具有挠度预警的智能钓鱼竿装置及其控制方法
【专利摘要】一种具有挠度预警的智能钓鱼竿装置及其控制方法，包括：直径卷筒、挠度传感器、驱动模块、控制模块和预警模块，其中：挠度传感器和直径卷筒分别设置于钓鱼竿的前、后两端，驱动模块与直径卷筒相连并控制钓鱼线的伸缩，控制模块接收挠度传感器输出的钓鱼竿弯曲度信息并分别输出控制信号至驱动模块和预警模块；位于钓鱼竿前部的挠度传感器实时将测得的钓鱼竿弯曲变形的数据发送给中央处理器进行数据分析，中央处理器根据挠度的大小判断钓鱼竿和鱼的状况，通过阈值判断向驱动模块和预警模块发出控制指令，从而控制电动机的转动和钓鱼线的伸缩，并在挠度传感器的返回值小于等于475时启动预警模块对用户进行提示；本发明设计合理，工作可靠，通过两种钓鱼模式，方便用户垂钓和新手学习。
【专利说明】
具有挠度预警的智能钓鱼竿装置及其控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及的是一种机电一体化领域的技术，具体是一种具有挠度预警的智能钓鱼竿装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]如今，人们越来越重视生活的品质，钓鱼可以释放压力和获得乐趣，因而深受欢迎。然而，钓重量较大的鱼时钓鱼线和钓鱼竿会剧烈动荡，这可能会导致垂钓者疲劳甚至受伤；另外，由于垂钓者不能确切感受到钓鱼竿所受张力，即使是最有经验的垂钓者也可能折断钓鱼竿从而导致经济损失;并且垂钓新手对于钓鱼技巧尚需要学习。鉴于上述原因，非常有必要改进传统的钓鱼方式，设计一种带控制系统的智能钓鱼竿，通过自动和手动两种模式，完美地解决困扰垂钓者几千年来的问题，享受钓鱼的乐趣，帮助垂钓新手学习钓鱼技巧，并对钓鱼竿所受的过大力量实施警告，从而保护钓鱼竿免于折断。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术结构复杂，且基本不具备针对当起钓的鱼较重情况下的避免器材破坏控制装置等缺陷，提出一种具有挠度预警的智能钓鱼竿装置及其控制方法，通过挠度传感器自动检测钓鱼竿所受的挠度，通过Arduino Uno中央处理器对钓鱼线的伸缩进行控制，并控制预警模块，判断钓鱼竿所受的挠度程度以避免可能的破坏，手动模式还可帮助垂钓新手学习钓鱼技巧。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0005]本发明涉及一种具有挠度预警的智能钓鱼竿装置，包括:直径卷筒、挠度传感器、驱动模块、控制模块和预警模块，其中:挠度传感器和直径卷筒分别设置于钓鱼竿的前、后两端，驱动模块与直径卷筒相连并控制钓鱼线的伸缩，控制模块接收挠度传感器输出的钓鱼竿弯曲度信息并分别输出控制信号至驱动模块和预警模块。
[0006]所述的驱动模块包括:电动机、变速箱、电机驱动板和电压调节器，其中:电机驱动板与电动机和变速箱分别相连并传输驱动信息，电动机与变速箱相连，电压调节器与电动机相连。
[0007]所述的变速箱为单向传动式。
[0008]所述的控制模块为中央处理器。
[0009]所述的预警模块为LED指示灯。
[0010]所述的中央处理器与电压调节器相连并传输电压分配信息。
[0011]所述的中央处理器与挠度传感器、电机驱动板和LED指示灯分别相连并传输控制
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[0012]所述的中央处理器为ArduinoUno，包括自动模式和手动模式。
[0013]本发明涉及一种控制上述装置的方法，通过位于钓鱼竿前部的挠度传感器实时将测得的钓鱼竿弯曲变形的数据发送给控制模块进行数据分析，控制模块根据挠度的大小判断钓鱼竿和鱼的状况，通过阈值判断向驱动模块和预警模块发出控制指令，从而控制驱动模块的转动和钓鱼线的伸缩，并在钓鱼竿超出安全范围时启动预警模块对用户进行提示。
[0014]所述的安全范围是指:挠度传感器的返回值大于475。
技术效果
[0015]与现有技术相比，本发明采用了高灵敏度的挠度传感器，准确感知钓鱼竿所受挠度的大小，通过控制模块控制钓鱼线的伸缩，并控制预警模块及时对用户作出提示，避免可能的破坏，同时可采用手动模式帮助新手学习钓鱼技巧。
【附图说明】
[0016]图1为本发明不意图；
[0017]图2为控制模块示意图；
[0018]图3为设计流程示意图；
[0019]图4为实施例工作示意图；
[0020]图中:I为挠度传感器，2为中央处理器，3为变速箱，4为直径卷筒，5为电动机，6为电机驱动板，7为RGBLED指示灯，8为电压调节器，9为手动按键，10为11.1V锂电池组。
【具体实施方式】
[0021]下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明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，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
[0022]如图1和图2所示，本实施例包括:钓鱼竿、钓鱼线、直径卷筒4、挠度传感器1、驱动模块、控制模块和预警模块，其中:钓鱼线设置于直径卷筒4内并沿钓鱼竿伸出，挠度传感器I设置于钓鱼竿的前部;直径卷筒4设置于钓鱼竿的后部，驱动模块与直径卷筒4相连并控制钓鱼线的伸缩;控制模块分别控制驱动模块和预警模块，并接收挠度传感器I的钓鱼竿弯曲度信息。
