CN109122611B - 一种深海触发主动式生物诱捕器及控制方法 - Google Patents

一种深海触发主动式生物诱捕器及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于海洋资源的开发设备技术领域，公开了一种深海触发主动式生物诱捕器及控制方法，通过驱动机构的销子插入中心固定轴和中心移动套管，设定移动架和固定架的相对位置，形成完全开放式的诱捕入口；当诱捕器在海底进行诱捕深海生物时，触发机构处于开启状态，触发机构外侧包裹的诱饵受到一定咬合力下，触发机构就处于闭合诱捕器的工作状态，通过线缆将响应及时传递到驱动机构。本发明采用全开放的诱捕入口，大大提高了深海生物进入诱捕区的可能性；采用触发主动机构，可以针对鱼类等生物特定诱捕，并能及时触发，实现快速控制和响应，具备稳、准、快的诱捕特点，针对性较强、诱捕成功率较高。

Description

一种深海触发主动式生物诱捕器及控制方法
技术领域
本发明属于海洋资源的开发设备技术领域，尤其涉及一种深海触发主动式生物诱捕器及控制方法。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：
随着海洋资源的开发，对深海生物的研究不断深入、样本需求量不断增多，迫切需要稳、准、快的生物诱捕器。
尤其是深海环境里，端足类的无脊椎生物相对鱼类等脊椎生物较多，对误导诱捕脊椎生物的影响较大，而且深海环境赋予了脊椎生物很高的敏感性，对诱捕入口要求很高，使得诱捕更加困难。
目前所存在的生物诱捕器大多采用静态定时关闭诱捕方式或者拖网、抓斗方式，但这些诱捕方式无法进行准确的判断和及时的诱捕。当深海生物进入诱捕区时，很容易在关闭诱捕器前，甚至深海生物吃完诱饵后逃逸。
综上所述，现有技术存在的问题是：
（1）现有技术的诱捕方式无法进行准确的判断和及时的诱捕；在关闭诱捕器前，不能有效控制深海生物吃完诱饵后逃逸的问题。
（2）现有技术的诱捕开口多数采用由大到小的“喇叭口”结构，无法实现全开放形式，在深海生物游到诱捕口时，只会在诱捕口迂回游动，不能保证敏锐的深海生物完全进入诱捕口；
（3）对于大深度的诱捕，现有的驱动机构不仅成本昂贵、体积庞大，而且在高压环境下，执行力完全达不到预期的要求。
解决上述技术问题的难度和意义：
难度：在深海环境下，首先必须要克服深海压力对驱动设备和传感器的影响，保证设备在高压环境下可以执行预期测试的要求，同时可以带动深海装备的发展；其次实现全开放的诱捕入口，对于敏锐的深海生物虽然很容易进行诱捕区，但也更加容易发生逃逸，不能有效的诱捕到深海生物。所以急需一种可以迅速做出关闭诱捕器反应的机构和控制，才能有效的、针对性的诱捕深海生物，实现前所未有的一种新的诱捕机构；最后在深海生物进入诱捕区，咬合诱饵时，需要一种灵敏、准确的触发机构，来识别深海生物是否正处于完全诱捕区，并需要有一套能够及时响应的控制器和执行器来做出关闭诱捕器的动作。
意义：目前的诱捕功能都比较单一，无法同时满足上述各个要求的指标，本设计的一种深海触发主动式生物诱捕器不仅可以同时解决技术难题，实现稳、准、快的诱捕深海生物，而且对发展深海装备、开发新的海洋资源、探索海洋未知领域等提供了强有力的技术支撑。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种深海触发主动式生物诱捕器及控制方法。
本发明是这样实现的，一种深海触发主动式生物诱捕器的控制方法。采用外侧包裹诱饵的触发机构，启发大小可以根据触发机构的灵敏度，即实现高、低电平的转化进行控制，能够防止一定大小的海流和小型深海生物的触发干扰，可以有效诱捕一定范围大小的预期深海生物；启动时间可以做到毫秒级别，能及时发出触发指令，并响应到控制器，瞬间执行驱动机构，实现快速控制和响应，及时关闭诱捕器。具备稳、准、快的诱捕特点，针对性较强、诱捕成功率较高。现有的生物诱捕器无法进行控制来识别深海生物的大小和无法主动做出诱捕的动作，仅仅依靠开口依次变小的倒须才能实现被动式诱捕。
本发明具体包括：
通过驱动机构的销子插入中心固定轴和中心移动套管，设定移动架和固定架的相对位置，形成完全开放式的诱捕入口；
