CN107021193A - 一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置 - Google Patents

Abstract

一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置，包括游动装置、传感器装置、摄像装置、无线通讯设备、控制器；仿生鱼，采用防水材质制成；游动装置，设置在仿生鱼内，让仿生鱼在水中游动；传感器装置，设在仿生鱼上的，用于采集水中的环境数据；摄像装置，设在仿生鱼上，拍摄水下影像；控制器，控制仿生鱼游动装置、摄像装置、无线通讯设备工作；无线通讯设备，设在仿生鱼上，将传感器装置和摄像装置检测的信号传输到外部接收设备，使用者通过外部接收设备无线操控仿生鱼的活动及监控采集的数据，达到监控互动娱乐的效果。

Description

一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置

技术领域

本发明涉及一种仿生鱼，尤其是一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置。

背景技术

仿生鱼，是一种根据仿生学原理设计制造的机器鱼，它模仿鱼类的运动方式在水底运动。仿生鱼的用途主要有两种：一种是用于探测水中的环境；一种是用于观赏娱乐。

观赏性仿生鱼功能单一，用户只能观赏，不能与仿生鱼互动。水族箱中的真鱼只能观赏，缺少娱乐功能；没有很好的水族箱监控系统。

发明内容

针对以上所述，本发明的目的在于提供一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置，以解决上述问题中的至少一个方面。

根据本发明的一个方面，一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置，包括游动装置、传感器装置、摄像装置、无线通讯设备、控制器；

仿生鱼，采用防水材质制成；

游动装置，设置在仿生鱼内，让仿生鱼在水中游动；

传感器装置，设在仿生鱼上的，用于采集水中的环境数据；

摄像装置，设在仿生鱼上，拍摄水下影像；

控制器，控制仿生鱼游动装置、摄像装置、无线通讯设备工作；

无线通讯设备，设在仿生鱼上，将传感器装置和摄像装置检测的信号传输到外部接收设备，通过外部接收设备无线操控仿生鱼的活动及监控采集的数据。

其中，所述仿生鱼是根据仿生学原理设计制造的机器鱼或其他水族生物。它安装有机械装置，用于在水底运动；安装有各种传感器，用于监测水下环境；安装有无线通信设备，用于与连接器进行水下通信；安装有摄像装置，用于拍摄水下影像，存储或实时传输水下影像。使用者通过外部接收设备无线操控仿生鱼的活动及监控采集的数据，达到监控互动娱乐的效果。

优选的，还包括无线充电设备，用于给蓄电池无线补充电能；安装有水下定位系统，用于水下定位；安装有避障设备，用于避开水中障碍物。

优选的，还包括连接器、服务器、客户端、VR眼镜。

所述连接器，是仿生鱼与互联网连接的中转设备。它一端连接互联网，一端和仿生鱼进行无线通信。仿生鱼通讯的信息可以上传至服务器。连接器连接无线充电设备，可以给仿生鱼进行无线充电。连接器连接摄像设备，用于拍摄水下固定角度的影像。

所述服务器，是用来保存和发放仿生鱼影像资料、水环境数据、养鱼资讯、用户交流信息、用户交易信息等的互联网综合服务平台。

所述移动客户端，是用户与仿生鱼交互的终端，即外部接收设备。用户可以在客户端上看到仿生鱼在水中拍摄到的实时影像，以及水下环境质量。并且可遥控仿真鱼在水中用游弋娱乐。用户还可以将水中游玩的影像或照片分享到社交平台上。或者上传到专门的水族社交平台，其他用户可以付费观看。

