CN111587850B - 海参捕捞装置 - Google Patents

Abstract

本发明海参捕捞装置，涉及自动化水产捕捞技术领域，尤其涉及自动化海参捕捞装置。本发明包括：抓取传送机构、海参收集装置、机械臂和遥控无人潜水器；遥控无人潜水器用于安装机械臂和海参收集装置，其具有水下推进装置能够携带其上的设备在水下进行三维立体机动；海参收集装置装于遥控无人潜水器的内部；机械臂装于遥控无人潜水器的前部；抓取传送机构装于机械臂的前端。本发明的技术方案解决了现有技术中的现有海参捕捞装置工作效率低；搅动泥砂、干扰作业同时破坏海底生态环境等问题。

Description

海参捕捞装置

技术领域

本发明海参捕捞装置，涉及自动化水产捕捞技术领域，尤其涉及自动化海参捕捞装置。

背景技术

近年来,随着人民生活水平的提升，海参产品需求量不断增加，海参产业已成为中国海洋渔业经济的重要组成部分。然而，目前主要的海参捕捞手段还是人工捕捞，作业风险大，捕捞效率低。而现有的海参捕捞装置主要有两类：机械臂式和抽取式。

机械臂式捕捞装置，以发明名称为海参捕捞机器人，专利申请号20181141552所公开的一种海参捕捞装置为例，其主要工作方式伸出机械臂，通过安装在机械臂前端的机械手抓取海参，之后再缩回机械臂将海参放入装置自带的收集容器中。由于海水阻力等因素的影响，其工作时伸缩机械臂的往复运动往往耗费大量的时间，使得捕捞效率低下。

抽取式捕捞装置，以发明名称为一种自动捕捞海参的机器人，专利申请号201910464977。1所公开的一种海参捕捞装置为例，其主要工作方式为通过安置在装置上的抽水泵抽取海水，迫使海水流动，从而带动附着在海床上的海参进入装置内部。然而这种工作会搅动海底泥砂，使得水下能见度大大降低，干扰装置本身作业，也破坏了海底生态环境。因此现有的海参捕捞装置均不能满足使用需求。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的海参捕捞装置，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

根据上述现有技术提出的现有海参捕捞装置工作效率低；搅动泥砂、干扰作业同时破坏海底生态环境等技术问题，而提供一种海参捕捞装置。本发明主要采用将抓取与传送结合，先使海参脱离海床一定高度再抽取的设计，从而减少机械臂完成抓取动作所需的运动距离，实现高效捕捞海参；同时该设计减少了对海床附近水流的扰动，从而几乎不会搅动海底泥砂，避免了抽取式海参捕捞装置水下能见度不足的问题。

本发明采用的技术手段如下：

一种海参捕捞装置包括：抓取传送机构、海参收集装置、机械臂和遥控无人潜水器；

进一步地，遥控无人潜水器用于安装机械臂和海参收集装置，其具有水下推进装置能够携带其上的设备在水下进行三维立体机动；

进一步地，海参收集装置装于遥控无人潜水器的内部；

进一步地，机械臂装于遥控无人潜水器的前部；

进一步地，抓取传送机构装于机械臂的前端。

进一步地，海参收集装置包括：收集仓、水泵、双向排水口、网兜和软管；

进一步地，网兜固定装于遥控无人潜水器的内部；

进一步地，收集仓装于网兜的顶部，并与网兜相通，收集舱收集的海参落入网兜内；

进一步地，软管的一端连接于收集仓前端开口处，另一端穿过机械臂与抓取传送机构相连接；

进一步地，水泵装于收集仓后端的开口处，用于为抽取海水提供动力，在水泵的尾部装有双向排水口，进行排水。

进一步地，收集仓包括：仓体、传感器、扭簧、收集仓单向门、过滤网；

进一步地，仓体装于网兜的顶部，内部空间可容纳一至三头海参；仓体的底部与网兜相通；

进一步地，仓体的前端入口部与软管相连接，后端口部装有水泵；

进一步地，传感器安装在仓体的入口处，用于检测是否有海参入仓及对海参进行计数；

进一步地，收集仓单向门铰接于仓体底部与与网兜的通道处，只能向下打开，且在铰接处安装有扭簧；实现在抽取海参、仓体内部有负压时闭合，在抽取结束、负压消失时在扭簧的作用下打开，此时海参落入网兜内，实现海参与海水的自动分离；

