CN111096247B - 一种用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置及其使用方法。所述辅助装置包括底座、套筒、释放机构、钢索、顶针圆柱、滑动感应挡板和水下目标物模型;其中套筒包括支撑套筒、释放套筒和螺纹盖,释放机构包括弹簧、滑动栓、推动臂和固定底座。所述底座与支撑套筒连接,所述螺纹盖一端与支撑套筒连接,另一端与释放套筒相连;所述顶针圆柱一端与释放套筒相连,另一端与推动臂相连;所述推动臂另一端分别与弹簧及滑动栓相连,所述滑动栓另一端与滑动感应挡板相连,所述固定底座的两侧与支撑套筒的内壁固定连接。本发明的辅助装置结构简单,使用方便,可以提高海狮水下标记训练的成功率,可靠性高且舒适感强。
Description
技术领域
本发明属于海洋哺乳动物辅助材料领域,具体地涉及一种用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置及其使用方法。
背景技术
海洋哺乳动物是一种具有较高的智商和学习能力,并能高度适应水中复杂环境的高等动物,特别是以捕猎为生的鳍脚类和海豚类等海兽。为了适应在广袤海洋中自如生存和捕猎的需要,很多海兽种类都进化形成较高的智商和超强的游泳、潜水、搜索、通信、定位和导航能力。由于这些动物善于学习和模仿,并具备人造设备不可比拟的游泳、潜水、搜索和通信本领,它们在水下安保、探测和仿生工程等方面就具有广阔的研究和应用前景。
水下打捞是利用海兽强大的潜水能力以及海兽的生物声呐和视觉、听觉等感官无与伦比的探测能力和效率,通过训练海兽发现深海水下目标物并对目标物进行标记、锚定后,再通过打捞或定向***的方式进行排除,经过训练的海兽能够高效率地在强海流区、岛屿周边以及水下建筑等复杂环境海域的进行探测和水下目标物标记,它们可以克服人类潜水员工作时间短、下潜深度浅、视觉发现范围有限和危险性高等缺点。目前美国和俄罗斯等国家均有采用海兽进行水下目标物打捞训练的常备海狮群体和训练模式。
然而,用于打捞标记的设备均需要搭载于海狮身上,并通过已经成熟训练的海狮进行“操作”使用。相对于陆地动物,为适应深海环境,海狮体形多为流线型且前肢特化为鳍状,它们无法通过前肢完成对目标物的标记和锚定,因此海狮则通过其灵活的头部和吻部携带相应的装置对目标物实施标记和锚定。由于海兽自身情况以及水下环境等多种原因,往往会遇到标记和锚定失败的情况,因此就需要对海狮进行相应的训练,但不合适的标记装置会给海兽的活动造成不适,也会给海兽的训练带来不便,因此现在就需要研制一种对海狮适应性好并且可以有效地用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置。
发明内容
本发明提供了一种用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置及其使用方法,该辅助装置结构简单、可靠性高、自动程度高,能够适合海狮吻部的生理结构且便于海狮携带后进行水下目标物的标记和锚定训练,从而满足通过训练海狮进行水下目标物打捞标记的需求。
为实现上述发明目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
本发明提供了一种用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置,其特征在于,所述用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置包括底座、套筒、释放机构、钢索、顶针圆柱、滑动感应挡板和水下目标物模型;所述套筒包括支撑套筒、释放套筒和螺纹盖,所述释放机构包括弹簧、滑动栓、推动臂和固定底座;所述底座与支撑套筒通过螺栓固定连接,所述螺纹盖一端与支撑套筒通过螺纹连接,另一端与释放套筒相连;所述顶针圆柱一端穿过螺纹盖与释放套筒相连,另一端通过活动件与推动臂一端相连;所述推动臂的另一端分别与弹簧及滑动栓相连,所述弹簧的另一端固定在固定底座上,所述滑动栓的另一端与滑动感应挡板相连,所述固定底座的两侧与支撑套筒的内壁固定连接,所述钢索与所述释放套筒相连。
进一步的,所述底座包括咬合底座和连接支撑底座,所述连接支撑底座与咬合底座固定连接。
进一步的,咬合底座为梯形,材质为PP材质。
进一步的,所述连接支撑底座包括上部和下部;所述上部的材质为PP材质,所述下部的材质为合金。
