CN109430184B - 一种无人艇智能渔业鱼类捕捞装置及其捕鱼方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，包括无人艇，无人艇的甲板上设有智能捕鱼机构和用于将智能捕鱼机构吊出水面及放入水下的艇载布放回收机构；所述智能捕鱼机构包括捕鱼箱，捕鱼箱的侧壁上设有进鱼口，进鱼口上设有鱼笼门，捕鱼箱的内部设有诱鱼灯；捕鱼箱底壁的外表面设有用于探测鱼群的第一探鱼器，捕鱼箱顶壁内表面上设有用于识别第一探鱼器探测到的物体是否为鱼群以及监测捕鱼箱中鱼群数量的第二探鱼器。该捕捞装置结构简单，设计合理，能够在无人工干预的前提下完成无人艇智能渔业鱼类捕捞的任务，实现全程无人化捕鱼，避免捕鱼过程耗时、耗力和污染水体现象的发生，解决传统鱼笼捕鱼时效率低下的问题。

Description

一种无人艇智能渔业鱼类捕捞装置及其捕鱼方法

技术领域

本发明属于捕鱼设备技术领域，具体涉及一种无人艇智能渔业鱼类捕捞装置及其捕鱼方法。

背景技术

近些年来，随着水产品市场在整个食品市场占有越来越重要的地位，渔业养殖已经成为水产品养殖中不可或缺的部分。其中针对渔业养殖过程中鱼类捕捞的问题，目前的主要手段通过渔网、鱼笼和鱼药等。采用渔网捕鱼时消耗大量时间和人力；采用鱼笼捕鱼时，由于鱼笼结构过于简单，缺少防止鱼群逃跑的措施，导致捕鱼效率低下；而采用鱼药捕鱼时，会导致污染水体的后果。因此，避免捕鱼过程耗时耗力和污染水体现象的发生，同时针对大面积养殖水域快速捕鱼的需求，需要一套装置克服以上捕鱼方式的缺点。

发明内容

针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的旨在提供一种无人艇智能渔业鱼类捕捞装置及其捕鱼方法。该捕捞装置结构简单，设计合理，能够在无人工干预的前提下完成无人艇智能渔业鱼类捕捞的任务，实现全程无人化捕鱼，避免捕鱼过程耗时、耗力和污染水体现象的发生，解决传统鱼笼捕鱼时效率低下的问题。

为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，包括无人艇，所述无人艇的甲板上设有智能捕鱼机构和用于将智能捕鱼机构吊出水面及放入水下的艇载布放回收机构；所述智能捕鱼机构包括捕鱼箱，所述捕鱼箱的壁面为网板结构，所述捕鱼箱的侧壁上设有进鱼口，进鱼口上设有鱼笼门，所述捕鱼箱的内部设有诱鱼灯；所述捕鱼箱底壁的外表面设有用于探测鱼群的第一探鱼器，所述捕鱼箱顶壁内表面上设有用于识别第一探鱼器探测到的物体是否为鱼群以及监测捕鱼箱中鱼群数量的第二探鱼器。

根据上述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，优选地，所述进鱼口为圆台型结构，其宽口端朝外设置，设于捕鱼箱的外部，其窄口端设于捕鱼箱的内部。

根据上述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，优选地，进鱼口窄口端和宽口端之间的捕鱼箱侧壁上设有门槽，所述鱼笼门设于门槽中，可沿门槽滑动。更加优选地，所述捕鱼箱上设有控制鱼笼门沿门槽滑动的正反转电机，所述鱼笼门上设有齿条，齿条上设有齿轮，齿轮与正反转电机的动力输出端连接。通过正反转电机控制鱼笼门滑进、滑出门槽，从而实现鱼笼门的打开与关闭。

根据上述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，优选地，所述进鱼口的宽口端设有环形出水管；所述环形出水管上设有沿圆周排布的出水孔，所述出水孔开设在环形出水管与进鱼口窄口端相对应一侧的管壁上；所述捕鱼箱的侧壁上设有水泵，所述水泵通过输水管与环形出水管连接。

根据上述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，优选地，所述捕鱼箱中设有空气压缩机，捕鱼箱底壁四周设有气泡幕管，所述气泡幕管与空气压缩机的压缩空气出口连通；气泡幕管上线性分布有气泡孔。

根据上述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，优选地，所述艇载布放回收机构包括底座，底座上设有电动液压推杆和用于支撑电动液压推杆的支杆，所述电动液压推杆的活塞杆顶端设有定滑轮，所述支杆的一端与底座固定连接，支杆的另一端与电动液压推杆缸体铰接；所述底座上还设有卷扬机，卷扬机上设有缆绳，所述缆绳的一端与卷扬机的卷筒连接，其另一端绕过定滑轮与捕鱼箱连接。