进一步地，过滤网装于仓体后端口处，水泵入口的前端，可通过海水并阻挡海参。

进一步地，机械臂包括：抓取传送机构安装座、小臂、大臂、机械臂推杆电机、肩部和底座；

进一步地，底座固定装于遥控无人潜水器上，位于网兜的前面；

进一步地，肩部可动连接于底座上，并有电机独立驱动，使肩部能相对底座独立回转；

进一步地，大臂后端可动连接于肩部上，并与机械臂推杆电机相连接；机械臂推杆电机连接于大臂与肩部之间，用于推动大臂相对肩部运动；

进一步地，小臂的后端可动连接于大臂前端，并有电机独立驱动，使小臂能够相对大臂回转；

进一步地，抓取传送机构安装座(可动连接于小臂的前端，并有电机独立驱动，用于固定抓取传送机构，使抓取传送机构能相对小臂回转。

进一步地，抓取传送机构包括：机构基座、导轨、滑套、推杆电机及抓取传送爪；

进一步地，机构基座装于抓取传送机构安装座的前端；机构基座内部设计有大直径通孔，通孔前部向外扩张呈喇叭口状，用于收集及通过海水及海参；

进一步地，滑套通过导轨装于机构基座的外部，并在导轨的导向下，在机构基座上前后移动；

进一步地，推杆电机固定装于机构基座的后部，其推杆与滑套相连接，推动滑套沿导轨直线运动；

进一步地，滑套的上下各设置有一个抓取传送爪，两个抓取传送爪可抓取海参并将抓取到的海参由喇叭口送入到机构基座中。

进一步地，抓取传送爪为两个对称装于机构基座的上、下部，每个抓取传送爪均包括：4根滑套连杆、两根连架杆、两根指端连杆、两根内侧连杆、两根外侧连杆、多个同步带轮、一条同步带、一条传动带、一个同步带电机；

进一步地，4根滑套连杆分别对称铰装于滑套两侧上部或下部的前后各一根，且前后的滑套连杆互相平行；

进一步地，两根连架杆的后端与两根外侧连杆的中部及每侧前部的两根滑套连杆通过铰轴铰接；两杆连杆架的后端通过铰轴与每侧后部的两根滑套连杆铰接；两根连架杆的中部与滑套铰接，起到支撑作用；两根连架杆的前端通过铰轴铰接于内侧连杆的后端，内侧连杆的前端通过铰轴铰接于指端连杆的一端，指端连杆的另一端与两根连杆架的前端通过铰轴铰接；

进一步地，内侧连杆两端及外侧连杆前端及中部的四个铰轴上装上同步带轮，并装上同步带；同步带的外侧带有花纹或不规则凸起，用于带动装置抓取到海参向后运动之机构基座喇叭口处；

进一步地，外侧连杆中部的铰轴外部装有传动带轮，通过传动带与装于外侧连杆后部的同步带电机的输出端相连接。

进一步地，软管一端连接于仓体前端开口，另一端穿过小臂内部，连接于抓取传送机构安装座，并与抓取传送机构出口连通，用于将海水及海参从抓取传送机构输送至海参收集装置中。

本发明使用过程为：

遥控无人潜水器按设定路径在海床上一定高度运动，并由其上的摄像头获取海底图像，并确定进入摄像头视野的海参位置。遥控无人潜水器上的摄像头获取海参位置后，机械臂根据海参位置调整抓取传送装置相对遥控无人潜水器的位置及抓取角度，使海参位于抓取传送装置前端开口之间，之后推杆电机推动滑套向前运动。推杆电机推动滑套向前运动时，两侧的内侧连杆向中间平行合拢，两侧同步带间距缩小，海参可便被抓取传送机构夹持。当抓取传送机构夹持住海参后，同步带电机转动，带动内侧同步带向后运动，海参便可被向后传送至机构基座喇叭口处。海参传送至机构基座喇叭口处时，海参收集装置的水泵抽取海水，此时收集仓内形成负压，收集仓单向门克服铰链处扭簧弹力关闭，之后海参便能被吸入机构基座通孔，通过软管，进入收集仓。收集仓前部安装的传感器感应到海参进入收集仓后，发送信号，使水泵停止工作。水泵停止工作后，收集仓内负压消失，收集仓单向门在铰链处扭簧的作用下打开，海参便可落入网兜。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的海参捕捞装置，将抓取装置和传送装置结合起来，这样可以将抓取动作和传送动作一次性完成，避免了机械臂伸出抓取海参和收回将海参放入收纳装置的过程，提高了海参捕捞装置的工作效率。

