钓鱼模拟装置的制作方法

本实用新型涉及钓鱼模拟技术领域，具体涉及一种钓鱼模拟装置。

背景技术：

当前，有越来越多的人对钓鱼感充满兴趣，并希望可以通过钓鱼活动进行身体的锻炼。但是，钓鱼爱好领域在器材、个人水平、地理环境和同好组织等方面存在较高门槛，使得众多有兴趣的人群难以实现其梦想，而且运动健身领域也类似，大部分器材的功能都比较面向专业，同样存在一定门槛的同时还缺乏趣味性，同样限制了参与的人群。

鉴于此，如何提供一种钓鱼模拟装置，以在保持高度专业性的前提下降低现有技术中钓鱼爱好领域和运动健身领域的门槛，使钓鱼爱好者能够通过该伺服系统得到与实际钓鱼过程相似的体验并得到身体的锻炼成为目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种钓鱼模拟装置，以娱乐的角度切入，能够在保持高度专业性的前提下降低现有技术中钓鱼爱好领域和运动健身领域的门槛，通过精确模拟多种鱼类在钓鱼过程中的不同特征动作，使钓鱼爱好者能够通过该伺服系统得到与实际钓鱼过程相似的体验并得到身体的锻炼，该装置结构简单、紧凑，模拟结果精确。

第一方面，本实用新型提出一种钓鱼模拟装置，包括：伺服驱动器、伺服电机、处理装置、输入装置和用于缠绕用户鱼竿所引出的鱼线的线轴；

所述处理装置与所述输入装置相连，所述处理装置通过所述伺服驱动器与用于带动所述线轴转动的伺服电机相连。

可选的，所述伺服驱动器和所述伺服电机之间分别通过动力电缆和编码器信号线连接。

可选的，所述伺服驱动器、伺服电机和处理装置均安装在主机箱体内，所述伺服驱动器安装在所述主机箱体的后部，所述伺服电机安装在所述主机箱体的前端；

所述线轴水平位于所述主机箱体前部正中，所述线轴的中央有用于绑扎固定鱼线的通孔，所述线轴两端通过轴承固定于所述主机箱体的支撑结构上，所述线轴直接与所述伺服电机的主轴对接固定，由所述伺服电机直接驱动。

可选的，所述线轴两侧设置有作为边界的挡盘。

可选的，所述主机箱体为金属制箱体，底角设置有用于固定在地面之上的螺丝。

可选的，所述输入装置为安全操作毯，所述安全操作毯包括：毯体、控制器和通信装置；

所述控制器安装在所述毯体的前端，通过所述通信装置与所述处理装置通信连接；

所述毯体的上表面包括：操作区和安全区；

所述操作区设置在所述毯体的前端，所述操作区内设置有多个触点踏键；

所述安全区为所述安全操作毯的整个毯面，所述安全区包含所述操作区中除了返回触点踏键之外的区域，所述安全区内设置满均匀间隔的多个触点；

所述操作区内的每个触点踏键和所述安全区内的每个触点下方均安装有压力传感器，每个压力传感器均与所述控制器连接。

可选的，所述输入装置包括：键盘和鼠标。

可选的，所述输入装置与所述处理装置采用无线通信连接。

可选的，所述处理装置与所述伺服驱动器之间通过串口进行通信连接。

可选的，所述处理装置与外部的显示装置连接。

由上述技术方案可知，本实用新型的钓鱼模拟装置，以娱乐的角度切入，能够在保持高度专业性的前提下降低现有技术中钓鱼爱好领域和运动健身领域的门槛，通过精确模拟多种鱼类在钓鱼过程中的不同特征动作，使钓鱼爱好者能够通过该伺服系统得到与实际钓鱼过程相似的体验并得到身体的锻炼，可使得更多的有兴趣的人群能够参与进来，进行业余爱好与锻炼活动，并对于高水平的专业人士也能做为一种有效的训练和调试器材的辅助手段，本钓鱼模拟装置结构简单、紧凑，模拟结果精确。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的一种钓鱼模拟装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的输入装置为安全操作毯时，所述安全操作毯的一种结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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的实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型一实施例提供的钓鱼模拟装置的结构示意图，包括：伺服驱动器3、伺服电机4、处理装置1、输入装置2和用于缠绕用户鱼竿所引出的鱼线的线轴5；

