一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯的制作方法

1.本实用新型涉及动物诱捕设备与海洋渔业设备领域，具体设计一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯。


背景技术：

2.光诱渔业利用捕捞对象的趋光习性，用灯光将其诱惑集后运用网具、鱼泵或者钓具进行捕捞，水下集鱼灯于20世纪90年代以来被广泛应用到鱿钓作业中。但在世界能源缺乏，燃油价格居高不下的背景下，由于企业间的盲目竞争,造成渔船主机功率和灯光功率持续加大,使得生产成本大大提高,而渔获量未有提升，从而造成了很大的损失。
3.目前的led水下集鱼灯存在光衰严重和能耗较大等问题，仍未得到真正应用，而激光透明陶瓷具有良好的材料和光学特性,并且具有可掺杂浓度高、制备周期短、生产成本低、能够大规模生产等优点,成为继单晶和玻璃之后的又一具有较好前景的激光材料。近年来,国内外对陶瓷激光器的研究比较关注并且取得了较大的进展,随着制备工艺的进一步发展,陶瓷激光器将可能有更好的发展前景。
4.另外，目前，国内外对仿生机器鱼的研究正以高速发展，仿生成为很热门的话题，将陶瓷激光器与仿生机器鱼的技术结合起来，能够达到环境共融和集鱼诱鱼一体的突出效果，这也是未来各种集鱼灯发展的趋势。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯，利用透明陶瓷激发光灯芯，可以灵活调控灯光强弱和灯光照射范围，实现定向性的诱鱼和集鱼一体化设计，以解决现有技术中能源浪费、渔获量不足等弱点。
6.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
7.一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯，包括浮力架、灯体承载部、灯体末端，所述灯体承载部包括底盘、散热舱、防水密封舱和控制机构，所述浮力架通过螺纹紧固件与灯体承载部相连，并紧固于灯体承载部外侧，所述灯体末端包括动力源和柔性尾部，灯体末端通过动力源上的螺纹紧固件与灯体承载部后方连接。所述灯体承载部的底盘外覆有蒙皮，延伸至所述柔性尾部前端，使所述基于仿生机器鱿鱼的新型集鱼灯整体呈流线型。
8.进一步，所述浮力架由浮力材料、橡胶圈和连接件构成，所述浮力材料包括第一浮力材料、第二浮力材料、第三浮力材料和第四浮力材料，所述浮力材料为空心圆片状，内径与所述灯体承载部半径相同，相对放置并间隔相同距离，所述连接件为细长直棒状，所述浮力材料上留有六个安装孔，安装孔口径与所述连接件直径相同，连接件通过安装孔与浮力材料相连并焊接，所述第二浮力材料和所述灯体承载部间嵌有第一橡胶圈和第二橡胶圈，第二浮力材料位于第一橡胶圈和第二橡胶圈之间，所述第三浮力材料和所述灯体承载部间嵌有第三橡胶圈和第四橡胶圈，第三浮力材料位于第三橡胶圈和第四橡胶圈之间。所述第四浮力材料上设有四个螺纹孔，通过螺纹紧固件与所述封盖连接。
9.进一步，所述灯体承载部顶端形状为圆锥状，向后过渡为圆柱，包括底盘、散热舱、防水密封舱和控制机构。所述底盘包括凸型圆块、第三密封圈、吊环、封盖、两个防水密封接头。所述散热舱包括外壳、第一法兰环、第一密封圈、第一喷水推进器和第二喷水推进器。所述防水密封舱包括耐压透明玻璃罩、第二法兰环、第二密封圈。所述控制机构内含透明陶瓷激发光灯芯、反光杯、控制元件以及供电设备。所述控制机构位于防水密封舱内，所述防水密封舱位于散热舱内。
