[發明專利]一種用于海洋牧場環境監測的仿生海鰻

在審

• 申請號: 202010323897.7
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111392007A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 陳新軍;劉必林;孔祥洪;陳永霖
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;G01N33/18
• 代理公司: 上海申浩律師事務所 31280
• 代理人: 張潔

本發明公開了一種用于海洋牧場環境監測的仿生海鰻，包括仿生海鰻本體，所述仿生海鰻本體包括依次相連的頭部、軀干、背鰭、臀鰭、尾鰭，所述頭部為一個三維空心殼體，內部放置有電源、微儲存器、圖像處理微電腦、控制模塊和若干采集器，所述軀干包括交替連接的轉動部分和仿生柔性欠驅動尾部，所述頭部靠近軀干的一端通過所述交替連接的轉動部分與所述仿生柔性欠驅動尾部靠近頭部的一端連接。本發明具有低耗能、高仿生、靈活游動的優點，保持較高機動性和穩定性、具有良好環境共融性，利用仿生海鰻良好的流體外形，能夠靈活穿越海底狹縫區和移動式監測海洋牧場水質指標，能夠應用海洋牧場復雜環境魚類資源評估、水質監測、水族館觀賞等多個領域。

技術領域

本發明涉及水下航行器與海洋牧場環境監測技術領域，特別涉及一種用于海洋牧場環境監測的仿生海鰻。

背景技術

近年來國家越來越重視海洋牧場的建設規劃以及海洋生態環境的修復，其中投礁型海洋牧場建設發展快速，試圖擴大人工魚礁建設來修復漁業資源。目前如何及時監測海洋牧場魚類的水下活動狀態、自然生態的水下環境修復狀況和海洋牧場水質變化等情況，就是眼前海洋牧場急需解決的問題。為此，設計了一種仿生海鰻來監測海洋牧場尤其是狹縫等復雜地區，仿生海鰻頭部下方空間較大，能夠搭載多種傳感器監測水環境，同時可對魚類水下活動狀態進行實時觀測與追蹤，對解決海洋牧場復雜環境魚類資源評估這一難題具有較高的研究意義與應用價值。

但是傳統水下機器人由于結構的影響，存在體型過大、機動性差、能耗較大等不足，造成對于環境擾動較大等影響，而能夠穿越狹縫地區的仿生軟體航行器可以較全面采集到魚類圖像、記錄其所到之處的水質關鍵因子，可實現對養殖經濟品種的生長情況和水溫、鹽度等海水環境關鍵因子在線監測。

因此，綜合海洋牧場環境復雜狹窄和海水更換量較少的狹縫地區大多生活著大量海洋生物的特點，以及傳統航行器環境擾動較大、環境局限性較強和靈活性差的不足之處，需要設計一款能靈活穿越狹縫地區又可以移動式環境監測的仿生軟體航行器，具有更加靈活、安全、節能高效等優點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于海洋牧場環境監測的仿生海鰻，具有良好環境共融性、能夠靈活穿越海底狹縫區并移動式監測海洋牧場環境因子，保持較高的機動性和穩定性的優點。

本申請是通過以下技術方案實現的：

一種用于海洋牧場環境監測的仿生海鰻，包括仿生海鰻本體，所述仿生海鰻本體包括依次相連的頭部、軀干、背鰭、臀鰭、尾鰭，所述頭部為一個三維空心殼體，內部放置防水密封倉，所述防水密封倉包括防水密封控制倉和防水密封電池倉，所述防水密封控制倉內部放置有電源、微儲存器、圖像處理微電腦、控制模塊和若干采集器，所述電源對采集器和轉動部分進行供電，所述微儲存器用于儲存防水圖像采集器采集的圖像信息，所述高頻數據傳輸天線固化在仿生柔性欠驅動尾部靠近頭部的一端，便于仿生海鰻浮出水面時向岸基發送信號，所述圖像處理微電腦用于采集到的圖像的形態特征識別，所述控制模塊實現對仿生海鰻的驅動功能和海洋牧場環境監測功能的總控制，所述采集器包括壓力傳感器、pH傳感器、溶解氧傳感器、防水圖像采集器、左灌膠LED燈和右灌膠LED燈，所述采集器安裝于頭部預留槽口或防水密封控制倉內，所述壓力傳感器、pH傳感器和溶解氧傳感器實現檢測記錄海鰻所到之處的海水指標變化和水深，所述左灌膠LED燈和右灌膠LED燈配合所述防水圖像采集器提供光線，便于采集水下環境的圖像信息，所述軀干包括交替連接的轉動部分和仿生柔性欠驅動尾部，所述交替連接的轉動部分實現仿生海鰻鰻鱺式推進，所述頭部靠近軀干的一端通過交替連接的轉動部分與仿生柔性欠驅動尾部靠近頭部的一端相連，所述背鰭、臀鰭、尾鰭分別經過多次溶膠、凝膠固化成型，并與所述仿生柔性欠驅動尾部連為一體，通過增加仿生海鰻的截面面積，增大形成渦流面積，從而增加仿生海鰻在水中的推進力。