当诱捕器在海底进行诱捕深海生物时，触发机构处于开启状态，触发机构外侧包裹的诱饵受到一定咬合力下，即进行高、低电平的转化来实现检测和判断，触发机构就处于闭合诱捕器的工作状态，通过线缆将响应及时传递到驱动机构；
工作的驱动机构带动丝杆旋转运动，传递到丝杆螺母上，带动销子的直线运动，销子从中心固定轴和中心移动套管上拨出；移动架在自身重量和阻尼机构的弹力下，依靠中心固定轴与中心移动套管、导轨机构进行导向，进行移动架的向下快速运动，与固定架形成一道完全封闭的网孔屏障，实现深海生物的指定诱捕。
进一步，所述深海触发主动式生物诱捕器的控制方法进一步包括：
如果没有启动触发机构的闭合诱捕器工作状态时，在驱动机构的控制器中，通过设定的时间，自动开启定时关闭诱捕器工作模式。
本发明的另一目的在于提供一种深海触发主动式生物诱捕器，包括诱捕框架、触发机构、驱动执行机构、阻尼弹力机构、导轨机构。
所述诱捕框架包括底座固定架和移动架，底座固定架四个侧面为全开放的诱捕入口、底侧设有特定网孔大小的编织网。移动架紧贴于固定架的内侧，除底侧外，其余几个面均设有特定网孔大小的编织网，在关闭诱捕器时，诱捕框架的两个框架形式一道封闭的网孔屏障，防止深海生物的逃逸；
所述触发机构位于固定架的底座上，根据预期深海生物的大小来调节触发机构设定的灵敏度，即实现高、低电平的转化进行控制，设定触发器启动工作的大小，实现关闭生物诱捕器的工作模式；
所述驱动执行机构位于移动架的上侧，并通过线缆连接触发机构，包括电机、减速器、丝杆和螺母、控制器及保护罐体等，接收到触发命令并执行电机的旋转运动，传递到减速器和丝杆的旋转，实现螺母带动销子的直线运动；所述阻尼弹力机构位于固定架和移动架的正中心，通过阻尼弹簧配合套管机构形式来实现移动架在固定架内侧的移动；
所述导轨机构位于移动架四个立柱上，用于保证移动架的导向和上下运动的流畅度。
进一步，所述触发机构隐藏在诱饵内部，针对鱼类等脊椎类生物，设定触发感应器的启动大小，依靠深海生物的咬合力进行工作性的触发，可以避免端足类等小型生物对触发启动的影响。
进一步，所述底座固定架采用质量较轻的铝合金方管焊接方式，四个侧面为诱捕入口，采用全开放的形式，提高深海生物进去诱捕区的可能性；底侧用特定的网孔编织网密封，可以根据采样生物的大小来调整网孔的大小。
进一步，所述阻尼弹簧，此处采用成本较低、功能较强的拉簧，可根据移动架移动速度来调整阻尼弹簧的大小，控制关闭诱捕器的反应时间。弹簧用于深海环境，机构简单、成本较低。
进一步，所述导轨机构，采用POM或者尼龙材质，滑动效果好、成本低、不受深海环境影响。
进一步，框架还包含了中心固定轴和中心移动套管，有利于移动座导向运动。
进一步，导轨机构可以适当进行减少；触发机构的复杂控制可以简单化，可以直接设有定时触发工作。触发机构安装位置满足于固定架底面靠近中心位置即可，驱动机构安装位置满足于固定架上侧的位置即可。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
本发明采用诱捕入口全开放的结构形式，提高深海生物进入诱捕区的可能性；在诱捕区安装了特定触发机构，不仅可以避免深海端足类小型生物的影响，而且可以准确的启动触发机构和及时的执行驱动机构，从而提高了诱捕的成功率和针对性，有效防止深海生物的逃逸。
本发明的优点还体现在：
本发明采用全开放的诱捕入口，与目前已有同样大小的生物诱捕器相比，目前已有诱捕器的每一面诱捕入口面积一般低于这一面的一半面积，而且是由外到内逐渐变小的入口结构。本设计的属于全开放入口形式，除了支撑立柱外均为诱捕入口，其大大提高了深海生物进入诱捕区的可能性；
本发明采用触发主动机构，可以针对鱼类等生物特定诱捕。现有的诱捕器仅仅依靠开口依次变小的倒须才能实现被动式诱捕，无法进行识别深海生物的大小和无法主动做出诱捕动作。本设计采用外侧包裹诱饵的触发机构，启发大小可以根据触发机构的灵敏度，即实现高、低电平的转化进行控制，能够防止一定大小的海流和小型深海生物的触发干扰，可以有效诱捕一定范围大小的预期深海生物；启动时间可以做到毫秒级别，能及时发出触发指令，并响应到控制器，瞬间执行驱动机构，实现快速控制和响应，及时关闭诱捕器。具备稳、准、快的诱捕特点，针对性较强、诱捕成功率较高；