根据上述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，优选地，所述底座与无人艇甲板转动连接。

根据上述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，优选地，所述无人艇的甲板上设有储鱼机构。

根据上述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，优选地，所述储鱼机构为储鱼箱，储鱼箱的侧壁上设有半导体制冷片。

根据上述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，优选地，所述第一探鱼器为声呐。

根据上述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，优选地，所述第二探鱼器为视觉传感器。

根据上述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，优选地，所述捕鱼箱上设有挂环，所述缆绳上设有锁钩，所述挂环与锁钩连接，能够防止智能捕鱼机构掉落水底。

一种利用无人艇智能渔业鱼类捕捞装置进行捕鱼的方法，包括以下步骤：

（1）需要执行捕鱼任务时，在无人艇的卫星定位系统中输入捕鱼区域的位置坐标，无人艇智能渔业鱼类捕捞装置按照卫星定位系统的定位信息抵达指定的捕捞区域，艇载布放回收机构开始布放智能捕鱼机构；

（2）启动电动液压推杆，电动液压推杆的活塞杆伸长，捕鱼箱经缆绳牵拉随着电动液压推杆活塞杆伸长而被提起，吊离储鱼箱；

（3）当电动液压推杆的活塞杆伸长至其远休止行程时，捕鱼箱被提起至储鱼箱的上方，驱动底座转动至捕鱼箱到达无人艇的船尾方向；然后卷扬机开始运转，通过定滑轮将缆绳下放，捕鱼箱随着随缆绳的下放被下放至水中；

（4）捕鱼箱下放至水中后，启动第一探鱼器开始工作，第一探鱼器发射并接收声波信号，判断鱼群位置，无人艇根据第一探鱼器判断的鱼群位置信息拖拽捕鱼箱行驶抵达鱼群位置，然后通过第二探鱼器判断是否为鱼群，若是，则执行下一步操作，若否，则重复本步操作；

（5）打开鱼笼门和诱鱼灯，启动水泵，水泵将水沿输水管送至环形出水管并从出水孔中流出，在进鱼口形成定向流入捕鱼箱内部的水流，该水流对鱼群形成导向作用，诱导鱼群从进鱼口进入捕鱼箱；

（6）当第二探鱼器检测到捕鱼箱内鱼量已满时，启动空气压缩机，空气压缩机将压缩空气沿气泡幕管送至气泡孔，在捕鱼箱内壁四周形成气泡幕，阻挡鱼群逃出捕鱼箱，然后关闭鱼笼门，防止鱼群二次逃跑；

（7）启动卷扬机，使卷扬机开始反转，通过定滑轮将缆绳回收，捕鱼箱随缆绳的回收被吊起至水面上方一定距离，然后驱动底座转动至捕鱼箱到达储鱼箱的上方；

（8）启动电动液压推杆，使电动液压推杆开始收缩，当电动液压推杆收缩至其近休止行程时，捕鱼箱被下放至储鱼箱中，艇载布放回收机构完成回收智能捕鱼机构动作，然后启动捕鱼箱上的半导体制冷片开始工作，制冷保鲜捕获的鱼；

（9）无人艇智能渔业鱼类捕捞装置完成鱼类捕捞任务，返航。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明的智能捕鱼机构在捕鱼过程中，通过声呐和视觉传感器的相互结合对鱼群进行目标识别，能够精准锁定待捕鱼群。

（2）本发明在捕鱼箱中设有气泡幕管，当视觉传感器检测到捕鱼箱中鱼量已满时，先启动气泡幕管再关闭鱼笼门，气泡幕管能够在捕鱼箱中形成气泡幕，给鱼一种视觉阻挡，可以阻挡鱼类逃出捕鱼箱，同时还可以避免鱼笼门关闭时因夹到鱼而卡死导致鱼笼门无法关闭的问题，因此，通过气泡幕管和鱼笼门的双重作用，能够有效防止鱼群逃出捕鱼箱。

（2）本发明的智能捕鱼机构的进鱼口为圆台型结构，宽口端朝外设于捕鱼箱的外部，便于鱼群进入捕鱼箱，窄口端朝内，插入捕鱼箱中，能阻挡鱼群逃出捕鱼箱；而且，进鱼口的宽口端设有环形出水管，所述环形出水管与进鱼口窄口端相对应一侧的管壁上设有沿圆周排布的出水孔；所述捕鱼箱的侧壁上设有水泵，所述水泵通过输水管与出水管连接，该水泵和出水管的设置能够在进鱼口形成定向流入捕鱼箱内部的水流，该水流能够对鱼群形成导向作用，诱导鱼群从进鱼口进入捕鱼箱。

