CN108974357A - 一种水空两用鱼群探测无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水空两用鱼群探测无人机，包括：耐压壳体，耐压壳体为两端向外凸起的圆柱形密闭结构；空气螺旋桨，空气螺旋桨设置于耐压壳体的一端；发动机，发动机设置于耐压壳体内靠近空气螺旋桨的一侧，并通过动力轴承为空气螺旋桨提供动力；飞行翼，飞行翼对称设置于耐压壳体的中部；水下推动器，水下推动器设置于耐压壳体的另一端，并采用锂电池组为其提供动力。本发明提供的水空两用鱼群探测无人机，具有水下运动灵活，高续航，可从空中和水里对鱼群进行自动跟踪探测，并可对鱼群进行驱赶方便捕捞船进行打捞，减少了捕捞船只的油料消耗，大大提高了捕捞效率，具有很高的推广性。

Description

一种水空两用鱼群探测无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，更具体的说是涉及一种水空两用鱼群探测无人机。

背景技术

目前，现代捕鱼通常采用渔船携带声呐设备，利用超声波反射定位原理对鱼群位置进行定位，并进行捕捞。

但是，鱼群是在游动的，其运动也是不规律的，通过声呐设备虽然可以找到鱼群位置，但需要渔船进行跟随进行试探性捕捞，这样不仅会浪费大量的燃料、人力而且效率低下。尤其对于出海远洋捕捞，所携带的燃料是有限的，续航里程也是固定的，在航行的范围内能否发现鱼群，并进行有效的捕捞是非常关键的。

因此，能否及时发现鱼群并对其进行有效的监控捕捞是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种水空两用鱼群探测无人机，通过空中和水中相结合的探测跟踪方式，提高了捕捞船只的工作效率，同时也节省了燃料，提高了捕捞船只的续航里程。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

水空两用鱼群探测无人机，包括：耐压壳体，所述耐压壳体为两端向外凸起的圆柱形密闭结构；空气螺旋桨，所述空气螺旋桨设置于所述耐压壳体的一端；发动机，所述发动机设置于所述耐压壳体内靠近所述空气螺旋桨的一侧，并通过动力轴承为所述空气螺旋桨提供动力；飞行翼，所述飞行翼对称设置于所述耐压壳体的中部；水下推动器，所述水下推动器设置于所述耐压壳体的另一端，并采用锂电池组为其提供动力。

所述耐压壳体采用流线型的结构设计，使本发明的无人机无论在水中还是在空中航行时的受到的阻力都很小，从而提高了无人机的续航能力；在空中航行时采用所述发动机提供动力，在水中航行时则由所述锂电池组提供动力，这样分开独立的动力设计，减小了机身的设计难度，不用再考虑单独利用发动机时的通气问题，以及单独采用电池能源的续航问题。同时独立的动力设计提高了无人机在水下的下潜深度。

优选的，所述水空两用鱼群探测无人机还包括储水箱，所述储水箱设置在所述耐压壳体内并靠近所述飞行翼。

优选的，所述水空两用鱼群探测无人机还包括排水泵，所述储水箱通过所述排水泵与外界连通。

所述储水箱配合所述排水泵，在水中下潜时通过所述排水泵吸入水，帮助下潜；在上升时通过所述排水泵排出所述储水箱中的水，减轻无人机的重量帮助上升。

优选的，所述水空两用鱼群探测无人机还包括储液箱，所述储液箱设置在所述耐压壳体内的中后部并靠近所述储水箱。

优选的，所述水空两用鱼群探测无人机还包括前储液箱和后储液箱，所述前储液箱设置于所述耐压壳体内靠近所述发动机的一侧；所述后储液箱设置于所述耐压壳体内靠近所述推动器的一侧。

优选的，所述水空两用鱼群探测无人机还包括前电磁控制阀和后电磁控制阀，所述前储液箱通过所述前电磁控制阀与所述储液箱连通；所述后储液箱通过所述后电磁控制阀与所述储液箱连通。

