CN109371899B - 一种消浪鱼装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种消浪鱼装置，属于消浪技术领域。所述消浪鱼装置包括鱼身、消浪装置、浮降装置、游动装置、波高传感器、风向传感器和控制器；消浪装置包括设置在鱼身上方及下方的消浪鱼鳍、设置在鱼身两个侧面的消浪鱼鳞，以及设置在鱼身远离鱼头一端的消浪尾鳍，消浪鱼鳍包括多个球形消浪枝，每个球形消浪枝均包括消浪球和消浪枝，每片消浪鱼鳞均包括鳞片以及多个微型消浪叶轮，鳞片与鱼身转动连接，鱼身内设有多个鱼鳞驱动装置，消浪尾鳍包括多根柔性消浪刺，多根柔性消浪刺安装在鱼身远离鱼头的一端；波高传感器设置在鱼身接近鱼头的部位；风向传感器设置在鱼身的上方；浮降装置安装在鱼身上；游动装置安装在鱼身上；控制器安装在鱼身上。
Description
技术领域
本发明涉及消浪技术领域，特别涉及一种消浪鱼装置。
背景技术
目前主要河流现有堤防大部分是在民堤基础上加高培厚形成的。堤防绝大部分是自然状态，在一些洪水多发的河流，高水位时容易产生1~2m的浪高，所以堤防受风浪的威胁较大。极易造成滑坡、塌岸、波浪淘刷等现象的发生，因此有效削减堤防前部的波浪爬高非常重要。
发明内容
为了削减堤防前部的波浪爬高，本发明提供了一种消浪鱼装置，所述消浪鱼装置包括鱼身、消浪装置、浮降装置、游动装置、波高传感器、风向传感器和控制器；
消浪装置包括设置在鱼身上方及下方的消浪鱼鳍、设置在鱼身两个侧面的多片消浪鱼鳞，以及设置在鱼身远离鱼头一端的消浪尾鳍，消浪鱼鳍包括多个球形消浪枝，每个球形消浪枝均包括消浪球和与消浪球连接的消浪枝，消浪枝安装在鱼身上，每片消浪鱼鳞均包括鳞片以及安装在鳞片上的多个微型消浪叶轮，鳞片与鱼身转动连接，鱼身内设有多个鱼鳞驱动装置，每个鱼鳞驱动装置对应连接一片鳞片，能够驱动鳞片围绕鱼身转动，消浪尾鳍包括多根柔性消浪刺，多根柔性消浪刺呈鱼尾状安装在鱼身远离鱼头的一端；
波高传感器设置在鱼身接近鱼头的部位，用于实时测量水中的波浪数据；风向传感器设置在鱼身的上方，用于实时测量水面上方的风向；浮降装置安装在鱼身上，用于带动鱼身在水中上浮或下降；游动装置安装在鱼身上，用于带动鱼身在水中游动；控制器安装在鱼身上，用于控制鱼鳞驱动装置、浮降装置和游动装置工作。
所述浮降装置包括设置在所述鱼身内的蓄水舱、分别与蓄水舱相连的进水泵和排水泵，进水泵用于将水泵入蓄水舱内，使所述鱼身下降，排水泵用于将蓄水舱内的水排出，使所述鱼身上浮，所述控制器能分别控制进水泵和排水泵工作；
所述波高传感器将实时测量的波浪数据发送给所述控制器，所述控制器存储接收到的波浪数据并进行对比，所述波浪数据包括波高值，当对比出所述波高值变大时，所述控制器控制排水泵工作，使所述鱼身上浮，当对比出所述波高值变小时，所述控制器控制进水泵工作，使所述鱼身下降。
当对比出所述波高值变大时，所述控制器同时控制所述多个鱼鳞驱动装置，使每个所述鱼鳞驱动装置均带动与其连接的鳞片向远离所述鱼身的方向转动，使每个鳞片的张开角度变大；
当对比出所述波高值变小时，所述控制器同时控制所述多个鱼鳞驱动装置，使每个所述鱼鳞驱动装置均带动与其连接的鳞片向接近所述鱼身的方向转动，使每个鳞片的张开角度变小或者使鳞片紧贴所述鱼身。
每个所述微型消浪叶轮均包括中心轴和安装在中心轴一端的多个消浪叶片，中心轴的另一端活动安装在所述鳞片上。