进一步的,所述连接支撑底座上部采用螺栓固定的方式与其下部相连,其下部与咬合底座相连。
进一步的,所述螺纹盖中心具有开口,其中心开口的直径大于所述顶针圆柱的直径。
进一步的,所述释放套筒包括合金套筒和开孔圆盘,所述合金套筒一端具有圆柱形洞,所述开孔圆盘的材质为磁性金属。
进一步的,所述合金套筒的圆柱形洞的直径和开孔圆盘的开孔直径相同且完全重合安装。
进一步的,所述开孔圆盘通过吸附方式与螺纹盖的上端相连接;所述顶针圆柱的上端与圆柱形洞相连接。
进一步的,所述滑动感应挡板为T字型,其中部具有直径大于所述螺纹盖直径的环形结构,所述环形结构围绕于所述螺纹盖的外侧。
进一步的,所述水下目标物模型的上端带有圆形金属环。
进一步的,所述圆形金属环的直径小于所述释放套筒的长度。
进一步的,所述支撑套筒、螺纹盖、顶针圆柱、滑动感应挡板和水下目标物模型的材质为合金;所述弹簧、滑动栓、推动臂的材质为不锈钢。
进一步的,所述支撑套筒的直径为10-30cm,所述顶针圆柱的直径为2-5cm,长度为20-50cm;所述释放机构的长度为50-100cm,直径为10-30cm;所述滑动感应挡板横向长度为40-80cm。
进一步的,所述水下目标物模型的圆形金属环的直径为30-50cm。
本发明还提供了所述的用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置的使用方法,其特征在于,所述方法包括如下:
(1)在训练前固定好所述钢索,然后让海狮咬住所述辅助装置的咬合底座后,并移动到水下目标物模型前,将所述释放套筒从所述水下目标物模型的金属圆环的一侧中穿过;
(2)在所述释放套筒于所述金属圆环的另一侧脱落后,让海狮回到初始地点,并将所述辅助装置归还;
(3)回收所述钢索,若钢索回收时遇到阻力而影响继续回收,则训练成功;若钢索回收时无阻力而成功回收,则训练失败。
本发明与现有技术相比,具有以下优点和有益效果:
本发明所述的用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置结构简单,使用方便,能够适合于不同年龄阶段、不同品种的海狮,可以适合海狮的吻部生理构造以及头部转动的需要,对海狮适应性好,使用舒适,不会给海狮的活动带来不便。该海狮训练辅助装置能够很好的解决海狮在水下标记和锚定容易失败的问题,提高训练的成功率,不会给海狮带来多余的负担,也有利于海狮的训练,可靠性高、自动化程度高,有利于深海水下目标物的打捞、标记和锚定,并且可以应用在海狮等鳍脚类海洋哺乳动物的训练和行为控制等领域,因此具有广阔的应用价值。
附图说明
图1是本发明所述用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置的结构示意图。
图2是本发明所述用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置使用时的状态示意图。
图3是本发明所述用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置的训练成功时的状态示意图。
其中,1、咬合底座;2、连接支撑底座;3、支撑套筒;4、螺纹盖;5、滑动感应挡板;6、释放机构;7、顶针圆柱;8、释放套筒;9、钢索;10、水下目标物模型;11、弹簧;12、滑动栓;13、推动臂;14、固定底座。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示,本发明所述的一种用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置包括底座、套筒、释放机构6、钢索9、顶针圆柱7、滑动感应挡板5和水下目标物模型10。
所述底座包括咬合底座1和连接支撑底座2,所述咬合底座1形状为上短下长的梯形,并由一定厚度的PP材质的板材切割而成,其边缘做圆滑处理以防止边缘过于锋利对海狮吻部造成伤害。所述连接支撑底座2分为由PP材质制成的上部及由铝合金材质制成的下部,其下部采用热熔和的方式与咬合底座1相连接,同时采用螺栓固定的方式与其上部相连接。