（3）本发明捕捞装置的艇载布放机构的底座通过转轴与无人艇甲板连接，能够绕着其与甲板的固定中心实现360度旋转，因此，通过艇载布放机构的转动能够将装满鱼的智能捕鱼机构放入储鱼箱中，而且，储鱼箱的侧壁上设有半导体制冷片，通过半导体制冷片的制冷实现捕获鱼类的保鲜。

（4）本发明捕捞装置的捕鱼箱的壁面为网板结构（网板是一个板子上面开有若干个网孔，形成镂空板结构），网板结构能够减小捕鱼箱在水下运动时的阻力，同时有助于诱鱼灯灯光的发射。

（5）本发明无人艇智能渔业鱼类捕捞装置结构简单，设计合理，操作稳定，能在指定的区域完成捕鱼任务，而且，在布放回收以及捕鱼的过程无人工干预，实现全程无人化捕鱼，节省了人力，提高了捕鱼效率，解决传统鱼笼捕鱼时效率低下的问题，同时也解决了传统捕鱼过程存在的耗时耗力和污染水体的现象，可以满足大面积养殖水域快速捕鱼的需求。

附图说明

图1为本发明无人艇智能渔业鱼类捕捞装置的结构示意图；

图2为本发明无人艇智能渔业鱼类捕捞装置中智能捕鱼机构的结构示意图；

图中：1为甲板，2为底座，3为电动液压推杆，4为第一铰支座，5为支杆，6为第二铰支座，7为定滑轮，8为卷扬机，9为缆绳，10为锁钩，11为储鱼箱，12为半导体制冷片，13为捕鱼箱，14为进鱼口，15为水泵，16为输水管，17为鱼笼门，18为门槽，19为环形出水管，20为出水孔，21为气泡幕管，22为气泡孔，23为空气压缩机，24为诱鱼灯供电电源，25为诱鱼灯，26为声呐，27为视觉传感器，28为挂环。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明做进一步详细说明，但并不限制本发明的范围。

一种无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，包括无人艇，所述无人艇船首的甲板1上设有智能捕鱼机构和用于将智能捕鱼机构吊出水面及放入水下的艇载布放回收机构，无人艇船尾的甲板1上设有储鱼箱11，所述储鱼箱11的四周侧壁上设有半导体制冷片12。

所述艇载布放回收机构包括底座2，所述底座2通过转轴与无人艇甲板1转动连接；所述底座2上设有电动液压推杆3，所述电动液压推杆3的缸体底部通过第一铰支座4与底座2铰接，电动液压推杆3的活塞杆顶端设有定滑轮7；所述底座2上设有用于支撑电动液压推杆3的支杆5，所述支杆5的下端与底座2固定连接，支杆5的上端通过第二铰支座6与电动液压推杆3缸体上端铰接；所述底座2上还设有卷扬机8，卷扬机8上设有缆绳9，缆绳9上设有锁钩10，所述缆绳9的一端与卷扬机8的卷筒连接，其另一端绕过定滑轮7与锁钩10连接。

所述智能捕鱼机构包括捕鱼箱13，所述捕鱼箱13的壁面为网板结构（网板是一个板子上面开有若干个网孔，形成镂空板结构），所述捕鱼箱13的顶壁上设有挂环28，所述挂环28与锁钩10连接，能够防止智能捕鱼机构掉落水底。所述捕鱼箱13的四个侧壁的中部均设有进鱼口14，每个进鱼口14上设有鱼笼门17；所述捕鱼箱13的底壁内表面上设有诱鱼灯供电电源24，所述诱鱼灯供电电源24的上方设有诱鱼灯25，所述诱鱼灯供电电源24与诱鱼灯25电连接，所述诱鱼灯25能够发射深蓝色的光线，达到引诱鱼群的目的；所述捕鱼箱13底壁的外表面设有用于探测鱼群的声呐26，所述捕鱼箱13顶壁内表面上设有用于识别声呐26探测到的物体是否为鱼群以及监测捕鱼箱13中鱼群数量的视觉传感器27。