[0023]所述的钓鱼竿为碳纤维材料，其韧性好，较难折断。
[0024]所述的直径卷筒4最小化，可以减少扭矩。
[0025]所述的驱动模块包括:电动机5、变速箱3、电机驱动板6和电压调节器8，其中:电机驱动板6与电动机5和变速箱3分别相连并传输驱动信息，电动机5与变速箱3相连，电压调节器8与电动机5相连。
[0026]所述的变速箱3采用单向传动式，这样在鱼挣扎掉落时可以自锁，保证本实施例更加安全可靠。
[0027]所述的电压调节器8与11.1V锂电池组10相连，实现使用一个电池供应电动机5和Arduino Uno的权限。
[0028]所述的控制模块为中央处理器2。
[0029]所述的中央处理器2为ArduinoUno，包括自动模式和手动模式。
[0030]所述的预警模块为LED指示灯。
[0031]所述的Arduino Uno与电压调节器8相连并传输电压分配信息。
[0032]所述的ArduinoUno与烧度传感器1、电机驱动板6和LED指示灯分别相连并传输控制信息。
[0033]所述的中央处理器2包含计时器代码，可通过计时器代码的过滤程序减少鱼试探钓鱼钩以及风对挠度传感器读数的影响。
[0034]所述的LED指示灯为RGBLED指示灯7。
[0035]如图3所示，本实施例依次通过功能设计、硬件设计、控制设计和电路程序设计，实现检测鱼咬钩、自动卷线、以及与鱼自动战斗的手动和自动两种模式的功能。
[0036]如图4所示，本实施例涉及基于上述装置的控制方法，ArduinoUno为自动模式，包括以下步骤:
[0037]S1:位于钓鱼竿前部的挠度传感器I实时将测得的钓鱼竿弯曲变形的数据发送给Arduino Uno进行数据分析，如果挠度传感器I的返回值突然变为小于485，即钓鱼竿顶端突然弯曲，则Arduino Uno控制电动机5逆时针旋转带动钓鱼线收紧，进入S2。
[0038]所述的挠度传感器I的返回值是指挠度传感器I的单片机串口监视器的值。
[0039]S2:如果挠度传感器I的返回值保持在大于480，并发现鱼咬钩，即用户已钓到鱼，则电动机5继续逆时针转动;否则进入S3。
[0040]S3:如果挠度传感器I的返回值大于475，即鱼在挣扎，钓鱼竿在安全范围内，钓鱼线的转轴将被锁定，电动机5停转;否则意味着钓鱼竿受到的力超出安全范围，Arduino Uno控制预警模块启动，RGBLED指示灯7从绿色变为红色，以警告用户，同时Arduino Uno控制电动机5顺时针旋转放松钓鱼线。
[0041]所述的ArduinoUno的自动模式中，垂钓者无需操作钓鱼竿，操作都为自动完成。
[0042]所述的Arduino Uno的手动模式下，Arduino Uno与手动按键9相连，用户按下手动按键9，RGBLED指示灯7显示黄色，表示当前模式为手动模式;之后Arduino Uno根据从驱动模块和挠度传感器I得到的数据变化，采用不同的算法程序控制电动机5转动，并设有在力量大时的警告模块，此时钓鱼竿依靠手摇电机转轴来卷线钓鱼。
[0043]本实施例可通过现场演示教初学者钓鱼的正确方法。
【主权项】
1.一种具有挠度预警的智能钓鱼竿装置，其特征在于，包括:直径卷筒、挠度传感器、驱动模块、控制模块和预警模块，其中:挠度传感器和直径卷筒分别设置于钓鱼竿的前、后两端，驱动模块与直径卷筒相连并控制钓鱼线的伸缩，控制模块接收挠度传感器输出的钓鱼竿弯曲度信息并分别输出控制信号至驱动模块和预警模块。2.根据权利要求1所述的具有挠度预警的智能钓鱼竿装置，其特征是，所述的驱动模块包括:电动机、变速箱、电机驱动板和电压调节器，其中:电机驱动板与电动机和变速箱分别相连并传输驱动信息，电动机与变速箱相连，电压调节器与电动机相连。3.根据权利要求2所述的具有挠度预警的智能钓鱼竿装置，其特征是，所述的变速箱为单向传动式。4.根据权利要求1所述的具有挠度预警的智能钓鱼竿装置，其特征是，所述的控制模块通过Arduino Uno实现，包括自动模式和手动模式。5.根据权利要求2所述的具有挠度预警的智能钓鱼竿装置，其特征是，所述的控制模块与电压调节器相连并传输电压分配信息，控制模块分别与挠度传感器、电机驱动板和预警模块相连并传输控制信号。6.一种实现上述任一权利要求所述装置的控制方法，其特征在于，通过位于钓鱼竿前部的挠度传感器实时将测得的钓鱼竿弯曲变形的数据发送给控制模块进行数据分析，控制模块根据挠度的大小判断钓鱼竿和鱼的状况，通过阈值判断向驱动模块和预警模块发出控制指令，从而控制驱动模块的转动和钓鱼线的伸缩，并在钓鱼竿超出安全范围时启动预警模块对用户进行提示;所述的安全范围是指:挠度传感器的返回值大于475。
【文档编号】G05B19/042GK106070108SQ201610623343
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月1日 公开号201610623343.2, CN 106070108 A, CN 106070108A, CN 201610623343, CN-A-106070108, CN106070108 A, CN106070108A, CN201610623343, CN201610623343.2
【发明人】王夫聪, 胡昕宇, 戴玥, 黄子欣, 赵泽轩, 滕金芳
【申请人】上海交通大学