所述处理装置1与所述输入装置2相连，所述处理装置1通过所述伺服驱动器3与用于带动所述线轴5转动的伺服电机4相连。

其中：

所述输入装置2，用于接收用户输入的操作指令，并将所述用户输入的操作指令发送至所述处理装置1；

所述处理装置1，用于接收所述输入装置2发送的操作指令，并根据所述操作指令和预先建立的鱼类行为引擎向所述伺服驱动器3发送控制指令；

所述伺服驱动器3，用于根据所述处理装置1发送的控制指令，驱动所述伺服电机4带动所述线轴5转动，以完成模拟放线、等待、或者各种鱼类上钩后的各种行为动作；在模拟鱼类上钩后，获取所述伺服电机4的瞬时位置、瞬时电压和瞬时电流，以及通过所述伺服电机4获取缠绕在所述线轴5上的鱼线的长度，根据所述缠绕在所述线轴5上的鱼线的长度判断钓鱼是否结束，在钓鱼结束时根据所述缠绕在所述线轴5上的鱼线的长度判断本次钓鱼是否成功；在钓鱼没有结束时根据所述瞬时位置计算所述伺服电机4的行程，将所述行程与时间对照计算所述伺服电机4的瞬时速度，根据所述伺服电机4的瞬时速度、瞬时电压和瞬时电流计算所述伺服电机4的瞬时力矩，并将所述伺服电机4的瞬时力矩反馈给所述处理装置1；

所述处理装置1，还用于根据所述伺服驱动器3反馈的所述伺服电机4的瞬时力矩和所述预先建立的鱼类行为引擎，向所述伺服驱动器3发送调整指令；

所述伺服驱动器3，还用于根据所述处理装置1发送的调整指令，驱动改变所述伺服电机4的速度和输出力矩。

在本实施例中，所述伺服驱动器3根据所述处理装置1发送的调整指令，驱动改变所述伺服电机4的速度和输出力矩，最快可达每秒十几次改变，能够模拟鱼类的精细动作。

其中，所述预先建立的鱼类行为引擎以预设鱼类数据库为依据，包括模拟各种鱼类上钩后的各种行为动作的参数。

需说明的是，本实施例所述预先建立的鱼类行为引擎可以模拟众多种类、不同重量的鱼类上钩后的行为动作和应激反应，以自然鱼类习性为基础，使所述处理装置1能够精确控制所述伺服驱动器3驱动所述伺服电机4带动所述线轴5转动，在鱼线上产生专业级的模拟力感。

在具体应用中，本实施例所述预先建立的鱼类行为引擎可以具备多种动作模板库，用于在多种模式下模拟各种鱼类上钩后的各种行为动作，每种行为都可以给予灵活的参数，用以形成不同时长、幅度、力度和速度的动作；

相应地，所述处理装置1，还可用于根据所述缠绕在所述线轴5上的鱼线的长度、钓鱼的时间和向所述伺服驱动器3发送调整指令的次数和所述预先建立的鱼类行为引擎，确定待调整的模式，并根据所述伺服驱动器3反馈的所述伺服电机4的瞬时力矩和所确定的模式对应的各种鱼类上钩后的各种行为动作的参数，向所述伺服驱动器3发送调整指令。

可以理解的是，从上钩的一刻起，根据所述预先建立的鱼类行为引擎，所述处理装置1可以根据鱼类习性和体能，在多种模式之间转换。每种模式可以具备任意种特征动作，而在当前模式下满足一定条件，如时间、水深(鱼线长度)、动作次数等之后，可以触发切换到另一模式。每种鱼的模式组合和动作组合，设计过程中均请专业海钓人士协助和反馈，力求模拟精确。所述处理装置1最终可以根据缠绕在所述线轴5上的鱼线的长度判断钓鱼是否结束，在钓鱼结束时根据所述缠绕在所述线轴5上的鱼线的长度判断本次钓鱼是否成功，若缠绕在所述线轴5上的鱼线的长度为0(即将初始放出的鱼线长度尽数拉回)，则钓鱼成功；若缠绕在所述线轴5上的鱼线的长度大于等于 预设阈值距离(即无法将初始放出的鱼线长度尽数拉回并使鱼越跑越远、直到大于等于预设阈值距离)，则钓鱼失败。