所述进鱼口14为圆台型结构，进鱼口14的宽口端朝外设置，设于捕鱼箱13的外部；进鱼口14的窄口端设于捕鱼箱13的内部；窄口端和宽口端之间的捕鱼箱侧壁上设有门槽18，所述鱼笼门17设于门槽18中，可沿门槽18滑动。所述捕鱼箱13上设有控制鱼笼门17沿门槽18滑动的正反转电机，所述鱼笼门17上设有齿条，齿条上设有齿轮，齿轮与正反转电机的动力输出端连接；通过正反转正转和反转电机控制鱼笼门滑进、滑出门槽，从而实现鱼笼门的打开与关闭。所述进鱼口14的宽口端设有环形出水管19，所述环形出水管19上设有沿圆周排布的出水孔20，所述出水孔20开设在环形出水管19与进鱼口14窄口端相对应一侧的管壁上；所述捕鱼箱13的侧壁上设有水泵15，所述水泵15通过输水管16与环形出水管19连接。

所述捕鱼箱13底壁的四个边角处均设有空气压缩机23，每个空气压缩机23上设有一个气泡幕管21，所述气泡幕管21与空气压缩机23的压缩空气出口连通；四个气泡幕管21分别分布在捕鱼箱13底壁的四条边上，所述气泡幕管21上线性分布有气泡孔22。

利用本发明无人艇智能渔业鱼类捕捞装置进行捕鱼的方法：

（1）需要执行捕鱼任务时，在无人艇的卫星定位系统中输入捕鱼区域的位置坐标，无人艇智能渔业鱼类捕捞装置按照卫星定位系统的定位信息抵达指定的捕捞区域，艇载布放回收机构开始布放智能捕鱼机构；

（2）启动电动液压推杆3，电动液压推杆3的活塞杆伸长，捕鱼箱13经缆绳9牵拉随着电动液压推杆3活塞杆伸长而被提起，吊离储鱼箱11；

（3）当电动液压推杆3的活塞杆伸长至其远休止行程时，捕鱼箱13被提起至储鱼箱11的上方，驱动底座2转动180度至捕鱼箱13到达无人艇1的船尾方向；然后卷扬机8开始运转，通过定滑轮7将缆绳9下放，捕鱼箱13随着随缆绳9的下放被下放至水中；

（4）捕鱼箱13下放至水中后，启动声呐26开始工作，声呐26发射并接收声波信号，判断鱼群位置，无人艇根据声呐判断的鱼群位置拖拽捕鱼箱13行驶抵达鱼群位置，然后通过视觉传感器27判断是否为鱼群，若是，则执行下一步操作，若否，则重复本步操作；

（5）打开鱼笼门17，同时，启动诱鱼灯供电电源24，打开诱鱼灯25，启动水泵15，水泵15将水沿输水管16送至出水管19并从出水孔20中流出，在进鱼口14形成定向流入捕鱼箱13内部的水流，该水流对鱼群形成导向作用，诱导鱼群从进鱼口14进入捕鱼箱13；

（6）当视觉传感器27检测到捕鱼箱13内的鱼量已满时，启动空气压缩机23，空气压缩机23将压缩空气沿气泡幕管21送至气泡孔22，在捕鱼箱13内壁四周形成气泡幕，阻挡鱼群逃出捕鱼箱13，然后关闭鱼笼门17，防止鱼群二次逃跑；

（7）启动卷扬机8，使卷扬机8开始反转，通过定滑轮7将缆绳9回收，捕鱼箱13随缆绳9的回收被吊起至水面上方一定距离，然后驱动底座2转动180度至捕鱼箱13到达无人艇1的船首方向，捕鱼箱13被吊至储鱼箱11的上方；

（8）启动电动液压推杆3，使电动液压推杆3开始收缩，当电动液压推杆3收缩至其近休止行程时，捕鱼箱13被下放至储鱼箱11中，艇载布放回收机构完成回收智能捕鱼机构动作，然后启动捕鱼箱11上的半导体制冷片12开始工作，制冷保鲜捕获的鱼；

（9）无人艇智能渔业鱼类捕捞装置完成鱼类捕捞任务，返航。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，但不仅限于上述实例，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 (8)

