一种鱼类洄游轨迹实时定位与保护装置的制作方法

本发明涉及鱼类行为学研究、水生生物资源保护技术领域，特别是涉及一种鱼类洄游轨迹实时定位与保护装置。

背景技术：

超声波遥测技术目前已广泛应用于各种水生动物中，包括对软骨鱼类、硬骨鱼类以及其他水生动物等的行为学研究，该技术诞生于20世纪50年代中期，也是用于研究自然环境中水生动物个体洄游行为最早的手段之一。研究人员通过对鱼体超声波标记，再通过遥测跟踪标记鱼来收集个体详细且瞬时的洄游行为数据并结合生态环境来研究鱼类一段时间内的行为，通过接收装置列阵遥测，已经实现了多目标大范围遥测。

超声波遥测系统由发射装置和接收装置2个部分组成。发射装置即为植入生物体内或悬挂在生物体外的标记牌；接收装置是用于在有效范围内接收发射装置发射的带有编码信息的超声波信号，以获取发射装置的行为轨迹等相关信息的设备，但定位信息则另需gps装置来确定，而定位信息是鱼类洄游轨迹生成及动态展示不可或缺的内容。

目前市场上主流的超声波接收装置(加拿大vemco公司、lotek公司、美国sonotronics公司等)外形均为圆柱形状，同时该系列接收装置的外壳均为塑料材质，放入水中后易与周边介质摩擦，造成磨损，久而久之破坏接收装置的水密性，最终导致内部芯片短路而损坏设备。此外，超声波接收装置长时间放置在水中工作后，表面会附着一层厚厚的藻类，甚至淡水壳菜，会加速设备的老化，也会影响该装置的正常使用。

而且鱼类的行为数据需要结合gps定位数据才能生成实时的洄游轨迹图并动态展示出来，而目前市面上的超声波接收装置本身不带定位功能，需要另配gps装置来实现定位功能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种鱼类洄游轨迹实时定位与保护装置，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种鱼类洄游轨迹实时定位与保护装置，包括刚性保护套筒，所述刚性保护套筒底端固定连接有底端盖，所述底端盖中心开设有通孔；所述刚性保护套筒顶端可拆卸连接有顶端盖，所述顶端盖底端中心可拆卸连接有gps放置盒，所述gps放置盒内安装有gps定位器。

优选的，所述顶端盖底端固定连接有环形凸起，所述gps放置盒位于所述环形凸起内，所述刚性保护套筒两侧对称设置有顶端盖固定螺丝，所述顶端盖固定螺丝贯穿所述刚性保护套筒并与所述刚性保护套筒螺纹连接，所述顶端盖固定螺丝靠近所述环形凸起的一端与所述环形凸起螺纹连接，所述顶端盖固定螺丝远离所述环形凸起的一端固定连接有第一把手环27。

优选的，所述刚性保护套筒上固定连接有连接环，连接环设置有三对，三对连接环沿所述刚性保护套长度方向等间距分布，且相对应的连接环关于所述刚性保护套筒的中心轴对称设置。

优选的，所述刚性保护套筒底部开设有四个信号收集口，四个所述信号收集口沿周向等间距分布。

优选的，所述gps放置盒通过紧固螺栓与所述顶端盖可拆卸连接。

优选的，所述信号收集口的形状为长方形，所述长方形的长度为30-40mm，所述长方形的宽度为20-30mm。

优选的，所述刚性保护套筒为圆柱形不锈钢套筒，所述刚性保护套筒的壁厚为8-12mm。

优选的，所述通孔的形状为圆形，所述通孔的直径为25-30mm。

优选的，所述顶端盖顶端中心固定连接有第二把手环。

本发明公开了以下技术效果：

本发明公开的一种鱼类洄游轨迹实时定位与保护装置为对主流超声波接收装置设计的保护装置，不仅为超声波接收装置增加了gps的定位功能，能对被标记鱼类以及设备安置进行gps定位，便于鱼类洄游轨迹的生成以及设备的追踪，而且能保护超声波接收装置不受磨损或其它生物附着，保障设备的正常使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种鱼类洄游轨迹实时定位与保护装置的轴侧图；