每个所述微型消浪叶轮均包括中心转轴和安装在中心转轴上的多个消浪叶片；
每片所述鳞片内均安装有多个微型电机，每个微型电机对应一个所述微型消浪叶轮，每个微型电机和其所对应的微型消浪叶轮的中心转轴连接，并能带动中心转轴旋转，所述控制器能分别控制每个所述微型电机。
所述鳞片与所述鱼身通过转轴连接，转轴与所述鳞片固定连接，转轴与所述鱼身转动连接，所述鱼鳞驱动装置包括微型旋转电机和连杆机构，微型旋转电机通过连杆机构与所述转轴连接，并带动所述转轴围绕所述鱼身转动。
当所述风向传感器测量出风的方向时，所述控制器根据所述风向传感器的测量结果控制所述游动装置，使所述游动装置带动所述鱼身在水中游动，使所述鱼身的一个侧面对着风的方向。
所述球形消浪枝的消浪球和消浪枝均采用PVC材料制成。
所述鳞片和所述微型消浪叶轮均采用耐压钢材料制成。
所述多根柔性消浪刺均采用PVC材料制成。
通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明中的消浪鱼装置，其消浪鱼鳍、消浪鱼鳞和消浪尾鳍均能起到削减波浪的作用，消浪鱼鳍的球形消浪枝，其前端设的消浪球能抵挡波浪冲击，消浪枝能阻挡来波，疏剪波浪，通过消浪球和消浪枝的共同作用来抵抗波浪冲击，达到消浪效果；消浪鱼鳞的鳞片上设置了多个微型消浪叶轮，若波浪较大时，控制鳞片向远离鱼身的方向转动，使得多个鳞片张开，通过多个鳞片上的微型消浪叶轮来削减波浪的冲击，减小波能，达到消浪效果；消浪尾鳍的多根柔性消浪刺中，每根柔性消浪刺均包括主刺，以及分布在主刺上的枝杈，枝杈和主刺形成鱼刺状，通过多根柔性消浪刺能有效地阻挡来波，疏剪波浪形态，实现对波浪的有效削减；通过波高传感器测量波浪数据，控制器根据波高传感器测量的数据来控制鱼身的浮降，若波高较大，则鱼身上浮，若波高较小，则鱼身下浮，充分发挥各部位的消浪作用，同时通过控制器控制鱼鳞驱动装置，进而控制鳞片的张开角度，张开角度越大，消浪效果越好，通过风向传感器测量的数据来控制鱼身游动，使鱼身调整至最佳位置，充分发挥各部位的消浪作用，可以在堤防前部的水域中投放多条本发明中的消浪鱼，如此能够实现对堤防前部波浪高度的有效削减，且装置受自然条件的影响较低、可操作性强、稳定性好，消浪效果较好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的消浪鱼装置的结构示意图；
图2是本发明的消浪鱼鳞的结构示意图。
图中：
1鱼身，2波高传感器，3风向传感器，4控制器，5消浪鱼鳍，6消浪鱼鳞，7消浪尾鳍，8消浪球，9消浪枝，10鳞片，11微型消浪叶轮，12主刺，13枝杈，14进水泵，15排水泵。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
为了削减堤防前部的波浪爬高，本发明提供了一种消浪鱼装置，如图1所示，该消浪鱼装置包括鱼身1、消浪装置、浮降装置、游动装置、波高传感器2、风向传感器3和控制器4；
消浪装置包括设置在鱼身1上方及下方的消浪鱼鳍5、设置在鱼身1两个侧面的多片消浪鱼鳞6，以及设置在鱼身1远离鱼头一端的消浪尾鳍7，消浪鱼鳍5包括多个球形消浪枝，每个球形消浪枝均包括消浪球8和与消浪球8连接的消浪枝9，消浪枝9安装在鱼身1上，如图2所示，每片消浪鱼鳞6均包括鳞片10以及安装在鳞片10上的多个微型消浪叶轮11，鳞片10与鱼身1转动连接，鱼身1内设有多个鱼鳞驱动装置，每个鱼鳞驱动装置对应连接一片鳞片10，能够驱动鳞片10围绕鱼身1转动，消浪尾鳍7包括多根柔性消浪刺，多根柔性消浪刺呈鱼尾状安装在鱼身1远离鱼头的一端；