所述VR眼镜，与摄像头无线连接，用户观看水中影像的设备。用户戴上VR眼镜，可以从仿生鱼的视角观看水底世界。

优选的，仿生鱼内还安装有水下定位模块，与移动客户端无线连接，用于水下定位。

优选的，所述仿生鱼的摄像设备可以设计成双目视觉装置，拍摄水下3D影像。

优选的，所述仿生鱼的鳞片可设置成光伏电池，通过光伏发电补充能量。

优选的，所述客户端可以绑定用户所有的仿生鱼，用户具有对自己对仿生鱼观看和遥控的权限。通过互联网可以实现远程观看和遥控。

附图说明

图1为仿生鱼示意图。

图2为鱼缸生态与移动客户端的系统示意图。

图3为移动客户端仿生鱼操控界面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1中，一种基于互联网控制的仿生鱼装置，包括仿生鱼1，采用防水材质制成的水中游动壳体；仿生鱼游动装置2，设置在仿生鱼内，让仿生鱼在水中水平上下游动；设在仿生鱼上的传感器装置3，用于采集水中的环境数据；摄像装置6，设在仿生鱼上，拍摄水下影像；无线通讯设备4，设在仿生鱼上，将传感器装置和摄像头检测的信号传输到外部接收设备；蓄电池5，为仿生鱼电子元件提供电能；控制器8，控制仿生鱼体内的电子设备。其中，所述仿生鱼是根据仿生学原理设计制造的机器鱼或其他水族生物。它安装有机械装置，用于在水底运动；安装有各种传感器，用于监测水下环境；安装有无线通信设备，用于与连接器进行水下通信；安装有摄像设备，用于拍摄水下影像，存储或实时传输水下影像。

本实施例中，还包括无线充电设备7，用于给蓄电池补充电能；所述无线充电设备7安装在仿生鱼体内，仿生鱼游充电区域，可通过电磁感应或磁场共振进行无线充电。

仿生鱼1内还安装有避障设备，用于避开水中障碍物；避障设备为避障传感器302，所述避障传感器302安装在仿生鱼1头部，防止仿生鱼游动时撞上水中生物或物体。

传感器装置3为水下环境监测传感器301，用于采集水中的环境数据。所述水下环境监测传感器301，包括水温检测传感器、水深检测传感器、溶解氧检测传感器、水质检测传感器。

控制器8，所述控制器8是仿生鱼的大脑，它的核心是高性能微处理器。它监控仿生鱼体内全部的电子设备和机械装置。

所述摄像装置6安装在鱼眼位置，用于拍摄水下影像。所述摄像设备6可以设置成双目视觉装置，拍摄水下3D影像，与VR眼镜进行无线连接，便于给使用者提供更好的视觉体验。

所述无线通信设备4，通过Wifi、蓝牙、Zigbee、无线射频、Lifi(可见光无线通信)、红外、超声波、太赫兹等方式中的至少一种方式进行水下无线通信，便于通过连接器与客户端无线信号连接。抗干扰性而言，Wifi最为适宜。

本实施例中，本发明还包括连接器15、服务器、移动客户端16、VR眼镜。

所述连接器15，是仿生鱼1与互联网连接的中转设备。它一端连接互联网，一端和仿生鱼进行无线通信。仿生鱼通讯的信息可以上传至服务器。连接器连接无线充电设备，可以给仿生鱼进行无线充电。连接器连接摄像设备，用于拍摄水下固定角度的影像。

所述服务器，是用来保存和发放仿生鱼影像资料、水环境数据、养鱼资讯、用户交流信息、用户交易信息等的互联网综合服务平台。

所述移动客户端16，是用户与仿生鱼交互的终端。用户可以在客户端上看到仿生鱼在水中拍摄到的实时影像，以及水下环境质量。并且可遥控仿真鱼在水中用游弋娱乐。用户还可以将水中游玩的影像或照片分享到社交平台上。或者上传到专门的水族社交平台，其他用户可以付费观看。

所述VR眼镜，与摄像头装置6无线连接，用户观看水中影像的设备。用户戴上VR眼镜，可以从仿生鱼的视角观看水底世界。

仿生鱼1内还安装有水下定位模块，与移动客户端无线连接，用于水下定位。

如图1，仿生鱼游动装置2包括胸鳍运动机构201、鱼泡202、尾鳍运动机构203、鱼尾运动机构204；胸鳍运动机构201、尾鳍运动机构203、鱼尾运动机构204均包括压电陶瓷弯曲型致动器，压电陶瓷弯曲型致动器与控制器8连接，由控制器8协调压电陶瓷弯曲型致动器的控制弯曲运动，按照仿生学原理，实现仿生鱼在水中的各种运动姿态。

胸鳍运动机构201、尾鳍运动机构203、鱼尾运动机构204也可以是由电机带动的运动连杆，由控制器8协调控制，达到各种运动姿态。

所述鱼泡202包括与控制器8连接的微型气泵、连接在微型气泵一端的气囊、连接在微型气泵另一端的微型储气瓶，仿生鱼上浮时，微型储气瓶释放气体进入气囊，增加仿生鱼整体浮力，增大上升的浮力；仿生鱼下浮时，微型气泵工作，将气囊内的气体抽入微型储气瓶内，减少仿生鱼整体浮力，便于仿生鱼下浮。