图2为本发明一种鱼类洄游轨迹实时定位与保护装置的主视剖视图；

图3为本发明一种鱼类洄游轨迹实时定位与保护装置的左视剖视图；

图4为图3中a的放大图；

图5为带有辅助稳定机构的示意图；

图6为辅助稳定机构的结构示意图；

图7为图6中b的放大图；

图8为辅助稳定机构的主视图；

图9为动力部结构示意图；

其中，1为第二把手环、2为顶端盖固定螺丝、3为连接环、4为刚性保护套筒、5为信号收集口、6为底端盖、7为顶端盖、8为超声波接收器、9为gps放置盒、10为环形凸起、11为gps定位器、12为紧固螺栓、13为动力箱、14为叶片、15为传动箱、16为滑块、17为往复丝杠、18为固定板、19为摆动浆、20为传动架、21为连接杆、22为联轴器、23为第二转轴、24为第一转轴、25为铰接轴、26为滑套、27为第一把手环、28为固定杆、29为第三转轴、30为固定块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-4所示，本发明提供一种鱼类洄游轨迹实时定位与保护装置，包括刚性保护套筒4，刚性保护套筒4底端固定连接有底端盖6，底端盖6中心开设有通孔；刚性保护套筒4顶端可拆卸连接有顶端盖7，顶端盖7底端中心可拆卸连接有gps放置盒9，gps放置盒9内安装有gps定位器11。通孔可以使超声波接收器8的探头伸出刚性保护套筒4，使其能够更加准确的接收超声波。

进一步的，刚性保护套筒4顶端开设有与顶端盖7相适配的凹槽，顶端盖7在刚性保护套筒4上时，刚性保护套筒4的顶端面与顶端盖7的顶端面齐平。

进一步的，顶端盖7底端固定连接有环形凸起10，gps放置盒9位于环形凸起10内，刚性保护套筒4两侧对称设置有顶端盖固定螺丝2，顶端盖固定螺丝2贯穿刚性保护套筒4并与刚性保护套筒4螺纹连接，顶端盖固定螺丝2靠近环形凸起10的一端与环形凸起10螺纹连接，顶端盖固定螺丝2远离环形凸起10的一端固定连接有第一把手环27。

进一步的，为了方便将本装置固定在指定位置，在刚性保护套筒4上固定连接有连接环3，连接环3设置有三对，三对连接环3沿刚性保护套长度方向等间距分布，且相对应的连接环3关于刚性保护套筒4的中心轴对称设置。

进一步的，为了方便磁棒激活超声波接收器以将储存在其中的超声波信号通过蓝牙传输至移动设备中，在刚性保护套筒4底部开设有四个信号收集口5，四个信号收集口5沿周向等间距分布。

进一步的，gps放置盒9通过紧固螺栓12与顶端盖7可拆卸连接。

进一步的，gps放置盒9两侧对称固定连接有凸起，凸起上开设有第一螺栓孔，顶端盖7底端开设有与第一螺栓孔相对应的第二螺栓孔，紧固螺栓12将第一螺栓孔和第二螺栓孔将gps放置盒9与顶端盖7固定连接。

进一步的，为了保证良好的密封性能在gps放置盒9顶端固定连接有橡胶密封圈。

进一步的，信号收集口5的形状为长方形，长方形的长度为30-40mm，长方形的宽度为20-30mm。

进一步的，刚性保护套筒4为圆柱形不锈钢套筒，刚性保护套筒4的壁厚为8-12mm。刚性保护套筒4采用8-12mm的壁厚不锈钢材质制作，既能增强该装置的耐磨性与抗腐蚀性，又能增加重量，使整个装置能放置在指定水层。

进一步的，通孔的形状为圆形，通孔的直径为25-30mm。

进一步的，为了方便将顶端盖7从刚性保护套筒4上取下，在顶端盖7顶端中心固定连接有第二把手环1。

具体实施方式：先将gps定位器11放入至gps放置盒9中，然后将gps放置盒9通过紧固螺丝固定连接在顶端盖7底端，由于gps放置盒9顶端设置有密封橡胶圈，在将gps放置盒9固定在顶端盖7底端时能够保证gps放置盒9的密封性，不会因为密封不严而导致gps定位器11受损。

固定好之后将超声波接收器8放入刚性保护套筒4中，超声波接收器8底端的探头正好从底端盖6开设的通孔伸出，将顶端盖7对准刚性保护套筒4顶端与顶端盖7相适配的凹槽中，此时环形凸起10上的螺纹孔与刚性保护套筒4上的螺纹孔相对应，通过顶端盖固定螺丝2将顶端盖7与刚性保护套筒4固定。