在具体应用中，所述伺服驱动器3和所述伺服电机4之间分别通过动力电缆和编码器信号线连接；

所述伺服驱动器3通过所述动力电缆驱动所述伺服电机4带动所述线轴5转动，并通过动力电缆获取所述伺服电机4的瞬时电压电流；

所述伺服驱动器3通过所述编码器信号线获取所述伺服电机4的瞬时位置。

在具体应用中，所述伺服驱动器3、伺服电机4和处理装置1均安装在主机箱体内，所述伺服驱动器3安装在所述主机箱体的后部，所述伺服电机4安装在所述主机箱体的前端；

所述线轴5水平位于所述主机箱体前部正中，所述线轴5的中央有用于绑扎固定鱼线的通孔，所述线轴5两端通过轴承固定于所述主机箱体的支撑结构上，所述线轴5直接与所述伺服电机4的主轴对接固定，由所述伺服电机4直接驱动。

进一步地，所述线轴5两侧可以设置有作为边界的挡盘。

在具体应用中，所述主机箱体为金属制箱体，底角设置有用于固定在地面之上的螺丝。例如，所述主机箱体可以为钢制卧式机箱，箱体框架具备较高强度以固定说是伺服电机。

在具体应用中，举例来说，所述线轴可以为钢制柱状部件，本实施例并不对其进行限制。

在具体应用中，所述钓鱼模拟装置还可以包括：电脑主板、配套的电源、内存、硬盘等部件，这些部件可以安装在所述主机箱体的后部，电脑主板的各种接口将在所述主机箱体的壁上开口，可以通过视频图形阵列VGA、数字视频接口DVI、高清晰度多媒体接口HDMI等接口连接外部的显示装置，所述显示装置用于显示用户界面，可以 在钓鱼的同时在显示装置的屏幕上显示逼真的3D钓鱼场景，以游戏的表现形式来给用户以直观的感受。

需说明的是，本实施例并不对电脑主板的选择进行限制。在一具体应用中，所述电脑主板可以使用Mini-ITX规格的微型主板，可满足所述主机箱体内狭小的安装空间。鉴于整机只运行一个软件，可以使用如Intel Bay Trail-D Dual Cores/Quad Cores Processor CPU，4GB内存，和8GB的迷你版本串行高级技术附件接口M-SATA微型固态硬盘，足以安装和运行整个软件系统。为了使3D游戏画面显示流畅，主板上集成IntelGraphicsHD核心板载显卡。处理器CPU作为处理装置、内存和固态硬盘均固定于主板之上，电源为自行定制，与笔记本电脑类似的电源适配器，缩小的体积有助减少机箱空间。主板带有RS-232串口插针，通过排线引出，与所述伺服驱动器3相连。

在具体应用中，所述输入装置2与所述处理装置1可以采用无线通信连接。

在具体应用中，所述输入装置2与所述处理装置1之间也可以通过接口有线连接。

其中，所述输入装置2所接收的用户输入的操作指令，可以包括：选择确定指令和用于参数选择的向上指令、向下指令和返回指令等。

在具体应用中，所述输入装置2可以为安全操作毯，如图2所示，所述安全操作毯包括：毯体21、控制器22和通信装置23；

所述控制器22安装在所述毯体21的前端，通过所述通信装置23与所述处理装置1通信连接；

所述毯体21的上表面包括：操作区24和安全区25；

所述操作区24设置在所述毯体21的前端，所述操作区24内设置有多个用于接收用户输入的操作指令的触点踏键26；

所述安全区25为所述安全操作毯的整个毯面，所述安全区25包含所述操作区24中除了返回触点踏键之外的区域，所述安全区25内设置满均匀间隔的用于检测用户是否位于所述安全区内的多个触点27；