图2示意性地显示了本发明的一种实施方式的鱼缸生态系统的结构。

如图2所示，本发明还包括鱼缸装置，包括鱼缸10、连接器18、摄像机9、照明灯11、无线充电发射装置1501、电磁铁1502、换水装置13、增氧装置14。

其中，所述连接器18设在鱼缸10的一侧，是鱼缸生态系统的总控制器。它一端通过光纤宽带或电缆宽带、3G通讯网络、4G通讯网络、5G通讯网络与互联网连接。另一端控制摄像机9、照明灯11、仿生鱼1、换水装置13、增氧装置14。根据仿生鱼采集的水中环境信息，对鱼缸生态系统作换水、加热、充入氧气、喂食措施，维持鱼缸生态系统。

无线充电发射装置1501安装在鱼缸10的内侧壁上，与连接器15连接，充电时，仿生鱼1内的无线充电设备7与无线充电发射装置1501接触，开始为蓄电池进行无线充电。

所述电磁铁1502安装在无线充电发射装置1501，当仿生鱼1与无线充电发射装置1501接触充电时，所述电磁铁1502得电，将仿生鱼1吸住，保持充电的稳定性。

所述照明灯11除对鱼缸照明外，还可以与仿生鱼1进行Lifi(可见光无线通信)通讯。

如图2所示，移动客户端主界面包括首页按钮、娱乐功能按钮、社交功能按钮、用户信息按钮、内容显示区域。

所述首页按钮，用来返回首页。首页显示用户发布的各类水族信息、交流养鱼经验、仿生鱼影像资料、水环境数据、养鱼资讯、用户交流信息、用户交易信息。所述娱乐功能按钮，用来切换到仿生鱼操控界面。用户可以在仿生鱼操作界面上实时的看到水下影像，且可以遥控仿生鱼在水中自由游动。所述社交功能按钮，用来切换到社交界面。用户可以在社交界面与其他用户聊天。所述用户信息按钮，用来切换到用户信息界面。用户可以在用户信息界面上进行账户登录退出、资料修改、查看用户信息等功能。

图3示意性地显示了本发明的一种实施方式的移动客户端仿生鱼操控界面的示意图。

如图3所示，移动终端16客户端仿生鱼操控界面在左手操作推杆1601、功能按钮栏1602、信息显示栏1603、右手操作推杆1604、影像画面1605。

其中，所述左手操作推杆1601、右手操作推杆1604用来控制仿生鱼向前和左右游动的摇杆。

当左手操作推杆1601和右手操作推杆1604向前推量一样时，仿生鱼向前游动。推量越大，仿生鱼游动越快；推量为0，则停止游动。

当左手操作推杆1601推量大于右手操作推杆1604推量，仿生鱼向右游动；当右手操作推杆1604推量大于左手操作推杆1601推量，仿生鱼向左游动。

所述功能按钮栏1602放置各种功能按钮，如视角切换按钮、拍照按钮、录像按钮、上浮按钮、下潜按钮、自由游动按钮、特技动作按钮等。

所述信息显示栏1603显示水温度、水深度、水中溶解氧浓度、水质等级等信息。

所述影像画面1605实时的显示水中影像。按视角切换按钮可以在仿生鱼视角和鱼缸视角之间切换。

本实施中，本发明可以安装在鱼缸、水族箱、水族馆、海洋馆、博物馆等水域中，用于观赏和娱乐。本发明还可以安装在养鱼场、水生物研究所、天然江河湖泊等水域中，用于水下环境的监测和水下研究。

本实施中，所述仿生鱼可以设计制作成虾、蟹、龟、海豚、海狮、海豹、海象、海马、企鹅等可以在水中游弋的仿生动物，可根据市场和使用场合的需求而设定，并不限定于普通鱼的造型。

本实施中，所述仿生鱼还设有电量自动检测模块和红外位置对接模块。电量低时，仿生鱼启动红外位置对接模块，找到准确的充电位置，仿生鱼可自动游到连接器的充电处，通过电磁感应或磁场共振进行无线充电。

本实施中，所述仿生鱼的鳞片可以为成光伏电池，仿生鱼所有的鳞片电能输出端与蓄电池连接，只有光线即可通过光伏发电补充能量。

本实施中，所述连接器还具有维持水生态环境的功能。根据仿生鱼探测到的水质、水温、溶解氧量等环境数据。通过换水、加热、充入氧气等方式来调节水中环境。

本实施中，所述客户端可以安装在安卓、IOS、Windows、Linux等操作系统上。所述客户端还是用户之间交流的终端。用户可以在客户端上发布各类水族信息，交流养鱼经验。