所述储液箱通过所述前电磁控制阀以及后电磁控制阀根据无人机的动作需要，为所述前储液箱和所述后储液箱注入液体，从而使无人机在水中的动作更加的灵活。

优选的，所述水下推动器由电动机和水浆组成，所述电动机由所述锂电池组进行供电以带动所述水浆转动。

所述电动机和所述水浆可减小无人机在水下航行的噪音，使其可以更加容易的接近鱼群，不会惊动鱼群。

优选的，所述飞行翼与所述耐压壳体活动连接，在水下航行时所述飞行翼由水平方向向竖直方向转动以改变所述飞行翼上、下表面的液体流速。

所述无人机在水中进行航行时，通过改变所述飞行翼的姿态，从而使其产生向上或向下的升力，使所述无人机可以顺利的下潜和上升。

优选的，所述尾翼设置于所述耐压壳体远离所述空气螺旋桨的另一端。

所述尾翼的设置，可使所述无人机在水中和空中保持平衡，不会左右晃动，同时还可以方便的改变改变航向。

优选的，所述水空两用鱼群探测无人机还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括：控制器、鱼群探测器、图像采集设备、无线通信设备、GPS定位设备、压力传感器以及流速传感器；所述鱼群探测器、所述图像采集设备、所述无线通信设备、所述GPS定位设备、所述压力传感器以及所述流速传感器分别与所述控制器电连接。

所述智能控制系统的设置，使所述无人机可自动发现鱼群并对鱼群进行跟踪、驱赶从而方便捕捞，提高了捕捞效率。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种水空两用鱼群探测无人机，通过鱼群探测设备自动发现鱼群，并从空中和水里进行自动跟踪探测，并可对鱼群进行驱赶方便捕捞船进行打捞，减少了捕捞船只的油料消耗，大大提高了捕捞效率，具有很高的推广性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的结构示意图。

图2附图为本发明提供的智能控制系统的组成框图。

其中1为空气螺旋桨，2为发动机，3为锂电池组，4为排水泵，5为储水箱，6为储液箱，7为后储液箱，8为前储液箱，9为飞行翼，10为水下推进器，101为电动机，102为水浆，11为后电磁控制阀，12为前电磁控制阀，13为尾翼，131为垂直翼，132为平行翼，14为耐压壳体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，本发明实施例公开了一种水空两用鱼群探测无人机，包括：耐压壳体14，耐压壳体14为两端向外凸起的圆柱形密闭结构；空气螺旋桨1，空气螺旋桨1设置于耐压壳体14的一端；发动机2，发动机2设置于耐压壳体14内靠近空气螺旋桨1的一侧，并通过动力轴承为空气螺旋桨1提供动力；飞行翼9，飞行翼9对称设置于耐压壳体14的中部；水下推动器10，水下推动器10设置于耐压壳体14的另一端，并采用锂电池组3为其提供动力。

在本发明的一具体实施例中，耐压壳,14和飞行翼9采用高强度碳纤维材料制成，在减轻机身重量的基础上，是机身的结构更加的牢固，可以使无人机承受水下的压力；发动机2采用小型活塞发动机，最大功率为5Kw，推力为15Kg可使无人机航行速度达到30Km/h；采用可折叠收放的空气螺旋桨，当无人机在空中飞行时，螺旋桨在离心力的作用下展开，当无人机在水下航行时，发动机停止工作，螺旋桨自然收起贴合于机头，从而减小了无人机在水下航行时的阻力。无人机在空中飞行时由发动机2提供动力，当进入水中后发动机关闭由锂电池组3提供动力；两套独立的动力系统，解决了单独使用活塞发动机的通气问题，以及单独使用锂电池组作为动力时的续航不足的问题，减小了无人机的设计难度。

在本发明的另一具体实施例中，水下推动器10设置为可收起到耐压壳体14内部的结构，在空中航行时则收起到耐压壳体14的内部，进一步减小飞行的阻力，在进入水中后，则放下水下推动器14推动无人机在水中航行。