10.进一步，所述底盘由凸型圆块、第三密封圈、吊环、封盖、两个防水密封接头构成。所述封盖从内向外以螺纹孔为界分为四个大小不一的圆形区域，第一区域开有三对螺纹孔，第二区域开有三对螺纹孔和两轴对称的通孔，所述通孔用于放置防水密封接头。第三区域开有三对螺纹孔，设有两个呈纵轴对称通孔，用作出水口。第四区域开有两组互相对称的螺纹孔。所述凸型圆块边缘开有两个轴对称的半圆形孔，为两接线孔，用于引出供电设备和控制元件的数据线，所述凸型圆块上开有三对安装孔，通过螺纹紧固件安装于所述封盖的第一区域，所述第三密封圈位于所述凸型圆块和封盖之间。所述封盖底部设置有一个矩形安装槽和一个正方形安装槽，矩形安装槽内设置有四个螺纹孔，正方形安装槽侧壁上设置有一个螺纹孔，吊环通过螺纹紧固件安装在正方形安装槽内。
11.进一步，所述散热舱由外壳、第一法兰环和第一密封圈组成。所述外壳由耐高压玻璃筑成，外壳后部开有两个具有一定倾斜角度的切面凹槽，切面凹槽关于外壳的中轴线成轴对称结构，所述切面凹槽上分别设有两对螺纹孔，用于安装喷水推进器。所述喷水推进器上设有两对螺纹孔，通过螺纹紧固件配合固定于切面凹槽，所述第一喷水推进器的操舵喷嘴与所述第一出水口同轴心，所述第二喷水推进器的操舵喷嘴所在与所述第二出水口同轴心。所述外壳圆锥状的顶端开有三个呈圆周阵列穿入的通孔，为进水口。所述进水口口径大于出水口口径。所述第一密封圈嵌套在所述外壳底部，所述第一法兰环上设有安装孔，外壳通过第一法兰环和螺纹紧固件安装于封盖的第三区域，所述第一密封圈位于第一法兰环和封盖之间。
12.进一步，所述防水密封舱由耐压透明玻璃罩、第二法兰环、第二密封圈组成。所述耐压透明玻璃罩前端为实心半球状，成为凸透镜，后半部分为空心圆柱形，由透明玻璃制成。所述第二密封圈嵌套在所述耐压透明玻璃罩底部，所述第二法兰环上设有安装孔，耐压透明玻璃罩通过第二法兰环和螺纹紧固件安装于封盖的第二区域，所述第二密封圈位于第二法兰环和封盖之间。
13.进一步，所述控制机构内含透明陶瓷激发光灯芯、反光杯、控制元件、供电设备。所述透明陶瓷激发光灯芯位于反光杯中，反光杯固定于所述耐压透明玻璃罩圆柱与半圆凸透镜连界面上，所述透明陶瓷激发光灯芯呈轴对称圆周阵列，所述供电设备由多节锂电池圆周阵列上下堆放组成，所述控制元件置于供电设备上方，与供电设备粘连，所述供电设备固定于所述凸型圆块上。
14.进一步，所述透明陶瓷激发光灯芯位于反光杯中，反光杯采用抛物线曲面设计，所述反光杯位于所述凸透镜后，所述凸透镜中间厚两边薄，凸透镜、反光杯、透明陶瓷激发光灯芯从前至后依次排列。
15.进一步，所述灯体末端包括动力源和柔性尾部，所述柔性尾部由柔性材料浇筑而成，外形与鱿鱼触腕整体形态类似，前端呈椭圆形，向后延伸逐渐交于一点，俯视截面呈锥
形。所述动力源由第一驱动器支架、第二驱动器支架和动力源主体组成，所述第二驱动器支架通过螺纹紧固件与所述封盖底部的矩形安装槽固定，所述第一驱动器支架在所述柔性尾部浇筑时没过材料，嵌入柔性尾部，使所述灯体承载部与所述灯体末端相连。
16.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
17.(1)本实用新型一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯提供了一种新型的水下集鱼装置，通过搭载水下集鱼光源实现鱼群诱集。
18.(2)本实用新型应用了仿生技术，创造了环境共融性强，可定向集鱼、诱鱼的水下集鱼设备，对鱼群的诱导能力更强，灵活性更高。
19.(4)本实用新型仿照生物鱿鱼的形态，总体呈流线型。从顶部到末端横截面依次变小，减少在水中阻力，节能的同时提高游动效率。
20.(5)本实用新型应用了透明陶瓷激光灯芯，可以调节光的强度、光照范围，改变光通量，实现对鱼群的高效诱集。
21.(6)本实用新型充分考虑散热问题，在所述灯体承载部设计进水口和出水口，通过冷热水的循环，实现降温。加装喷水推进器，通过其推力，进行水循环的同时推动新型集鱼灯的游动，提高了运动效率。
附图说明
22.图1是本实用新型一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯的整体结构示意图。