2、本发明提供的海参捕捞装置，将抓取捕捞方式和抽取捕捞方式结合起来，通过先利用抓取传送装置使海参脱离海床一定高度，再利用抽取装置将海参通过管道吸入海参收集装置的方式，避免了搅动海床上的泥沙，解决了装置工作时视线被干扰的问题。

综上，应用本发明的技术方案解决了现有海参捕捞装置工作效率低；搅动泥砂、干扰作业同时破坏海底生态环境等问题。

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明轴侧图；

图2为本发明海参收集装置及机械臂示意图；

图3为本发明收集仓示意图；

图4为本发明抓取传送机构示意图。

图中：1、抓取传送机构 101、机构基座 102、导轨 103、滑套 104、滑套连杆 105、推杆电机 106、连架杆 107、指端连杆 108、内侧连杆 109、外侧连杆 110、同步带轮 111、同步带 112、传动带 113、同步带电机 2、海参收集装置 201、收集仓 2011、仓体 2012、传感器 2013、扭簧 2014、收集仓单向门 2015、过滤网 202、水泵203、双向排水口 204、网兜205、软管 3、机械臂 301、抓取传送机构安装座 302、小臂 303、大臂 304、机械臂推杆电机305、肩部306、底座 4、遥控无人潜水器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明提供了一种海参捕捞装置包括：抓取传送机构1、海参收集装置2、机械臂3和遥控无人潜水器4；遥控无人潜水器4用于安装机械臂3和海参收集装置2，其具有水下推进装置能够携带其上的设备在水下进行三维立体机动；海参收集装置2装于遥控无人潜水器4的内部；机械臂3装于遥控无人潜水器4的前部；抓取传送机构1装于机械臂3的前端。

如图2、3所示，海参收集装置2包括：收集仓201、水泵202、双向排水口203、网兜204和软管205；网兜204固定装于遥控无人潜水器4的内部；收集仓201装于网兜204的顶部，并与网兜204相通，收集舱201收集的海参落入网兜204内；软管205的一端连接于收集仓201前端开口处，另一端穿过机械臂3与抓取传送机构1相连接；水泵202装于收集仓201后端的开口处，用于为抽取海水提供动力，在水泵202的尾部装有双向排水口203，进行排水。

如图3所示，收集仓201包括：仓体2011、传感器2012、扭簧2013、收集仓单向门2014、过滤网2015；仓体2011装于网兜204的顶部，内部空间可容纳一至三头海参；仓体2011的底部与网兜204相通；仓体2011的前端入口部与软管205相连接，后端口部装有水泵202；传感器2012安装在仓体2011的入口处，用于检测是否有海参入仓及对海参进行计数；收集仓单向门2014铰接于仓体2011底部与与网兜204的通道处，只能向下打开，且在铰接处安装有扭簧2013；实现在抽取海参、仓体内部有负压时闭合，在抽取结束、负压消失时在扭簧的作用下打开，此时海参落入网兜204内，实现海参与海水的自动分离；过滤网2015装于仓体2011后端口处，水泵202入口的前端，可通过海水并阻挡海参。

如图2所示，机械臂3包括：抓取传送机构安装座301、小臂302、大臂303、机械臂推杆电机304、肩部305和底座306；底座206固定装于网兜204的前部；肩部305可动连接于底座306上，并有电机独立驱动，使肩部能相对底座306独立回转；大臂303后端可动连接于肩部305上，并与机械臂推杆电机304相连接；机械臂推杆电机304连接于大臂303与肩部305之间，用于推动大臂303相对肩部305运动；小臂302的后端可动连接于大臂303前端，并有电机独立驱动，使小臂302能够相对大臂303回转；抓取传送机构安装座301可动连接于小臂302的前端，并有电机独立驱动，用于固定抓取传送机构1，使抓取传送机构1能相对小臂302回转。