为进一优化该技术方案，储水箱5设置在耐压壳体14内并靠近飞行翼9；储水箱5通过排水泵4与外界连通。

在本发明的一具体实施例中，当无人机从空中进入水中时，需减速俯冲进入水中，而由于重量较轻，而在进入水中后需要克服浮力的作用，这就需要水下推动器10提供很大的推力，而紧靠水下推动器10的推力其下潜的效果并不好且对电能消耗非常大；通过在进入水中后，由排水泵4为储水箱5注水，从而增加无人机的重量使其能更加迅速和顺利的进入水中，并在水中平稳的航行。

为进一步优化该技术方案，储液箱6设置在耐压壳体14内的中后部并靠近储水箱4；前储液箱8设置于耐压壳体14内靠近发动机2的一侧；后储液箱设置于耐压壳体14内靠近水下推动器10的一侧；前储液箱8通过前电磁控制阀12与储液箱6连通；后储液箱7通过后电磁控制阀11与储液箱6连通。

在本发明的一具体实施例中，储液箱6中储存的液体可为石油经提炼后剩余的重油，其密度接近水且价格非常的便宜。当无人机在水中进行航行时，通过储液箱6向前储液箱8和后储液箱7注入或抽出重油，可使无人机的重心改变，从而使其在水中可更加灵活的进行上升和下潜的动作，相比较单独依靠飞行翼9来进行上升和下潜的动作，重心的改变使无人机动作的响应更加的迅速准确，使其在水下对鱼群的跟踪和驱赶更加的容易。

为进一步优化该技术方案，水下推动器10由电动机101和水浆102组成，电动机101由锂电池组3进行供电以带动水浆102转动。

在本发明的一具体实施例中，电动机101采用防水性良好的无刷电机，水浆102采用定距三叶水浆，无刷电机和定距三叶水浆相互配合，其产生的噪音很小适宜对鱼群进行跟踪。

为进一步优化该技术方案，飞行翼9与耐压壳体14活动连接，在水下航行时飞行翼9由水平方向向竖直方向转动以改变飞行翼9上、下表面的液体流速。

在本发明的一具体实施例中，飞行翼9的旋转可使上，下表面的水的流速改变，从而使飞行翼9上、下表面的压力发生变化，使无人机在水中上升或下降，与无人机内部的储液箱6、前储液箱8以及后储液箱7配合使无人机的动作响应更加的灵敏。

为进一步优化该技术方案，尾翼13设置于耐压壳体14远离空气螺旋桨的另一端。

在本发明的一具体实施例中，尾翼13采用类似潜水艇的水平翼132和垂直翼131结合的设计方式，通过改变水平翼132的位置，可使无人机在水中上、下运动个；通过改变垂直翼131的位置，可使无人机在水平方向上的运动轨迹发生改变；水平翼132和垂直翼131两者相互配合，进行无人机在水中和空中的航行姿态的改变。

为进一步优化该技术方案，本发明无人机上还包括智能控制系统，智能控制系统包括：控制器、鱼群探测器、图像采集设备、无线通信设备、GPS定位设备、压力传感器以及流速传感器；鱼群探测器、图像采集设备、无线通信设备、GPS定位设备、压力传感器以及流速传感器分别与控制器电连接。

参照图2，在本发明的一具体实施例中，使用者可通过无线遥控设备对无人机发送指令，无人机控制器通过无线通信设备接受指令后，以捕捞船为中心无人机根据使用者设定的巡视范围和巡视时间，自动对鱼群进行探测。首先无人机在空中通过鱼群探测设备进行大范围内的搜寻，当发现鱼群后，在控制器的控制下，无人机自行飞向鱼群所在的位置；到达鱼群所在位置后，进入水中后自行对鱼群进行追踪，并通过图像采集设备对鱼群进行观察，经控制器分析后通过无线通信设备将图像信息发送给无线遥控设备，方便使用者对鱼群的种类和大小进行判断；同时无人机将鱼群的位置信息通过无线通信设备发送给无线遥控设备，方便使用者确定鱼群的位置；压力传感器将无人机所在位置的压力信息传送给控制器，控制器经分析处理后将鱼群所在位置的深度发送给无线遥控设备供使用者查看；控制器通过流速传感器得到无人机跟随鱼群的速度，并将速度信息发送给使用者。使用者在得到上述信息后，可判断能否捕捞，以及以什么形式进行捕捞。这样就方便了使用者进行判断，提高了捕捞的效率。