23.图2是本实用新型一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯浮力架的结构示意图。
24.图3是本实用新型一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯灯体承载部的结构示意图。
25.图4是本实用新型一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯底盘的结构示意图。
26.图5是本实用新型一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯散热舱的结构示意图。
27.图6是本实用新型一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯外壳和喷水推进器之间装配关系的结构示意图。
28.图7是本实用新型一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯防水密封舱的结构示意图。
29.图8是本实用新型一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯控制部分的结构示意图。
30.图9是本实用新型一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯灯体末端的结构示意图。
31.图中各符号代表：浮力架1000；灯体承载部2000；灯体末端3000；第一浮力材料1001；第一橡胶圈1002；第二浮力材料1003；第二橡胶圈1004；第三橡胶圈1005；第三浮力材料1006；第四橡胶圈1007；连接件1008；第四浮力材料1009；底盘2100；螺纹紧固件2101；凸型圆块2102；第三密封圈2103；吊环2104；防水密封接头2105；散热舱2200；螺纹紧固件2201；第一法兰环2202；第一密封圈2203；外壳2204；第一喷水推进器2205；第二喷水推进器2206；螺纹紧固件2207；防水密封舱2300；螺纹紧固件2301；第二法兰环2302；第二密封圈
2303；耐压透明玻璃罩2304；控制机构2400；透明陶瓷激发光灯芯2401；反光杯2402；控制元件2403；控制元件2404；供电设备2405；第二驱动器支架3001；螺纹紧固件3002；动力源主体3003；第一驱动器支架3004；柔性尾部3005。
具体实施方式
32.下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
33.参照图1、图3、图9，本技术基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯包括浮力架1000、灯体承载部2000、灯体末端3000，灯体承载部2000包括底盘2100、散热舱2200、防水密封舱2300和控制机构2400，浮力架1000通过螺纹紧固件与灯体承载部2000相连，并紧固于灯体承载部2000外侧，灯体末端3000包括动力源和柔性尾部3005，灯体末端3000通过动力源上的螺纹紧固件与灯体承载部2000后方连接。灯体承载部2000的底盘2100外覆有蒙皮，延伸至柔性尾部3005前端，使基于仿生机器鱿鱼的新型集鱼灯整体呈流线型。一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯从顶部到末端横截面依次变小，可有效减少阻力。