本实施中，所述客户端可以绑定用户所有的仿生鱼，用户具有对自己对仿生鱼观看和遥控的权限。通过互联网可以实现远程分享或付费观看和遥控。

本实施中，用户可以释放仿生鱼观看的权限给网友，与网友分享水下世界的乐趣。

以上仅为本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可进行若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置，其特征在于：游动装置、传感器装置、摄像装置、无线通讯设备、控制器；

仿生鱼，采用防水材质制成；

游动装置，设置在仿生鱼内，让仿生鱼在水中游动；

传感器装置，设在仿生鱼上的，用于采集水中的环境数据；

摄像装置，设在仿生鱼上，拍摄水下影像；

控制器，控制仿生鱼游动装置、摄像装置、无线通讯设备工作；

无线通讯设备，设在仿生鱼上，将传感器装置和摄像装置检测的信号传输到外部接收设备，通过外部接收设备无线操控仿生鱼的活动及监控采集的数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置，其特征在于：仿生鱼内还设有无线充电设备，用于给蓄电池无线补充电能；所述无线充电设备安装在仿生鱼体内，仿生鱼游充电区域，可通过电磁感应或磁场共振进行无线充电。

3.根据权利要求1所述的一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置，其特征在于：仿生鱼内还设有避障设备，用于避开水中障碍物；避障设备为避障传感器，所述避障传感器安装在仿生鱼头部，防止仿生鱼游动时撞上水中生物或物体。

4.根据权利要求1所述的一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置，其特征在于：传感器装置为水下环境监测传感器，用于采集水中的环境数据；所述水下环境监测传感器，包括水温检测传感器、水深检测传感器、溶解氧检测传感器、水质检测传感器。

5.根据权利要求1所述的一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置，其特征在于：还包括连接器、服务器、移动客户端、VR眼镜。

6.根据权利要求5所述的一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置，其特征在于：所述摄像装置安装在鱼眼位置，所述摄像设备可以设置成双目视觉装置，拍摄水下3D影像，与VR眼镜进行无线连接。

7.根据权利要求5所述的一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置，其特征在于：所述连接器，是仿生鱼与互联网连接的中转设备，它一端连接互联网，一端和仿生鱼进行无线通信，仿生鱼通讯的信息可以上传至服务器；

所述服务器，是用来保存和发放仿生鱼影像资料、水环境数据、养鱼资讯、用户交流信息、用户交易信息等的互联网综合服务平台；

所述移动客户端，是用户与仿生鱼交互的终端；用户可以在客户端上看到仿生鱼在水中拍摄到的实时影像，以及水下环境质量；

所述VR眼镜，与摄像头无线连接，用户观看水中影像的设备。

8.根据权利要求1或2所述的一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置，其特征在于：仿生鱼游动装置包括胸鳍运动机构、尾鳍运动机构、鱼尾运动机构；胸鳍运动机构、尾鳍运动机构、鱼尾运动机构均包括压电陶瓷弯曲型致动器，压电陶瓷弯曲型致动器与控制器连接，由控制器协调压电陶瓷弯曲型致动器的控制弯曲运动，实现仿生鱼在水中的各种运动姿态。

9.根据权利要求1所述的一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置，其特征在于：还包括鱼缸装置，包括鱼缸、连接器、摄像机、照明灯、无线充电发射装置、电磁铁；

所述连接器设在鱼缸的一侧，是鱼缸装置的总控制器；

无线充电发射装置安装在鱼缸的内侧壁上，与连接器连接，充电时，仿生鱼内的无线充电设备与无线充电发射装置接触，开始为蓄电池进行无线充电；

所述电磁铁安装在无线充电发射装置，当仿生鱼与无线充电发射装置接触充电时，所述电磁铁得电，将仿生鱼吸住，维持充电的稳定性；

所述照明灯可以对鱼缸照明，还可与仿生鱼进行可见光无线通讯。

10.根据权利要求1所述的一种基于互联网控制的互动仿生鱼装置，其特征在于：所述仿生鱼还设有电量自动检测模块和红外位置对接模块；电量低时，仿生鱼启动红外位置对接模块，找到准确的充电位置，仿生鱼可自动游到连接器的充电处。

所述仿生鱼的鳞片可以为成光伏电池，仿生鱼所有的鳞片电能输出端与蓄电池连接，有光线即可通过光伏发电补充电能。