波高传感器2设置在鱼身1接近鱼头的部位，用于实时测量水中的波浪数据；风向传感器3设置在鱼身1的上方，用于实时测量水面上方的风向；浮降装置安装在鱼身1上，用于带动鱼身1在水中上浮或下降；游动装置安装在鱼身1上，用于带动鱼身1在水中游动；控制器4安装在鱼身1上，用于控制鱼鳞驱动装置、浮降装置和游动装置工作。
本发明中的消浪鱼装置，其消浪鱼鳍5、消浪鱼鳞6和消浪尾鳍7均能起到削减波浪的作用，消浪鱼鳍5的球形消浪枝，其前端设的消浪球8能抵挡波浪冲击，消浪枝9能阻挡来波，疏剪波浪，通过消浪球8和消浪枝9的共同作用来抵抗波浪冲击，达到消浪效果；消浪鱼鳞6的鳞片10上设置了多个微型消浪叶轮11，若波浪较大时，控制鳞片10向远离鱼身1的方向转动，使得多个鳞片10张开，通过多个鳞片10上的微型消浪叶轮11来削减波浪的冲击，减小波能，达到消浪效果；消浪尾鳍7的多根柔性消浪刺中，每根柔性消浪刺均包括主刺12，以及分布在主刺12上的枝杈13，枝杈13和主刺12形成鱼刺状，通过多根柔性消浪刺能有效地阻挡来波，疏剪波浪形态，实现对波浪的有效削减；通过波高传感器2测量波浪数据，控制器4根据波高传感器2测量的数据来控制鱼身1的浮降，若波高较大，则鱼身1上浮，若波高较小，则鱼身1下浮，充分发挥各部位的消浪作用，同时通过控制器4控制鱼鳞驱动装置，进而控制鳞片10的张开角度，张开角度越大，消浪效果越好，通过风向传感器3测量的数据来控制鱼身1游动，使鱼身1调整至最佳位置，充分发挥各部位的消浪作用，可以在堤防前部的水域中投放多条本发明中的消浪鱼，如此能够实现对堤防前部波浪高度的有效削减，且装置受自然条件的影响较低、可操作性强、稳定性好，消浪效果较好。
在本发明中，浮降装置包括设置在鱼身1内的蓄水舱、分别与蓄水舱相连的进水泵14和排水泵15，进水泵14用于将水泵入蓄水舱内，使鱼身1下降，排水泵15用于将蓄水舱内的水排出，使鱼身1上浮，控制器4能分别控制进水泵14和排水泵15工作；
波高传感器2将实时测量的波浪数据发送给控制器4，控制器4存储接收到的波浪数据并进行对比，波浪数据包括波高值，当对比出波高值变大时，控制器4控制排水泵15工作，使鱼身1上浮，当对比出波高值变小时，控制器4控制进水泵14工作，使鱼身1下降，如此充分发挥各部位的消浪性能。
其中，可以预设波高值与蓄水舱内水的液面高度的对应关系，蓄水舱内水的液面高度可以通过设置在蓄水舱内的液位计来测量，并实时将测量到的液面高度值反馈给控制器4，使控制器4根据波高传感器2的测量数据、所述对应关系以及液位计的测量数据控制进水泵14和排水泵15工作，进而控制蓄水舱内水的液面高度，当控制器4对比出波高值变大时，根据对应关系控制排水泵15工作，将蓄水舱内的水排出，使蓄水舱内水的液面高度下降，直至液位计测量出的液面高度符合对应关系时，控制器4控制排水泵15停止工作，当控制器4对比出波高值变小时，根据对应关系控制进水泵14工作，将水泵入蓄水舱内，使蓄水舱内水的液面高度上升，直至液位计测量出液面高度符合对应关系时，控制器4控制进水泵14停止工作；所述对应关系可以根据堤防前部的水域条件进行合理设定。
