[发明专利]一种用于海洋或内河湖泊的水质监测机器鱼

说明书

本发明公开了一种用于海洋或内河湖泊的水质监测机器鱼，该机器鱼在实现上浮和下潜时，主要是通过导管螺旋桨的转动，具有启动速度快并且稳定的特点。另外通过舵机转动带动胸鳍进行转动，从而能实现空间自由运动。本发明采用喷水推进器进行推进，在遇到危险时，通过喷水推进器进行主推，鱼尾摆动进行辅助推进，从而逃离危险。而在安全区域内，采用鱼尾推进，既节约了能源消耗，又能合理的完成探测任务。本发明中所述的水质监测系统以及目标识别系统，可以实时的得到其水质参数并且可以识别出珍贵的鱼，以便进行跟踪保护。

技术领域

本发明涉及一种用于水质监测的机器鱼，属于船舶工程技术领域。

背景技术

随着经济的不断发展，陆地资源日益消耗，而海洋占据着地球百分之71的表面积，并且人们对海洋的探索还处于起步阶段，因此海洋资源的开发显得尤为重要。而机器鱼作为海洋探测和水下作业的主要工具，可以在比较危险的水下环境中工作，而且能很好的适应多变的水下环境。当前机器鱼主要应用在海洋环境的数据监测、水下设备的维护、海洋目标获取以及识别等范畴。

但是目前机器鱼的主要推进方式为尾鳍推进，其控制方式为依靠舵机的摆动带动鱼尾运动或者是依靠应用形状记忆合金(SMA)驱动技术控制鱼尾的力和力矩，从而推进机器鱼前进。前者航速慢，后者成本高。经过调查，目前机器鱼航速一般为4-5节，成本约为20万。

本发明针对目前机器鱼航速慢，成本高的缺点，设计了一种新型的用于水质监测的机器鱼，该机器鱼航速快，具有效率高、成本低、应用范围广的优点。经过相关试验，航速一般可达到5节以上，成本约为10万元。

本发明设计出一种用于水质监测的机器鱼，可实现空间自由运动，通过搭载传感器实现水质监测，同时可以根据不同的场景改变自己的航速。在探测海藻珊瑚等生物以及探测水质时，采用低速航行，驱动方式是依靠鱼尾摆动。在遇到危险生物时，采用高速航行，驱动方式为喷水推进器主推，鱼尾辅助推进。这一方面节约了能源，另一方面操作简单便捷，效率高。同时搭载了目标识别技术，可以识别出一些濒危的水生物种，通过搭载相应的传感器可以探测到其生存环境，从而可以制定不同的方案以便更好的保护它们。

发明内容

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种用于海洋或内河湖泊的水质监测机器鱼，其包括机器鱼主体、密封舱、智能操推系统、尾部推进机构、智能监测系统、目标识别系统、半自主航行系统和通信系统，其特征在于，所述机器鱼主体上设置有位于机器鱼胸部两侧的胸鳍和位于机器鱼尾部的尾鳍，所述机器鱼主体内设置有密封舱；

所述智能操推系统构设为能够对机器鱼主体进行推进驱动并能够带动胸鳍进行转动，从而起改变机器鱼的航向角度；

所述尾部推进机构安装在所述机器鱼主体的后部，且所述尾部推进机构构设为能够带动尾鳍进行来回摆动；

所述智能监测系统构设为至少能够采集水浊度，水深以及PH值，并能够通过无线通信的方式将信息传输到遥控器上；

所述目标识别系统能够自动捕获图像并能够自动识别出目标物体的类别，以便于机器鱼做出与目标物体类别相应的反应动作；

所述半自主航行系统用于无线接收与GPS定位，以便于实现机器鱼的半自主航行；

所述通信系统用于机器鱼与遥控器进行无线通信，以便于遥控控制机器鱼的运动及作业。

进一步，作为优选，所述机器鱼主体(1)包括鱼头、鱼身、鱼尾，且所述机器鱼主体的整体呈纺锤形，总长0.61.2m，长宽比为3:1，长高比为4:1，尾鳍的展长与总长比约为4:1，展弦比约为6:1。

进一步，作为优选，所述密封舱形状为圆柱型，处于机器鱼的鱼身中，所述密封舱的长度为机器鱼总长的二分之一，所述密封舱的半径为机器鱼最大宽度的二分之一，所述密封舱通过上板、前板、下板一、下板二和后板与所述机器鱼主体固定连接。