本发明采用阻尼和导轨机构，用于在关闭诱捕器时，阻尼机构提供关闭的主要动力、导轨机构提供减少摩擦和增加导轨流畅的目的，触发传感器并执行驱动机构时，可以快速关闭诱捕器，有效防止深海生物的逃逸；
本发明中框架材质采用铝合金，不仅具有耐海水腐蚀的性能，而且质量较轻，适用于深海环境。
附图说明
图1是本发明实施例提供的深海触发主动式生物诱捕器示意图。
图中：1、底座固定架；2、移动架；3、导轨机构（滚轮）；4、驱动系统；5、线缆；6、丝杆；7、丝杆螺母；8、销子；9、中心固定轴；10、中心移动套管；11、阻尼机构（拉簧）；12、编织网；13、触发机构。
实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现有技术的诱捕方式无法进行准确的判断和及时的诱捕；在关闭诱捕器前，不能有效控制深海生物吃完诱饵后逃逸的问题。
下面结合具体分析对本发明作进一步描述。
本发明实施例提供的深海触发主动式生物诱捕器的控制方法，包括： 采用外侧包裹诱饵的触发机构，启发大小可以根据触发机构的灵敏度，即实现高、低电平的转化进行控制，能够防止一定大小的海流和小型深海生物的触发干扰，可以有效诱捕一定范围大小的预期深海生物；启动时间可以做到毫秒级别，能及时发出触发指令，并响应到控制器，瞬间执行驱动机构，实现快速控制和响应，及时关闭诱捕器。具备稳、准、快的诱捕特点，针对性较强、诱捕成功率较高。现有的生物诱捕器无法进行控制来识别深海生物的大小和无法主动做出诱捕的动作，仅仅依靠开口依次变小的倒须才能实现被动式诱捕。
本发明具体包括：
通过驱动机构的销子插入中心固定轴和中心移动套管，设定移动架和固定架的相对位置，形成完全开放式的诱捕入口；
当诱捕器在海底进行诱捕深海生物时，触发机构处于开启状态，触发机构外侧包裹的诱饵受到一定咬合力下，即进行高、低电平的转化来实现检测和判断，触发机构就处于闭合诱捕器的工作状态，通过线缆将响应及时传递到驱动机构；
工作的驱动机构带动丝杆旋转运动，传递到丝杆螺母上，带动销子的直线运动，销子从中心固定轴和中心移动套管上拨出；移动架在自身重量和阻尼机构的弹力下，依靠中心固定轴与中心移动套管、导轨机构进行导向，进行移动架的向下快速运动，与固定架形成一道完全封闭的网孔屏障，实现深海生物的指定诱捕。
所述深海触发主动式生物诱捕器的控制方法进一步包括：
如果没有启动触发机构的闭合诱捕器工作状态时，在驱动机构的控制器中，通过设定的时间，自动开启定时关闭诱捕器工作模式。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
图1，本发明实施例提供的深海触发主动式生物诱捕器，底座固定架1采用质量较轻的铝合金材质进行焊接成方形，整个底面用编织网平铺，用于收集深海生物，四个侧面采用完全开放的形式，对于敏感性较强的深海生物，有利于进入诱捕区。底座上安装有触发机构13，被包裹在诱饵内部，通过诱饵诱惑深海生物进行主动触发。通过线缆5与安装在固定架上侧的驱动机构4连接，实现主动触发后，及时在驱动机构4上做出响应。
移动架2安装在固定架1的内侧，结构形式与之相同，通过四个立柱的导轨机构3进行移动架2的限位和导向。移动架2除下表面以外，其余五个表面均用编织网进行缠绕，与固定架1的底面形成一道封闭网孔空间，防止深海生物的逃逸。
中心固定轴9两端分别连接在固定架1的上、下两个面的中心位置，同时外侧套有中心移动套管10，中心移动套管10固定在移动架2上表面的中心位置。中心固定轴9和中心移动套管10之间安装了阻尼机构（拉簧）11，用于提供移动架2向下运动的初始力，有利于快速关闭诱捕器，实现捕捉深海生物。
下面结合工作原理对本发明作进一步描述。