为了达到更好的消浪效果，当对比出波高值变大时，控制器4同时控制多个鱼鳞驱动装置，使每个鱼鳞驱动装置均带动与其连接的鳞片10向远离鱼身1的方向转动，使每个鳞片10的张开角度变大，充分发挥鳞片10和鳞片10上的微型消浪叶轮11的消浪作用；
当控制器4对比出波高值变小时，控制器4同时控制多个鱼鳞驱动装置，使每个鱼鳞驱动装置均带动与其连接的鳞片10向接近鱼身1的方向转动，使每个鳞片10的张开角度变小或者使鳞片10紧贴鱼身1。
在本发明中，鳞片10与鱼身1通过转轴连接，转轴与鳞片10固定连接，转轴与鱼身1转动连接，鱼鳞驱动装置包括微型旋转电机和连杆机构，微型旋转电机通过连杆机构与转轴连接，并带动转轴围绕鱼身1转动，如此实现鱼鳞驱动装置带动鳞片10围绕鱼身1旋转，实现鳞片10张开角度的变化。
在本发明中，每个微型消浪叶轮11均包括中心轴和安装在中心轴一端的多个消浪叶片，中心轴的另一端活动安装在鳞片10上，由于中心轴活动安装在鳞片10上，因此，当受到波浪冲击时，中心轴会来回摆动或者转动，使得中心轴上的消浪叶片削减波浪；
或者，本发明中的每个微型消浪叶轮11也可以均包括中心转轴和安装在中心转轴上的多个消浪叶片；每片鳞片10内均安装有多个微型电机，每个微型电机对应一个微型消浪叶轮11，每个微型电机和其所对应的微型消浪叶轮11的中心转轴连接，并能带动中心转轴旋转，控制器4能分别控制每个微型电机，若波高值较大，则可以控制数量较多的微型消浪叶轮11进行旋转，若波浪值较小，则可以控制一部分微型消浪叶轮11进行旋转。
在本发明中，风向传感器3测量会实时将测量的数据发送给控制器4，使控制器4根据测量的数据来控制游动装置，使游动装置带动鱼身1游动，使鱼身1调整至最佳位置，充分发挥各消浪部位的消浪性能，例如，当风向传感器3测量出风的方向时，控制器4根据风向传感器3的测量结果控制游动装置，使游动装置带动鱼身1在水中游动，使鱼身1的一个侧面对着风的方向，并控制鳞片10张开，对波浪起到消浪作用。
在本发明中，可以将球型消浪枝9、消浪鱼鳞6和柔性消浪刺均连接电致动聚合物弯曲致动器，由控制器4协调电致动聚合物弯曲致动器的控制弯曲运动，实现鱼身1在水中的各种运动姿态，电致动聚合物弯曲致动器相较于其他材质的致动器产生的弯曲应变性能更高；或者，按照仿生学原理，在鱼身1上安装用于游动的游动鱼鳍，游动鱼鳍可以是通过电机带动的运动连杆，通过控制器4控制协调，实现鱼身1的游动。
在本发明中，消浪鱼装置还包括电池装置，用于对消浪鱼装置的各用电部件进行供电，还可以包括电量检测模块，用于检测电池装置的电量；消浪鱼装置还包括充电模块，当电量检测模块检测到电量低于10%时，控制器4控制游动装置带动鱼身1按照预设的路线回到供电鱼池，对消浪鱼装置进行充电。
在本发明中，球形消浪枝9的消浪球8和消浪枝9可以均采用PVC材料制成；多根柔性消浪刺也可以均采用PVC材料制成；鳞片10和微型消浪叶轮11可以均采用耐压钢材料制成，鱼身1也可以采用耐压钢材料制成，蓄水舱也可以采用耐压钢材料制成；波浪传感器可以采用型号为SBS2-1的重力式波浪传感器，风向传感器3可以采用型号为FX-FS08的风向风速传感器。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种消浪鱼装置，其特征在于：所述消浪鱼装置包括鱼身、消浪装置、浮降装置、游动装置、波高传感器、风向传感器和控制器；