34.参照图2，浮力架1000由浮力材料、橡胶圈和连接件1008构成，浮力材料包括第一浮力材料1001、第二浮力材料1003、第三浮力材料1006和第四浮力材料1009，浮力材料为空心圆片状，内径与灯体承载部2000半径相同，相对放置并间隔相同距离，浮力材料通常可以采用化学发泡浮力材料、空心玻璃微珠浮力材料、复合轻质浮力材料等，本实施例中选用空心玻璃微珠浮力材料，使一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯在不同水域中达到配平效果。连接件1008为细长直棒状，浮力材料上留有六个安装孔，安装孔口径与连接件1008直径相同，连接件1008通过安装孔与浮力材料相连并焊接，第二浮力材料1003和灯体承载部2000间嵌有第一橡胶圈1002和第二橡胶圈1004，第二浮力材料1003位于第一橡胶圈1002和第二橡胶圈1004之间，第三浮力材料1006和灯体承载部2000间嵌有第三橡胶圈1005和第四橡胶圈1007，第三浮力材料1006位于第三橡胶圈1005和第四橡胶圈1007之间。第四浮力材料1009上设有四个螺纹孔，通过螺纹紧固件与封盖2105连接。橡胶圈可以采用硅橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯橡胶等，本实施例中采用硅橡胶，固定在灯体承载部2000200外侧，实现缓冲及减震。第一橡胶圈1002和第三橡胶圈1005设计成流线型，达到减阻的效果。
35.参照图3，图4，图5，图7，图8，灯体承载部2000顶端形状为圆锥状，向后过渡为圆柱，包括底盘2100、散热舱2200、防水密封舱2300和控制机构2400。底盘2100包括凸型圆块2102、第三密封圈2103、吊环2104、封盖2105、两个防水密封接头2106。散热舱2200包括外壳2204、第一法兰环2202、第一密封圈2203、第一喷水推进器2205和第二喷水推进器2206。防水密封舱2300包括耐压透明玻璃罩2304、第二法兰环2302、第二密封圈2303。控制机构2400内含透明陶瓷激发光灯芯2401、反光杯2402、控制元件2403以及供电设备2404。控制机构2400位于防水密封舱2300内，防水密封舱2300位于散热舱2200内。
36.参照图4，底盘2100由凸型圆块2102、第三密封圈2103、吊环2104、封盖2105、两个防水密封接头2106构成。封盖2105从内向外以螺纹孔为界分为四个大小不一的圆形区域，第一区域开有三对螺纹孔，第二区域开有三对螺纹孔和两轴对称的通孔，通孔用于放置防水密封接头2106。在本实施例中，选用水下射频同轴连接器的接头，深水耐压可达10
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30mpa，防水深度达到3000m，利于水下工作，防水密封接头2106的设计可以切换有缆和无缆的工作模式，有缆情况下，新型激光集鱼灯电控部分可以通过零浮力线完成电力载波有线通讯。可以实现电源变换、信息传输。第三区域开有三对螺纹孔，设有两个呈纵轴对称通孔，用作出水口。第四区域开有两组互相对称的螺纹孔。凸型圆块2102边缘开有两个轴对称的半圆形孔，为两接线孔，用于引出供电设备2405和控制元件2404的数据线，可以及时给控制元件2404充电以及传输信息。凸型圆块2102上开有三对安装孔，通过螺纹紧固件安装于封盖的第一区域，第三密封圈2103位于凸型圆块2102和封盖2105之间。封盖2105底部设置有一个矩形安装槽和一个正方形安装槽，矩形安装槽内设置有四个螺纹孔，正方形安装槽侧壁上设置有一个螺纹孔，吊环2104通过螺纹紧固件安装在正方形安装槽内。在本实施例中，采用d型卸扣，用于从水面上通过缆绳提拉集鱼灯，不使用时嵌入安装槽，减少阻力。