在本发明的另一具体实施例中，多个无人机之间可以进行相互通信，并进行配合使用。使用者在确定要进行捕捞后，可以放出多个无人机，并通过无线遥控设备对无人机发出合围的指令，无人机控制器在得到指令后，各无人机之间建立通信联系，并围绕鱼群进行转动使鱼群在固定的区域内进行游动，此时使用者根据无人机提供的GPS位置信息可迅速到达指定位置，从而方便了捕捞。

在本发明的一些具体实施例中，无人机还装备有小型发电机（图中未示出），控制器检测到锂电池3电量不足，当无人机在空中进行飞行时，会自动使发动机2通过小型发电机为锂电池组3充电，为水下的航行做好准备。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种水空两用鱼群探测无人机，其特征在于，包括：

耐压壳体（14），所述耐压壳体（14）为两端向外凸起的圆柱形密闭结构；

空气螺旋桨（1），所述空气螺旋桨（1）设置于所述耐压壳体（14）的一端；

发动机（2），所述发动机（2）设置于所述耐压壳体（14）内靠近所述空气螺旋桨（1）的一侧，并通过动力轴承为所述空气螺旋桨（1）提供动力；

飞行翼（9），所述飞行翼（9）对称设置于所述耐压壳体（14）的中部；

水下推动器（10），所述水下推动器（10）设置于所述耐压壳体（14）的另一端，并采用锂电池组（3）为其提供动力。

2.根据权利要求1所述的一种水空两用鱼群探测无人机，其特征在于，还包括储水箱（5），所述储水箱（5）设置在所述耐压壳体（14）内并靠近所述飞行翼（9）。

3.根据权利要求2所述的一种水空两用鱼群探测无人机，其特征在于，还包括排水泵（4），所述储水箱（5）通过所述排水泵（4）与外界连通。

4.根据权利要求1所述的一种水空两用鱼群探测无人机，其特征在于，还包括储液箱（6），所述储液箱（6）设置在所述耐压壳体（14）内的中后部并靠近所述储水箱（5）。

5.根据权利要求4所述的一种水空两用鱼群探测无人机，其特征在于，还包括前储液箱（8）和后储液箱（7），所述前储液箱（8）设置于所述耐压壳体（14）内靠近所述发动机（2）的一侧；所述后储液箱（7）设置于所述耐压壳体（14）内靠近所述水下推动器（10）的一侧。

6.根据权利要求5所述的一种水空两用鱼群探测无人机，其特征在于，还包括前电磁控制阀（12）和后电磁控制阀（11），所述前储液箱（8）通过所述前电磁控制阀（12）与所述储液箱（6）连通；所述后储液箱（7）通过所述后电磁控制阀（11）与所述储液箱（6）连通。

7.根据权利要求1所述的一种水空两用鱼群探测无人机，其特征在于，所述水下推动器（10）由电动机（101）和水浆（102）组成，所述电动机（101）由所述锂电池组（3）进行供电以带动所述水浆（102）转动。

8.根据权利要求1所述的一种水空两用鱼群探测无人机，其特征在于，所述飞行翼（9）与所述耐压壳体（14）活动连接，在水下航行时所述飞行翼（9）由水平方向向竖直方向转动以改变所述飞行翼（9）上、下表面的液体流速。

9.根据权利要求1所述的一种水空两用鱼群探测无人机，其特征在于，还包括尾翼（13），所述尾翼（13）设置于所述耐压壳体（14）远离所述空气螺旋桨（1）的另一端。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种水空两用鱼群探测无人机，其特征在于，所述一种水空两用鱼群探测无人机还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括：控制器、鱼群探测器、图像采集设备、无线通信设备、GPS定位设备、压力传感器以及流速传感器；所述鱼群探测器、所述图像采集设备、所述无线通信设备、所述GPS定位设备、所述压力传感器以及所述流速传感器分别与所述控制器电连接。