专利名称：高速远距鱼群探测机器人及探测方法
技术领域：
本发明涉及渔业探测领域，尤其是鱼群探测设备及方法。
背景技术：
为了保护生态环境与渔业资源，实现可持续发展，获取详细准确的鱼群信息十分 重要政府部门可以据此制定出合理的规划，捕捞作业者可以进行准确可靠的捕捞，降低成 本与风险，提高作业效率。鱼类依照自身的生理特性有特定的生活水层与洄游路线，根据经 验规律与科学研究可以确定鱼群的洄游路线和停留点，目前国内外鱼群探测方法主要是采 用船舶或浮标在这些停留点进行探测，但是一般这些探测点距离海岸线较远，而且探测点 之间的距离也较远，采用船舶探测的方法航速低，成本高，受天气影响大，人员安全性差； 而采用浮标探测的方法安装、维护和使用费高，恶劣�？黾椎贾赂”晁鸹担讲馕恢霉� 定，且无法进行深海的探测。虽然理论上也可以采用水下机器人进行鱼群探测，但是水下机 器人不仅造价高，而且由于水下航行时所受的阻力与速度的平方成正比，其航速仅能达到 2 4节，远距航程会导致机器人体积和重量的急剧增加，目前仅停留在科学研究领域，并 未实际应用在鱼群探测领域，更没有实现商业应用。
发明内容
本申请人针对上述现有鱼群探测设备与方法成本高、效率低等缺点，提供一种高 速远距鱼群探测机器人及探测方法，从而可以及时高效、低成本的实现远程水域的鱼群探 测任务。本发明所采用的技术方案如下一种高速远距鱼群探测机器人，包括外部�？仄骱捅咎辶讲糠郑咎宀糠钟赏饪�、 动力系统、潜浮系统、探测传感器、控制通信系统组成。其进一步特征在于高速远距鱼群探测机器人的动力系统由位于外壳后部的燃油机、电动机与半潜 桨，前部的水平导管桨，后部的稳定翼组成，燃油机通过燃料舱供给燃料；潜浮系统由海水 泵、浮力调节舱、深度计组成；探测传感器包括探鱼声纳、摄像机、避碰声纳；控制通信系统 包括天线、电子舱，电力由蓄电池箱供给，电子舱通过水密电缆与各电子设备连接；高速远距鱼群探测机器人的外壳的内部还设置有浮力块，外侧底部设置有可弃压 载；高速远距鱼群探测机器人的燃料舱设置于浮力调节舱的内部。一种高速远距鱼群探测机器人进行的鱼群探测方法，包含如下步骤第一步设定本次探测信息，输入给探测机器人；第二步探测机器人在水面上高速航行至探测点；第三步到达指定位置后进行下潜，利用探测传感器进行探测；第四步完成探测后浮上水面，发送相关探测信息；第五步继续高速水面航行至下一个探测点，按照上述第三步、第四步方法进行探
3测，直至全部探测完成；第六步高速航行至设定的回收地点，等待操纵者回收。本发明所述的高速远距鱼群探测机器人在水面时采 用汽油发动机提供动力高速 (20 40节)航行到鱼群探测点，然后利用蓄电池提供动力，潜入水下后利用鱼群探测声纳 和摄像机对鱼群的密度、种类和数量进行探测，上浮后把探测结果及时传给操控者；本发明 可以高速准确的到达探测水域的多个指定位置，按指定的要求探测鱼群信息并把探测信息 实时传回，完成任务后自动返回指定地点回收；可以采用自主航行或�？夭僮鞯哪Ｊ剑匠� 大、受天气影响较�。芙档吞讲獬杀�、提高了实时性和安全性。本发明将燃料舱设置于浮 力调节舱的内部，这种组合结构充分利用了内部空间，有效的减小了机器人的体积，满足远 程探测的需要。
图1为本发明的鱼群探测机器人的组成结构图；图2为本发明的工作原理示意图；图3为本发明的鱼群探测方法的流程图；图4为图3中A�？榈南晗噶鞒掏迹�
图5为图3中B�？榈南晗噶鞒掏肌�
具体实施例方式下面结合附图，说明本发明的具体实施方式
。如图1所示，本发明所述的高速远距鱼群探测机器人包括外部�？仄�20和本体两 部分组成，操纵者利用外部�？仄�20通过海事通信卫星对本体部分进行远程通信，指挥本 体部分执行航行潜水与探测鱼群的任务。本体部分以流线性的玻璃钢制轻外壳13为主体， 主推力器位于轻外壳后部，包括电动机21与半潜桨12，在水面航行状态下，通过燃料舱15 供给燃油机10燃料，燃油机10带动电动机，驱动半潜桨12推进；在水下航行状态，燃油机 10停止工作，电动机21通过蓄电池箱3供给电能驱动半潜桨12推进。本体部分通过轻外 壳13前部的水平导管桨2实现转向，通过后部的稳定翼11保持航行时的稳定性；通过海水 泵7向浮力调节舱9注入或者抽出海水，可以调节探测机器人的浮态，并通过深度计8进行 深度控制；在轻外壳13的内部还设置有浮力块16，外侧底部设置有可弃压载6，当遇到紧急 情况根据指令进行抛弃，利用浮力块16的浮力可以使本体浮在水面之上。位于轻外壳13前 部的探鱼声纳1发射超声波探测鱼群信息，摄像机19可以拍摄鱼群的照片；避碰声纳4和 18分别位于轻外壳13的下部与前部，可以通过发射超声波探测下方和前方的障碍物信息， 天线17与频闪灯14位于轻外壳13的顶部。电子舱5为机器人本体的大脑，负责接收指令、 信息处理、设备控制等，通过水密电缆与各电子设备连接，整个探测机器人的电力均由蓄电 池箱3供给。本发明的燃料舱15采用耐油橡胶制成的皮囊，浮力调节舱9为硬铝制成的箱体， 燃料舱15设置在浮力调节舱9内部，通过输油管道向燃油机10供给燃料，这种浮力调节舱 9和燃料舱15的组合充分利用了内部空间，可以有效的减小机器人的体积，满足远程探测 的需要。随着燃油的消耗，浮力舱内空间逐渐增加，此时可以通过注入海水来调节浮力。
本发明所述的高速远距鱼群探测方法如图2与图3所示，可以采用探测机器人自 主航行或�？夭僮髁街帜Ｊ嚼唇泄ぷ髟谧灾骱叫心Ｊ较拢僮菡咄ü獠恳？仄�20预 先设定好鱼群探测的位置和要求等信息，传输并存放在电子舱5中，电子舱5根据设定信息 控制探测机器人自动进行作业；在遥控模式下，操纵者通过外部�？仄�20发出指令信号， 再通过海事卫星中继后由天线17接收，经电子舱5处理后执行，可实现对探测机器人的实 时�？夭僮�。探测机器人在水面上高速航行至探测渔�。酱镏付ㄎ恢煤蠼邢虑碧讲猓� 成探测后浮上水面，发送相关探测信息，然后继续高速水面航行至下一个探测点进行探测。 当预定探测的位置全部探测完成后，电子舱5发出返航指令，开始向指定的回收地点高速 航行，到达指定位置后电子舱5关闭主推力器等待操纵者回收，操纵者根据操控板20指示 的位置，白天通过水面观察，晚上借助频闪灯14发出的闪光进行探测机器人的回收。图4为高速远距鱼群探测机器人水面高速航行的详细流程探测开始时将探测机 器人布放到探测水域中，电子舱5启动燃油机10、深度计8、避碰声纳4和18，燃油机10驱 动主推力器使其在水面以20节以上的速度高速航行，在水面高速航行过程中，电子舱5根 据避碰声纳4和18提供的前方和下方的障碍物信息，决定是否改变航向以躲避障碍物，并 启动水平导管桨2工作，改变航行的方向；根据天线17接收到的GPS位置信息与设定的探 测位置信息进行比较，决定是否调整航向；根据燃料舱15中燃料消耗的情况。控制海水泵 7向浮力调节舱9中注入海水，保持航行过程中的浮态。