所述套筒包括支撑套筒3、释放套筒8和螺纹盖4。所述支撑套筒3材质为铝合金,直径为10-30cm,其下端通过螺栓固定与支撑底座2的上部相连接,上端通过螺纹连接与螺纹盖4的下端紧密连接。所述释放套筒8由半封闭铝合金套筒和开孔圆盘嵌合而成,其中铝合金套筒的下方有一定深度的圆柱形洞,开孔圆盘由磁性金属材质制成,并且铝合金套筒和磁性金属开孔圆盘的两个开孔直径完全一致并完全重合。所述释放套筒8的开孔圆盘通过吸附方式与螺纹盖4的上端相连接。所述螺纹盖4的材质为铁合金,其中心具有开口。所述顶针圆柱7的材质为铝合金,直径为2-5cm,长度为20-50cm,其下端与套筒内释放机构6相连接,其上端可穿过螺纹盖4的中心开口与释放套筒8的圆柱形洞相连接。所述螺纹盖4的中心开口直径略大于顶针圆柱7的直径,可以允许顶针圆柱7实现一定长度的上下移动。
所述释放机构6包括弹簧11、滑动栓12、推动臂13和固定底座14,该释放机构6的长度为50-100cm,直径为10-30cm。释放机构6安装在支撑套筒3内部,固定底座14的两侧与支撑套筒3的内壁通过螺丝和支架固定的方式相连接。弹簧11、滑动栓12、推动臂13均采用不锈钢材质,弹簧11两端固定在固定底座14上,滑动栓12也固定在固定底座14上但可上下移动,推动臂13的中心位置通过活铆钉固定在固定底座14上,使推动臂13可以自由转动。所述推动臂13的上端分别与弹簧11及滑动栓12的下端相连接;推动臂13的下端与顶针圆柱7的下端通过活铆钉相连接但不固定在固定底座上,因此可通过转动推动臂13带动顶针圆柱7上下移动一定的距离。
所述滑动感应挡板5为T字型,材质为铝合金,横向长度为40-80cm,滑动感应挡板5的中部具有直径略大于螺纹盖4直径的环形结构,可围绕于螺纹盖4的外侧并可做上下移动,滑动感应挡板5的下端与滑动栓12的上端相连接。所述钢索9连接在释放套筒8外的金属圆扣上。
所述水下目标物模型10的材质为铝合金,其上端带有圆形金属环,该圆形金属环的直径小于释放套筒8的长度,因此其直径为30-50cm。
实施例2
如图2-3所示,本发明所述的用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置的使用方法为:
1、在陆地上对海狮进行目标物标记训练,主要方法是:将所述的辅助装置放置于受训海狮前,由驯养员指挥海狮张口后咬住咬合底座1(咬合底座1可与海狮口笼一起连接后配合使用),随后指挥海狮移动至水下目标物模型10的前方。然后,驯养员引导和指挥海狮再次咬住咬合底座1,结合海狮头部的灵活转动,将释放套筒8从水下目标物模型10的金属圆环中穿过。在穿过的过程中,推动滑动感应挡板5向咬合底座1的方向移动并推动滑动栓12运动,进而带动推动臂13转动,随后带动顶针圆柱7向释放套筒8方向运动,使释放套筒8从螺丝盖4上脱离下来,此时释放套筒8已穿过水下目标物模型10的金属圆环并掉落在其后方;由于释放套筒8的长度大于该金属圆环的直径,因此释放套筒8会被该金属圆环卡住。在释放套筒8脱落后,驯养员继续引导和指挥海狮回到初始地点并松口将辅助装置送回至驯养员处,至此陆上训练的过程结束。
2、在海狮陆上训练达到十分熟练之后,可在水下开展目标物的标记训练,主要方法是:将辅助装置与钢索9相连接。将水下目标物模型10放置于一定深度的水体底部,在水体底部可铺设一定深度的泥沙或其他遮蔽物使水下目标物模型10受到一定程度的掩埋;再将固定有钢索9的辅助装置放置于受训海狮前,钢索9的另一头由工作人员固定好并控制钢索9的收放速度,使钢索9始终保持较为松弛的状态。由驯养员指挥海狮张口后咬住咬合底座1(咬合底座可与海狮口笼一起连接后配合使用),随后指挥海狮携带辅助装置潜入水中寻找水下目标物模型10,其过程与陆上训练的过程相似,海狮可凭借出色的水下视觉和潜水能力发现位于水体底部的水下目标物模型10。在该过程中,海狮始终咬住咬合底座1,并利用头部的灵活转动将释放套筒8从水下目标物模型10的金属圆环中穿过,在穿过的过程中,推动滑动感应挡板5向咬合底座1的方向移动并推动滑动栓12运动,进而带动推动臂13转动,随后带动顶针圆柱7向释放套筒8方向运动,使释放套筒8从螺丝盖4上脱离下来,此时释放套筒8已穿过水下目标物模型10的金属圆环并掉落在其后方;由于释放套筒8的长度大于该金属圆环的直径,因此释放套筒8会被该金属圆环卡住。在释放套筒8脱落后,经过前期陆上训练的海狮回到初始地点并松口,将辅助装置送回给驯养员,此后由工作人员可将钢索9回收。