太阳能板(3)转向的对应关系；控制 器(2)根据电子指南针(11)检测的方向，得到各个立柱(10)所处的方向，则控制器(2)根据当前的时刻控制各个丝杆转动，使太阳能板(3)始终位于与太阳光直射的角度。
8.根据权利要求6所述的用于标记延绳钓主绳的电子浮标的控制方法，其特征是，还包括如下步骤：
控制器(2)中设有与日期相对应的太阳升降时刻的历史数据和开灯阈值P，
定位仪(12)接收定位数据，控制器(2)计算得到经纬度数据、时间数据和日期数据，并将经纬度数据、时间数据和日期数据存储到控制器(2)中；
控制器(2)将当前地区、日期、时刻与历史数据相比较，获得当前时刻为白天或夜晚的判断；光照度传感器(14)检测当前水域的光照度H；
当位于白天并且H＜P，则控制器(2)控制各个警示灯(13)点亮；
当位于夜晚时，控制器(2)控制各个警示灯(13)点亮；
否则，控制器(2)控制各个警示灯(13)点关闭。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的用于标记延绳钓主绳的电子浮标的控制方法，其特征是，V′为至。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的用于标记延绳钓主绳的电子浮标的控制方法，其特征是，W1为5至15度，W2为30至45度；P为30至50勒克斯。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104137817A (zh) | 2014-11-12 |
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