消浪装置包括设置在鱼身上方及下方的消浪鱼鳍、设置在鱼身两个侧面的多片消浪鱼鳞，以及设置在鱼身远离鱼头一端的消浪尾鳍，消浪鱼鳍包括多个球形消浪枝，每个球形消浪枝均包括消浪球和与消浪球连接的消浪枝，消浪枝安装在鱼身上，每片消浪鱼鳞均包括鳞片以及安装在鳞片上的多个微型消浪叶轮，鳞片与鱼身转动连接，鱼身内设有多个鱼鳞驱动装置，每个鱼鳞驱动装置对应连接一片鳞片，能够驱动鳞片围绕鱼身转动，消浪尾鳍包括多根柔性消浪刺，多根柔性消浪刺呈鱼尾状安装在鱼身远离鱼头的一端；
波高传感器设置在鱼身接近鱼头的部位，用于实时测量水中的波浪数据；风向传感器设置在鱼身的上方，用于实时测量水面上方的风向；浮降装置安装在鱼身上，用于带动鱼身在水中上浮或下降；游动装置安装在鱼身上，用于带动鱼身在水中游动；控制器安装在鱼身上，用于控制鱼鳞驱动装置、浮降装置和游动装置工作。
2.根据权利要求1所述的消浪鱼装置，其特征在于：所述浮降装置包括设置在所述鱼身内的蓄水舱、分别与蓄水舱相连的进水泵和排水泵，进水泵用于将水泵入蓄水舱内，使所述鱼身下降，排水泵用于将蓄水舱内的水排出，使所述鱼身上浮，所述控制器能分别控制进水泵和排水泵工作；
所述波高传感器将实时测量的波浪数据发送给所述控制器，所述控制器存储接收到的波浪数据并进行对比，所述波浪数据包括波高值，当对比出所述波高值变大时，所述控制器控制排水泵工作，使所述鱼身上浮，当对比出所述波高值变小时，所述控制器控制进水泵工作，使所述鱼身下降。
3.根据权利要求2所述的消浪鱼装置，其特征在于：当对比出所述波高值变大时，所述控制器同时控制所述多个鱼鳞驱动装置，使每个所述鱼鳞驱动装置均带动与其连接的鳞片向远离所述鱼身的方向转动，使每个鳞片的张开角度变大；
当对比出所述波高值变小时，所述控制器同时控制所述多个鱼鳞驱动装置，使每个所述鱼鳞驱动装置均带动与其连接的鳞片向接近所述鱼身的方向转动，使每个鳞片的张开角度变小。
4.根据权利要求1所述的消浪鱼装置，其特征在于：每个所述微型消浪叶轮均包括中心轴和安装在中心轴一端的多个消浪叶片，中心轴的另一端活动安装在所述鳞片上。
5.根据权利要求1所述的消浪鱼装置，其特征在于：每个所述微型消浪叶轮均包括中心转轴和安装在中心转轴上的多个消浪叶片；
每片所述鳞片内均安装有多个微型电机，每个微型电机对应一个所述微型消浪叶轮，每个微型电机和其所对应的微型消浪叶轮的中心转轴连接，并能带动中心转轴旋转，所述控制器能分别控制每个所述微型电机。
6.根据权利要求1所述的消浪鱼装置，其特征在于：所述鳞片与所述鱼身通过转轴连接，转轴与所述鳞片固定连接，转轴与所述鱼身转动连接，所述鱼鳞驱动装置包括微型旋转电机和连杆机构，微型旋转电机通过连杆机构与所述转轴连接，并带动所述转轴围绕所述鱼身转动。
7.根据权利要求1所述的消浪鱼装置，其特征在于：当所述风向传感器测量出风的方向时，所述控制器根据所述风向传感器的测量结果控制所述游动装置，使所述游动装置带动所述鱼身在水中游动，使所述鱼身的一个侧面对着风的方向。
8.根据权利要求1所述的消浪鱼装置，其特征在于：所述球形消浪枝的消浪球和消浪枝均采用PVC材料制成。
9.根据权利要求1所述的消浪鱼装置，其特征在于：所述鳞片和所述微型消浪叶轮均采用耐压钢材料制成。
10.根据权利要求1所述的消浪鱼装置，其特征在于：所述多根柔性消浪刺均采用PVC材料制成。
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