如果水下目标物的标记训练按照预期的设定内容成功完成,钢索9在回收的过程中会遇到阻力而影响继续回收,此时可根据钢索9释放的长度判断水下目标物的深度,潜水员也可直接下水沿着钢索9寻找到目标物从而进行下一步的打捞工作;如果水下目标物的标记训练按照预期的设定内容未成功完成,钢索9在回收的过程中不会受到阻力能够继续回收,直到释放套筒8被回收出水面,证实训练动作未成功完成。如果条件允许,在水下目标物模型10周围可以设置水下监控镜头从而实时监控海狮进行水下目标物标记训练的全过程,从而能够直观的了解海狮训练动作完成的熟练程度以及可能遇到的问题。通过所述用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置进行多次的正强化训练,能够很好地协助海狮进行水下目标物的标记和锚定训练,从而满足通过训练海狮进行水下目标物打捞的需求。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其进行限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的普通技术人员来说,依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置,其特征在于,所述用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置包括咬合底座、连接支撑底座、套筒、释放机构、钢索、顶针圆柱、滑动感应挡板和水下目标物模型;所述套筒包括支撑套筒、释放套筒和螺纹盖,所述释放机构包括弹簧、滑动栓、推动臂和固定底座;所述连接支撑底座与咬合底座固定连接,所述连接支撑底座与支撑套筒固定连接,所述螺纹盖一端与支撑套筒通过螺纹连接,另一端与释放套筒相连;所述顶针圆柱一端穿过螺纹盖与释放套筒相连,另一端通过活动件与推动臂一端相连;所述推动臂的另一端分别与弹簧及滑动栓相连,所述弹簧和滑动栓均固定在固定底座上,所述滑动栓的另一端与滑动感应挡板相连,所述固定底座的两侧与支撑套筒的内壁固定连接,所述钢索与所述释放套筒相连;
所述水下目标物模型的上端带有圆形金属环。
2.根据权利要求1所述的用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置,其特征在于,咬合底座为梯形,材质为PP材质。
3.根据权利要求1所述的用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置,其特征在于,所述螺纹盖中心具有开口,其中心开口的直径大于所述顶针圆柱的直径。
4.根据权利要求1所述的用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置,其特征在于,所述释放套筒包括合金套筒和开孔圆盘,所述合金套筒一端具有圆柱形洞,所述开孔圆盘的材质为磁性金属。
5.根据权利要求4所述的用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置,其特征在于,所述滑动感应挡板为T字型,其中部具有直径大于所述螺纹盖直径的环形结构,所述环形结构围绕于所述螺纹盖的外侧。
6.根据权利要求1所述的用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置,其特征在于,所述圆形金属环的直径小于所述释放套筒的长度。
7.根据权利要求1所述的用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置,其特征在于,所述支撑套筒、螺纹盖、顶针圆柱、滑动感应挡板和水下目标物模型的材质为合金;所述弹簧、滑动栓、推动臂的材质为不锈钢。
8.权利要求1-7任一项所述的用于训练海狮进行打捞标记的辅助装置的使用方法,其特征在于,所述使用方法包括如下:
(1)在训练前固定好所述钢索,然后让海狮咬住所述辅助装置的咬合底座后,并移动到水下目标物模型前,将所述释放套筒从所述水下目标物模型的圆形金属环的一侧中穿过;
(2)在所述释放套筒于所述圆形金属环的另一侧脱落后,让海狮回到初始地点,并将所述辅助装置归还;
(3)回收所述钢索,若钢索回收时遇到阻力而影响继续回收,则训练成功;若钢索回收时无阻力而成功回收,则训练失败。
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