37.参照图5，图6，散热舱2200由外壳2204、第一法兰环2202和第一密封圈2203组成。外壳2204由耐高压玻璃筑成，外壳2204后部开有两个具有一定倾斜角度的切面凹槽，切面凹槽关于外壳2204的中轴线成轴对称结构，切面凹槽上分别设有两对螺纹孔，用于安装喷水推进器。喷水推进器上设有两对螺纹孔，通过螺纹紧固件配合固定于切面凹槽，第一喷水推进器2205的操舵喷嘴与第一出水口同轴心，第二喷水推进器2206的操舵喷嘴所在与第二出水口同轴心。两操舵喷嘴向外成一定角度，第一喷水推进器2205作用时，可控制装置向右运动；第二喷水推进器2206作用时，可控制装置向左运动；第一喷水推进器2205与第二喷水推进器2206同时作用时，可控制装置向前方运动。喷水推进器不仅可以提供动力，也能将进水口流入的水及时排出，达到给装置散热的效果。外壳2204圆锥状的顶端开有三个呈圆周阵列穿入的通孔，为进水口。进水口口径大于出水口口径。保证在喷水推进器工作过程中有不间断的水流供应，达到散热和提供动力的效果。第一密封圈2203嵌套在外壳2204底部，第一法兰环2202上设有安装孔，外壳2204通过第一法兰环2202和螺纹紧固件安装于封盖2105的第三区域，第一密封圈2203位于第一法兰环2202和封盖2105之间。
38.参照图7，防水密封舱2300由耐压透明玻璃罩2304、第二法兰环2302、第二密封圈2303组成。耐压透明玻璃罩2304前端为半球状，成为凸透镜，后半部分为空心圆柱形，由透明玻璃制成。第二密封圈2303嵌套在耐压透明玻璃罩2304底部，第二法兰环2302上设有安装孔，耐压透明玻璃罩2304通过第二法兰环2302和螺纹紧固件安装于封盖2105的第二区域，第二密封圈2303位于第二法兰环2302和封盖2105之间。
39.参照图8，控制机构2400内含透明陶瓷激发光灯芯2401、反光杯2402、控制元件2403、供电设备2404。透明陶瓷激发光灯芯2401位于扩束器2402中，透明陶瓷激发光灯芯2401可以灵活调控灯光强弱、灯光照射范围，提高发光效率，实现定向集鱼、诱鱼。透明陶瓷激发光灯芯2401位于反光杯2402中，反光杯2402采用抛物线曲面设计，能更有效的降低光损，反光杯2402固定于耐压透明玻璃罩2304圆柱与半圆凸透镜连界面上，透明陶瓷激发光灯芯2401呈轴对称圆周阵列，供电设备2404由多节锂电池圆周阵列上下堆放组成，在本实施例中，选用18650锂电池。控制元件2403置于供电设备2404上方，与供电设备2404粘连，在本实施例中，控制元件2404选用树莓派，并采用灌封胶进行密封处理，常用的灌封胶主要有环氧树脂灌封胶、硅橡胶灌封胶、聚氨酯灌封胶、uv灌封胶、热熔性灌封胶，在本实施例中，选用环氧树脂灌封胶，具备性能好，适用期长、黏度小、浸渗性强、难燃、耐候、导热、耐高低温交变等性能，可以达到良好的密封效果。供电设备2404固定于凸型圆块2102上。
40.参照图3，图8，透明陶瓷激发光灯芯2401位于反光杯2402中，反光杯2402采用抛物线曲面设计，反光杯2402位于凸透镜后，凸透镜中间厚两边薄，凸透镜、反光杯2402、透明陶瓷激发光灯芯2401从前至后依次排列。光照射出来时经过反光杯2402和凸面镜，反射效率高，聚光性能好，远射效果好。
41.参照图9，灯体末端3000包括动力源和柔性尾部3005，柔性尾部3005由柔性材料浇筑而成，本实施例中，采用双组分硫化硅橡胶浇筑柔性尾部，外形与鱿鱼触腕整体形态类似，前端呈椭圆形，向后延伸逐渐交于一点，俯视截面呈锥形。动力源由第一驱动器支架3004、第二驱动器支架3001和动力源主体3003组成，第二驱动器支架3001通过螺纹紧固件与封盖2105底部的矩形安装槽固定，第一驱动器支架3004在柔性尾部3005浇筑时没过材料，嵌入柔性尾部3005，使灯体承载部2000与灯体末端3000相连。在本实施例中，动力源可以控制柔性尾部3005上下摆动，使一种基于仿生机器鱿鱼的新型激光集鱼灯实现各种角度转动，扩大灯光照射范围。
42.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。