在到达预定的探测点后，关闭燃油 机10并通过阀门封闭住排气口，准备下潜。图5为高速远距鱼群探测机器人下潜探测工作的详细流程到达预定探测位置 后，电子舱5发出下潜指令后，探鱼声纳1与摄像机18开始工作，探测的信息通过电子舱5 进行处理保存；海水泵7利用蓄电池箱3提供的电力向浮力调节舱9中注入/排出海水，实 现下潜/上浮运动；通过深度计8测量下潜的深度；主推力器利用蓄电池箱3提供的电力实 现推进，水平导管桨2调节航向；避碰声纳4和18提供的前方和下方的障碍物信息。探测 机器人可以在不同的深度进行鱼群探测工作，等到同一探测点的工作全部完成后探测机器 人上浮到水面，通过天线17将鱼群详细信息由海事卫星中继，由外部遥控器20接收后显示 给操纵者；电子舱5根据预定计划或�？匦藕啪龆绦讲饣蚍岛�。以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利 要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改，例如将探测声纳1 和摄像机18更换为其它传感器，或者添加其他传感器，用于其他探测研究。
权利要求
一种高速远距鱼群探测机器人，其特征在于包括外部�？仄骱捅咎辶讲糠郑咎宀糠钟赏饪�、动力系统、潜浮系统、探测传感器、控制通信系统组成。
2.如权利要求1所述的高速远距鱼群探测机器人，其特征在于所述的动力系统由位 于外壳后部的燃油机、电动机与半潜桨，前部的水平导管桨，后部的稳定翼组成，燃油机通 过燃料舱供给燃料；潜浮系统由海水泵、浮力调节舱、深度计组成；探测传感器包括探鱼声 纳、摄像机、避碰声纳；控制通信系统包括天线、电子舱，电力由蓄电池箱供给，电子舱通过 水密电缆与各电子设备连接。
3.如权利要求1所述的高速远距鱼群探测机器人，其特征在于所述的外壳的内部还 设置有浮力块，外侧底部设置有可弃压载。
4.如权利要求1所述的高速远距鱼群探测机器人，其特征在于所述的燃料舱设置于 浮力调节舱的内部。
5.一种利用权利要求1所述的高速远距鱼群探测机器人进行的鱼群探测方法，其特征 在于，包含如下步骤第一步设定本次探测信息，输入给探测机器人；第二步探测机器人在水面上高速航行至探测点；第三步到达指定位置后进行下潜，利用探测传感器进行探测；第四步完成探测后浮上水面，发送相关探测信息；第五步继续高速水面航行至下一个探测点，按照上述第三步、第四步方法进行探测， 直至全部探测完成；第六步高速航行至设定的回收地点，等待操纵者回收。
全文摘要
本发明涉及一种高速远距鱼群探测机器人及探测方法，包括外部�？仄骱捅咎辶讲糠郑咎宀糠钟赏饪�、动力系统、潜浮系统、探测传感器、控制通信系统组成。探测机器人在水面时采用汽油发动机提供动力高速航行到鱼群探测点，然后利用蓄电池提供动力，潜入水下后利用鱼群探测声纳和摄像机对鱼群的密度、种类和数量进行探测，上浮后把探测结果及时传给操控者；本发明可以高速准确的到达探测水域的多个指定位置，航程大、受天气影响较�。芙档吞讲獬杀�、提高了实时性和安全性。
文档编号G01S15/96GK101799546SQ20101013662
公开日2010年8月11日 申请日期2010年3月30日 优先权日2010年3月30日
发明者刘涛, 马伟锋, 马利斌 申请人:中国船舶重工集团公司第七〇二研究所
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