所述操作区24内的每个触点踏键26和所述安全区25内的每个触点27下方均安装有压力传感器，每个压力传感器均与所述控制器22连接；

所述控制器22，用于在检测到所述操作区24内的某一压力传感器传输的压力数据不为零时，向所述处理装置1发送该压力传感器所对应的触点踏键26所接收的用户输入的操作指令；以及在检测到所述安全区25内的所有压力传感器的压力数据均为零时，向所述处理装置1发送停止指令，以使所述处理装置1根据所述停止指令，通过所述伺服驱动器3控制所述伺服电机4停机。

可以理解的是，钓鱼全程中用户必须踩在所述安全区25之上，所述安全区25具有最高的优先级，一旦用户离开毯面，所述伺服电机4同时停机，以保证人身及设备的安全。所述安全操作毯使用时需置于平面硬质地面之上，避免使用时滑动。

在具体应用中，若所述操作指令包括：选择确定指令和用于参数选择的向上指令、向下指令和返回指令；

相应地，所述操作区内的触点踏键，可以包括：确定触点踏键、向上触点踏键、向下触点踏键和返回触点踏键。

本实施例并不对所述触点踏键在所述操作区24内的位置进行限制，举例来说，所述选择触点踏键和所述后退触点踏键可以分别设置在所述操作区24前端的左右两侧，所述向上触点踏键和所述向下触点踏键可以均设置在所述操作区24后端的右侧。

在具体应用中，所述安全操作毯与所述处理装置1之间可以采用无线通信连接。本实施例并不对其进行限制，例如，所述通信装置可 以为2.4G无线通信装置，相应地，所述钓鱼模拟装置还可以包括一个与所述处理装置1连接的2.4G无线通信装置，所述安全操作毯与所述处理装置1之间采用2.4G无线通信连接，可适用于多种环境，解决了有线连接的距离限制。

所述通信装置也可以为蓝牙装置，相应地，所述钓鱼模拟装置还可以包括一个与所述处理装置1连接的蓝牙装置，所述安全操作毯与所述处理装置1之间可以采用蓝牙连接。

在具体应用中，所述安全操作毯还可以包括图中未示出的：电源装置。具体地，所述电源装置可以为电池装置。

可以理解的是，本实施例可以通过鱼竿鱼线和所述安全操作毯进行操作。鱼竿鱼线为专业钓鱼领域所使用的工具，可以提供与真正钓鱼别无二致的体验。所述安全操作毯一方面可以完成所述处理装置1安装的软件的全部操作，包括菜单操作，过程控制，使得用户手不离鱼竿即可完成全部操作，另一方面作为安全保险机制，可以用户钓鱼全程必须踩在所述安全操作毯上，若发生意外，用户离开所述安全操作毯，则可触发保险，立即停止电机，确保安全。

在具体应用中，所述输入装置2还可以包括：键盘和鼠标。例如，在工程调试期间所述处理装置1可以通过USB接口分别与键盘和鼠标连接，用以接收用户输入的指令，操作软件。

在具体应用中，所述处理装置1与所述伺服驱动器3之间可以通过串口进行通信连接。

在具体应用中，所述处理装置1，还可用于根据这个钓鱼过程中所述伺服驱动器3反馈的所述伺服电机4的所有瞬时力矩，计算用户消耗的能量，可以将用户消耗的能量折合为人体消耗卡路里，为运动健身提供依据。

需说明的是，本实施例并不对伺服电机和伺服驱动器的选择进行限制。在一具体应用中，所述伺服电机可以使用台达品牌的 ECMA-C08系列伺服电机，使用220V供电，适应一般民用场所。功率有400W和750W两种可选，750W的伺服电机可使本实施例所述钓鱼模拟装置能够模拟更大重量的鱼类，准确模拟远洋海钓钓大鱼的体验，而400W的伺服电机在不需要大幅出力的场合更适于减小体积、噪音、节能和降低成本，共同形成同一产品线中的多档产品。该型号为低惯量伺服电机，转轴轻盈，适合于速度、扭矩的高速频繁变化，从而准确模拟鱼类的快速动作。伺服驱动器可以同为台达产品，与伺服电机配套的ASDA-A2L系列。该系列伺服驱动器具有速度和扭矩控制模式，具备丰富的设定参数，满足精确控制伺服电机行为的需求。伺服驱动器与伺服电机之间的驱动和反馈连线均为产品配套附带。伺服驱动器对处理器连接的接口为普通RS-232串口，另有USB调试端口可方便开发时调试伺服电机。