如图4所示，抓取传送机构包括：机构基座101、导轨102、滑套103、推杆电机105及抓取传送爪；机构基座101装于抓取传送机构安装座301的前端；机构基座101内部设计有大直径通孔，通孔前部向外扩张呈喇叭口状，用于收集及通过海水及海参；滑套103通过导轨102装于机构基座101的外部，并在导轨102的导向下，在机构基座101上前后移动；推杆电机105固定装于机构基座101的后部，其推杆与滑套103相连接，推动滑套103沿导轨102直线运动；滑套103的上下各设置有一个抓取传送爪，两个抓取传送爪可抓取海参并将抓取到的海参由喇叭口送入到机构基座101中。

如图4所示，抓取传送爪为两个对称装于机构基座101的上、下部，每个抓取传送爪均包括：4根滑套连杆104、两根连架杆106、两根指端连杆107、两根内侧连杆108、两根外侧连杆109、多个同步带轮110、一条同步带111、一条传动带112、一个同步带电机113；4根滑套连杆104分别对称铰装于滑套103两侧上部或下部的前后各一根，且前后的滑套连杆104互相平行；两根连架杆106的后端与两根外侧连杆109的中部及每侧前部的两根滑套连杆104通过铰轴铰接；两杆连杆架109的后端通过铰轴与每侧后部的两根滑套连杆104铰接；两根连架杆106的中部与滑套103铰接，起到支撑作用；两根连架杆106的前端通过铰轴铰接于内侧连杆108的后端，内侧连杆108的前端通过铰轴铰接于指端连杆107的一端，指端连杆107的另一端与两根连杆架109的前端通过铰轴铰接；内侧连杆108两端及外侧连杆109前端及中部的四个铰轴上装上同步带轮110，并装上同步带111；同步带111的外侧带有花纹或不规则凸起，用于带动装置抓取到海参向后运动之机构基座101喇叭口处；外侧连杆109中部的铰轴外部装有传动带轮，通过传动带112与装于外侧连杆109后部的同步带电机113的输出端相连接。

如图2所示，软管205一端连接于仓体2011前端开口，另一端穿过小臂302内部，连接于抓取传送机构安装座301，并与抓取传送机构1出口连通，用于将海水及海参从抓取传送机构1输送至海参收集装置2中。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (1)

1.一种海参捕捞装置，包括：抓取传送机构(1)、海参收集装置(2)、机械臂(3)和遥控无人潜水器(4)；

所述的遥控无人潜水器(4)用于安装机械臂(3)和海参收集装置(2)，其具有水下推进装置能够携带其上的设备在水下进行三维立体机动；

所述的海参收集装置(2)装于遥控无人潜水器(4)的内部；

所述的机械臂(3)装于遥控无人潜水器(4)的前部；

所述的抓取传送机构(1)装于机械臂(3)的前端；所述的海参收集装置(2)包括 ：收集仓(201)、水泵(202)、双向排水口(203)、网兜(204)和软管(205)；

所述的网兜(204)固定装于遥控无人潜水器(4)的内部；

所述的收集仓(201)装于网兜(204)的顶部，并与网兜(204)相通，收集仓(201)收集的海参落入网兜(204)内；

所述的软管(205)的一端连接于收集仓(201)前端开口处，另一端穿过机械臂(3)与抓取传送机构(1)相连接；

所述的水泵(202)装于收集仓(201)后端的开口处，用于为抽取海水提供动力，在水泵(202)的尾部装有双向排水口(203)，进行排水；

所述的收集仓(201)包括：仓体(2011)、传感器(2012)、扭簧(2013)、收集仓单向门(2014)、过滤网(2015)；

所述的仓体(2011)装于网兜(204)的顶部，内部空间可容纳一至三头海参；仓体(2011)的底部与网兜(204)相通；

所述的仓体(2011)的前端入口部与软管(205)相连接，后端口部装有水泵(202)；

所述的传感器(2012)安装在仓体(2011)的入口处，用于检测是否有海参入仓及对海参进行计数；

所述的收集仓单向门(2014)铰接于仓体(2011)底部与网兜(204)的通道处，只能向下打开，且在铰接处安装有扭簧(2013)；实现在抽取海参、仓体内部有负压时闭合，在抽取结束、负压消失时在扭簧的作用下打开，此时海参落入网兜(204)内，实现海参与海水的自动分离；