当布放诱捕器时，移动架2靠近固定架2的上表面，通过驱动机构的销子插入中心固定轴9和中心移动套管10，设定移动架2和固定架1的相对位置，形成一道完全开放式的诱捕入口。此时阻尼机构（拉簧）11处于拉紧状态，提供向下的力最大。当诱捕器在海底进行诱捕深海生物时，触发机构13属于开启状态，一旦深海生物进去诱捕区，并能撕咬触发机构13外侧包裹的诱饵，在一定咬合力下，触发机构就处于闭合诱捕器的工作状态，迅速通过线缆5将响应及时传递到驱动机构4，工作的驱动机构4带动丝杆6旋转运动，传递到丝杆螺母7上，从而带动销子8的直线运动，销子8将从中心固定轴9和中心移动套管10上拨出。此时移动架2在自身重量和阻尼机构11的弹力下，依靠中心固定轴9与中心移动套管10、导轨机构3进行导向，实现移动架2的向下快速运动，与固定架1快速形成一道完全封闭的网孔屏障，实现深海生物的指定诱捕。如果一定时间后，没有鱼类等脊椎生物经过或者没有启动触发机构13的闭合诱捕器工作状态时，在驱动机构的控制器中，也设有定时工作的功能。在设定时间时，自动会开启定时关闭诱捕器工作模式。
作为本发明的优选实施例，导轨机构可以适当进行减少；触发机构的复杂控制可以简单化，可以直接设有定时触发工作。触发机构安装位置满足于固定架底面靠近中心位置即可，驱动机构安装位置满足于固定架上侧的位置即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种深海触发主动式生物诱捕器的控制方法，其特征在于，所述深海触发主动式生物诱捕器的控制方法包括：
通过驱动机构的销子插入中心固定轴和中心移动套管，设定移动架和固定架的相对位置，形成完全开放式的诱捕入口；
当诱捕器在海底进行诱捕深海生物时，触发机构处于开启状态，触发机构外侧包裹的诱饵受到咬合力，触发机构根据自身启发大小的灵敏度，实现高、低电平的转化并进行控制，确认是否受到咬合，触发机构启动时，能及时发出触发指令，通过线缆及时响应到控制器，瞬间执行驱动机构，使诱捕器处于关闭的工作状态；
工作的驱动机构带动丝杆旋转运动，传递到丝杆螺母上，带动销子的直线运动，销子从中心固定轴和中心移动套管上拨出；移动架在自身重量和阻尼机构的弹力下，依靠中心固定轴与中心移动套管、导轨机构进行导向，进行移动架的向下快速运动，与固定架形成一道完全封闭的网孔屏障，实现深海生物的指定诱捕；
所述深海触发主动式生物诱捕器的控制方法进一步包括：
如果没有启动触发机构的闭合诱捕器工作状态时，在驱动机构的控制器中，通过设定的时间，自动开启定时关闭诱捕器工作模式。
2.一种实现权利要求1所述深海触发主动式生物诱捕器的控制方法的深海触发主动式生物诱捕器，其特征在于，所述深海触发主动式生物诱捕器包括诱捕框架、触发机构、驱动执行机构、阻尼弹力机构、导轨机构；
所述诱捕框架包括底座固定架和移动架，底座固定架四个侧面为全开放的诱捕入口、底侧设有特定网孔大小的编织网；
移动架紧贴于固定架的内侧，除底侧外，其余几个面均设有特定网孔大小的编织网；在关闭诱捕器时，诱捕框架的两个框架形式一道封闭的网孔屏障，用于防止深海生物的逃逸；
所述触发机构位于固定架的底座上，根据预期深海生物的大小来调节触发机构设定的灵敏度，即实现高、低电平的转化进行控制，设定触发器启动工作的大小，实现关闭生物诱捕器的工作模式；
所述驱动执行机构位于移动架的上侧，并通过线缆连接触发机构，包括电机、减速器、丝杆和螺母、控制器及保护罐体，接收到触发命令并执行电机的旋转运动，传递到减速器和丝杆的旋转，螺母带动销子的直线运动；
所述阻尼弹力机构位于固定架和移动架的正中心，通过阻尼弹簧配合套管机构形式来进行移动架在固定架内侧的移动；
所述导轨机构位于移动架四个立柱上，用于移动架的导向和上下运动。
3.如权利要求2所述的深海触发主动式生物诱捕器，其特征在于，所述触发机构安装在诱饵内部，根据触发感应器的高、低电平的大小设定启动大小，依靠深海生物的咬合力进行工作性的触发。
4.如权利要求2所述的深海触发主动式生物诱捕器，其特征在于，所述底座固定架采用铝合金方管焊接方式，四个侧面为诱捕入口，采用全开放的形式；底侧采用网孔编织网密封，根据采样生物的大小调整网孔的大小。
5.如权利要求2所述的深海触发主动式生物诱捕器，其特征在于，所述阻尼弹簧，根据移动架移动速度调整阻尼弹簧的大小，控制关闭诱捕器的反应时间。
6.如权利要求2所述的深海触发主动式生物诱捕器，其特征在于，所述导轨机构，采用POM或者尼龙材质。
7.如权利要求2所述的深海触发主动式生物诱捕器，其特征在于，框架进一步包括中心固定轴和中心移动套管，中心固定轴和中心移动套管用于移动座导向运动。
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