需说明的是，本实施例所述处理装置1中可以运行预先存储的用于模拟钓鱼的系统，所述系统可以接收所述输入装置2发送的操作指令，并根据所述操作指令和预先建立的鱼类行为引擎向所述伺服驱动器3发送控制指令，以使所述伺服驱动器3根据所述处理装置1发送的控制指令，驱动所述伺服电机4带动所述线轴5转动，以完成模拟放线、等待、或者各种鱼类上钩后的各种行为动作，并在模拟鱼类上钩后获取所述伺服电机4的瞬时位置、瞬时电压和瞬时电流，通过所述伺服电机4获取缠绕在所述线轴5上的鱼线的长度，根据所述缠绕在所述线轴5上的鱼线的长度判断钓鱼是否结束，在钓鱼结束时根据所述缠绕在所述线轴5上的鱼线的长度判断本次钓鱼是否成功；在钓鱼没有结束时根据所述瞬时位置计算所述伺服电机4的行程，将所述行程与时间对照计算所述伺服电机4的瞬时速度，根据所述瞬时速度、瞬时电压和瞬时电流计算所述伺服电机4的瞬时力矩，并将所述伺服电机4的瞬时力矩反馈给所述处理装置1；以及根据所述伺服驱动器3反馈的所述伺服电机4的瞬时力矩和所述预先建立的鱼类行为 引擎，向所述伺服驱动器3发送调整指令，以使所述伺服驱动器3根据所述调整指令驱动改变所述伺服电机4的速度和输出力矩。

所述系统还可以在接收到安全操作毯作为输入装置发送的停止指令时，根据所述停止指令，通过所述伺服驱动器控制所述伺服电机停机。

所述系统还可以根据缠绕在所述线轴上的鱼线的长度、钓鱼的时间和向所述伺服驱动器发送调整指令的次数和所述预先建立的鱼类行为引擎，确定待调整的模式，并根据所述伺服驱动器反馈的所述伺服电机的瞬时力矩和所确定的模式对应的各种鱼类上钩后的各种行为动作的参数，向所述伺服驱动器发送调整指令。

本实施例所述处理装置1中运行的(软件)系统可以以Windows为基础，经过裁剪，减小体积，并且开机直接进入该系统，无需用户进行普通电脑操作；可以通过Windows API(应用程序编程接口)操作USB设备，读取所述安全操作毯的输入，在用户界面上进行操作；当钓鱼过程开始后，可以使用主板上的串行通讯端口COM串口，向所述伺服驱动器3发出命令，完成放线、等待、和上钩后的各种鱼类动作；可以使用优美缔Unity3D引擎开发，使用C#语言，通过Unity3D引擎本身的功能显示类似3D游戏的画面，包括钓鱼场景的河边或海船，鱼线和鱼本身的动画。3D画面显示部分由专业3D美术人员制作，以真实的鱼类形体和动作为参照制作的逼真模型和动画，可使钓鱼者对鱼类行为与鱼线手感的关系有感性的认识。

本实施例的钓鱼模拟装置，以娱乐的角度切入，能够在保持高度专业性的前提下降低现有技术中钓鱼爱好领域和运动健身领域的门槛，通过精确模拟多种鱼类在钓鱼过程中的不同特征动作，使钓鱼爱好者能够通过该伺服系统得到与实际近海(包括湖泊、河流等)钓鱼过程相似的体验并得到身体的锻炼，可使得更多的有兴趣的人群能够参与进来，进行业余爱好与锻炼活动；通过国内知名的海钓俱乐部、 国内首家在全球范围内探寻远洋钓场的专业团队，游海俱乐部所邀请的圈内的资深专业人士，使用专业钓竿设备，对本实施例的钓鱼模拟装置的手感进行体验和鉴定，最终判断本实施例的钓鱼模拟装置能够提供与专业的远洋海钓极为相似的手感和全程体验，足以承担作为非专业人士娱乐体验和专业人士的有效训练和调试器材的辅助手段。该钓鱼模拟装置结构简单、紧凑，模拟结果精确。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型权利要求所限定的范围。