1.一种无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，其特征在于，包括无人艇，所述无人艇的甲板上设有智能捕鱼机构和用于将智能捕鱼机构吊出水面及放入水下的艇载布放回收机构；所述智能捕鱼机构包括捕鱼箱，所述捕鱼箱的壁面为网板结构，所述捕鱼箱的侧壁上设有进鱼口，进鱼口上设有鱼笼门，所述捕鱼箱的内部设有诱鱼灯；所述捕鱼箱底壁的外表面设有用于探测鱼群的第一探鱼器，所述捕鱼箱顶壁内表面上设有用于识别第一探鱼器探测到的物体是否为鱼群以及监测捕鱼箱中鱼群数量的第二探鱼器；所述进鱼口为圆台型结构，其宽口端朝外设置，设于捕鱼箱的外部，其窄口端设于捕鱼箱的内部；所述进鱼口的宽口端设有环形出水管；所述环形出水管上设有沿圆周排布的出水孔，所述出水孔开设在环形出水管与进鱼口窄口端相对应一侧的管壁上；所述捕鱼箱的侧壁上设有水泵，所述水泵通过输水管与出水管连接。

2.根据权利要求1所述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，其特征在于，进鱼口窄口端和宽口端之间的捕鱼箱侧壁上设有门槽；所述鱼笼门设于门槽中，可沿门槽滑动。

3.根据权利要求1所述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，其特征在于，所述捕鱼箱中设有空气压缩机，捕鱼箱底壁四周设有气泡幕管，所述气泡幕管与空气压缩机的压缩空气出口连通；气泡幕管上线性分布有气泡孔。

4.根据权利要求3所述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，其特征在于，所述艇载布放回收机构包括底座，底座上设有电动液压推杆和用于支撑电动液压推杆的支杆，所述电动液压推杆的活塞杆顶端设有定滑轮，所述支杆的一端与转盘固定连接，支杆的另一端与电动液压推杆缸体铰接；所述底座上还设有卷扬机，卷扬机上设有缆绳，所述缆绳的一端与卷扬机的卷筒连接，其另一端绕过定滑轮与捕鱼箱连接。

5.根据权利要求4所述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，其特征在于，所述底座与无人艇甲板转动连接。

6.根据权利要求5所述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，其特征在于，所述无人艇的甲板上设有储鱼机构。

7.根据权利要求6所述的无人艇智能渔业鱼类捕捞装置，其特征在于，所述储鱼机构为储鱼箱，储鱼箱的侧壁上设有半导体制冷片。

8.一种利用权利要求7所述无人艇智能渔业鱼类捕捞装置进行捕鱼的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）需要执行捕鱼任务时，在无人艇的卫星定位系统中输入捕鱼区域的位置坐标，无人艇智能渔业鱼类捕捞装置按照卫星定位系统的定位信息抵达指定的捕捞区域，艇载布放回收机构开始布放智能捕鱼机构；

（2）启动电动液压推杆，电动液压推杆的活塞杆伸长，捕鱼箱经缆绳牵拉随着电动液压推杆活塞杆伸长而被提起，吊离储鱼箱；

（3）当电动液压推杆的活塞杆伸长至其远休止行程时，捕鱼箱被提起至储鱼箱的上方，驱动底座转动至捕鱼箱到达无人艇的船尾方向；然后卷扬机开始运转，通过定滑轮将缆绳下放，捕鱼箱随着随缆绳的下放被下放至水中；

（4）捕鱼箱下放至水中后，启动第一探鱼器开始工作，第一探鱼器发射并接收声波信号，判断鱼群位置，无人艇根据第一探鱼器判断的鱼群位置信息拖拽捕鱼箱行驶抵达鱼群位置，然后通过第二探鱼器判断是否为鱼群，若是，则执行下一步操作，若否，则重复本步操作；

（5）打开鱼笼门和诱鱼灯，启动水泵，水泵将水沿输水管送至环形出水管并从出水孔中流出，在进鱼口形成定向流入捕鱼箱内部的水流，该水流对鱼群形成导向作用，诱导鱼群从进鱼口进入捕鱼箱；

（6）当第二探鱼器检测到捕鱼箱内鱼量已满时，启动空气压缩机，空气压缩机将压缩空气沿气泡幕管送至气泡孔，在捕鱼箱内壁四周形成气泡幕，阻挡鱼群逃出捕鱼箱，然后关闭鱼笼门，防止鱼群二次逃跑；

（7）启动卷扬机，使卷扬机开始反转，通过定滑轮将缆绳回收，捕鱼箱随缆绳的回收被吊起至水面上方一定距离，然后驱动底座转动至捕鱼箱到达储鱼箱的上方；

（8）启动电动液压推杆，使电动液压推杆开始收缩，当电动液压推杆收缩至其近休止行程时，捕鱼箱被下放至储鱼箱中，艇载布放回收机构完成回收智能捕鱼机构动作，然后启动捕鱼箱上的半导体制冷片开始工作，制冷保鲜捕获的鱼；

（9）无人艇智能渔业鱼类捕捞装置完成鱼类捕捞任务，返航。

Images