所述的过滤网(2015)装于仓体(2011)后端口处，水泵(202)入口的前端，可通过海水并阻挡海参；机械臂(3)包括：抓取传送机构安装座(301)、小臂(302)、大臂(303)、机械臂推杆电机(304)、肩部(305)和底座(306)；

所述的底座(306 )固定装于遥控无人潜水器(4)上，位于网兜(204)的前面；

所述的肩部(305)可动连接于底座(306)上，并有电机独立驱动，使肩部能相对底座(306)独立回转；

所述的大臂(303)后端可动连接于肩部(305)上，并与机械臂推杆电机(304)相连接；机械臂推杆电机(304)连接于大臂(303)与肩部(305)之间，用于推动大臂(303)相对肩部(305)运动；

所述的小臂(302)的后端可动连接于大臂(303)前端，并有电机独立驱动，使小臂(302)能够相对大臂(303)回转；

所述的抓取传送机构安装座(301)可动连接于小臂(302)的前端，并有电机独立驱动，用于固定抓取传送机构(1)，使抓取传送机构(1)能相对小臂(302)回转；

所述的软管(205)一端连接于仓体(2011)前端开口，另一端穿过小臂(302)内部，连接于抓取传送机构安装座(301)，并与抓取传送机构(1)出口连通，用于将海水及海参从抓取传送机构(1)输送至海参收集装置(2)中；其特征在于：

所述的抓取传送机构包括：机构基座(101)、导轨(102)、滑套(103)、推杆电机(105)及抓取传送爪；

所述的机构基座(101)装于抓取传送机构安装座(301)的前端；机构基座(101)内部设计有大直径通孔，通孔前部向外扩张呈喇叭口状，用于收集及通过海水及海参；

所述的滑套(103)通过导轨(102)装于机构基座(101)的外部，并在导轨(102)的导向下，在机构基座(101)上前后移动；

所述的推杆电机(105)固定装于机构基座(101)的后部，其推杆与滑套(103)相连接，推动滑套(103)沿导轨(102)直线运动；

所述的滑套(103)的上下各设置有一个抓取传送爪，两个抓取传送爪可抓取海参并将抓取到的海参由喇叭口送入到机构基座(101)中；

所述的抓取传送爪为两个对称装于机构基座(101)的上、下部，每个抓取传送爪均包括：4根滑套连杆(104)、两根连架杆(106)、两根指端连杆(107)、两根内侧连杆(108)、两根外侧连杆(109)、多个同步带轮(110)、一条同步带(111)、一条传动带(112)、一个同步带电机(113)；

所述的4根滑套连杆(104)分别对称铰装于滑套(103)两侧上部或下部的前后各一根，且前后的滑套连杆(104)互相平行；

所述的两根连架杆(106)的后端与两根外侧连杆(109)的中部及每侧前部的两根滑套连杆(104)通过铰轴铰接；两杆连杆架(106 )的后端通过铰轴与每侧后部的两根滑套连杆(104)铰接；两根连架杆(106)的中部与滑套(103)铰接，起到支撑作用；两根连架杆(106)的前端通过铰轴铰接于内侧连杆(108)的后端，内侧连杆(108)的前端通过铰轴铰接于指端连杆(107)的一端，指端连杆(107)的另一端与两根连杆架(106 )的前端通过铰轴铰接；

所述的内侧连杆(108)两端及外侧连杆(109)前端及中部的四个铰轴上装上同步带轮(110)，并装上同步带(111)；同步带(111)的外侧带有花纹或不规则凸起，用于带动装置抓取到海参向后运动之机构基座(101)喇叭口处；

所述的外侧连杆(109)中部的铰轴外部装有传动带轮，通过传动带(112)与装于外侧连杆(109)后部的同步带电机(113)的输出端相连接。

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