采用本发明的一种鱼类洄游轨迹实时定位与保护装置，选择在一条大型人工输水渠道里开展鱼类洄游超声波跟踪研究；

步骤一、沿渠道自南向北布设10个超声波接收器8，超声波接收器8放入本发明的装置中，使用钢丝绳通过连接环3将超声波接收器8固定在渠道边，每个超声波接收器8的间隔为25-30km；

步骤二、植入超声波标记的50条青鱼分批分区域放入渠道水体后，每隔45秒发射一次超声波信号。当标记青鱼进入超声波接收器8接收范围内就会被其记录到信号，同时该青鱼的定位信息也被确定；

步骤三、研究结束后，将每个超声波接收器8收集到的超声波信号信息与定位信息导出，运用gis与bim技术将这两种信号实现可视化与动态化，将青鱼在渠道中的洄游轨迹更直观地展示出来。

实施例二

如图5-8所示，实施例二与实施例一的区别在于，实施例二中在刚性保护套筒4上固定连接有两对辅助稳定机构，两对辅助稳定机构分别位于相邻的两个连接环3之间，且两对辅助稳定机构与三对连接环3处于同一竖直直线上。

辅助稳定机构包括动力部、传动部和摆动部，传动部与动力部传动连接，摆动部与传动部传动连接；

动力部包括动力箱13，动力箱13一侧的外壁上开设有四个进水口，动力箱13另一侧的外壁上开设有四个出水口，四个进水口、四个出水口均沿周向等间距分布，动力箱13内转动连接有第一转轴24，第一转轴24的外壁上固定连接有四个叶片14，四个叶片14沿周向等间距分布；

传动部包括与动力箱13出水口一侧固定连接的传动箱15，传动箱15内部顶端转动连接有第二转轴23，第二转轴23与第一转轴24轴接，第二转轴23远离第一转轴24的一端固定连接有联轴器22，联轴器22的末端固定连接有往复丝杠17，往复丝杠17上螺纹套设有滑块16，往复丝杠17两侧对称设置有连接杆21，连接杆21的一端与滑块16固定连接；往复丝杠17末端转动连接有固定板18，固定板18侧壁与传动箱15内壁固定连接，连接杆21的另一端贯穿固定板18及传动箱15与摆动部固定连接，且连接杆21与固定板18和传动箱15均滑动连接；

摆动部包括与连接杆21远离滑块16的一端固定连接的传动架20，传动架20两端对称设置有摆动件，摆动件包括固定连接在传动架20端部的固定块30，固定块30两侧对称设置有固定杆28，固定杆28上滑动套设有滑套26，滑套26与固定块30之间设置有第三转轴29，滑套26通过第三转轴29与固定块30转动连接，固定杆28远离固定块30的一端固定连接有铰接轴25，铰接轴25与传动箱15的外壁铰接，铰接轴25上固定连接有摆动浆19。

具体实施方式：使用方法与实施例一相同，与实施例一的区别在于将实施例二中的装置迎着水流的方向送入水下，在水流的作用下叶片14带动第一转轴24转动，第一转轴24带动第二转轴23转动，第二转轴23通过联轴器22带动往复丝杠17转动，往复丝杠17带动滑块16往复直线运动，滑块16带动与之固定连接的连接杆21往复直线运动，进而带动传动架20往复直线运动，传动架20带动固定块30往复直线运动，进而带动滑套26运动，滑套26带动固定杆28运动，实现摆动浆19的往复摆动。

在水中由于水流的作用会使超声波接收器晃动，无法很好的保持探头处于竖直的状态，如果超声波接收器的探头不能保持竖直状态，会导致接收的超声波信号有偏差，甚至接收不到信号，进而影响研究数据的准确度，辅助稳定机构为本发明的装置提供与水流方向相反的推力，进而使本发明的装置更加稳定，不会随水流而摆动，使超声波接收器的探头始终处于竖直状态，且辅助稳定机构会根据水流的流速自动调节推力的大小，极大的保证了研究数据的准确性；传动箱15靠近动力箱13的一侧为锥形，不仅可以加快水流的通过而且减少了阻力。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。