一種新型釣具的設(shè)計(jì)

重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 馬玉利

重慶大學(xué) 戴心銳

1.研制背景及意義

隨著社會(huì)的發(fā)展，人民生活不斷提高，休閑娛樂，健身養(yǎng)身成為了人民生活中追求的一種時(shí)尚。垂釣就是眾多愛好者追求時(shí)尚的一種方式。傳統(tǒng)的垂釣方式是垂釣者垂釣時(shí)手拿釣竿，眼睛全神貫注的盯著漂浮在水面上的浮漂進(jìn)行垂釣；或?qū)⑨灨臀捕瞬暹M(jìn)泥土里垂釣者空閑著手眼睛全神貫注的盯著漂浮在水面上的浮漂進(jìn)行垂釣；或?qū)⑨灨臀捕朔旁诤?jiǎn)陋的支架上，垂釣者空閑著手眼睛全神貫注的盯著漂浮在水面上的浮漂進(jìn)行垂釣。為了提高垂釣者的垂釣檔次，方便垂釣者更悠閑的垂釣，研制一種既成本低，又有利于垂釣，特別是有利于眼睛視力不好的垂釣者垂釣，且安裝、攜帶均方便的釣具，引起有關(guān)人士的關(guān)注。國(guó)內(nèi)外各種款式的釣具相繼出現(xiàn)，受其影響，我們也研制出一種新型釣具。經(jīng)檢索現(xiàn)有文獻(xiàn)，尚未發(fā)現(xiàn)與本釣具最接近的現(xiàn)有文獻(xiàn)。

2.技術(shù)方案

2.1 釣竿座

釣竿座如圖1所示，釣竿座的豎架由2塊250×22mm的角鋁和2塊70×50×4mm，1塊70×20×4mm的鋁合金連接板通過螺釘連接而成；臥架由2塊220×18×2mm的鋁合金經(jīng)2根長(zhǎng)35mm，直徑為18mm的鋁合金短軸相對(duì)支撐，再通過螺釘連接而成；豎架上端兩邊各有一個(gè)Ф8mm的小孔，臥架左端兩邊也各有同樣直徑的一個(gè)小孔，一根直徑為Ф8mm，長(zhǎng)為72mm的軸穿入豎架與臥架的Ф8mm小孔，將豎架與臥架連接，兩端旋入螺母后可以繞軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；限位叉通過螺釘固定在臥架的左端，支承通過銷軸連接在臥架的右端，支承可以繞銷軸相對(duì)臥架轉(zhuǎn)動(dòng)；一種用硅橡膠與金屬微粒構(gòu)成的復(fù)合材料制作的力敏傳感器用黏合劑穩(wěn)固的黏合在支承限制釣竿尾端上移的弧形面上；提手固定在豎架上端；豎架下端有長(zhǎng)為40mm，寬8mm的腰形槽，兩根長(zhǎng)為220mm的架腳在該槽與蝶形螺母、螺栓、墊圈的約束下沿著豎直方向在豎架下端上下可移動(dòng)30mm的距離，并且可以繞螺栓相對(duì)豎架轉(zhuǎn)動(dòng)180度，旋緊蝶形螺母可將其與豎架固定；上撐桿有90mm長(zhǎng)，其下端有長(zhǎng)為30mm的M6右旋螺紋，與長(zhǎng)為82mm，外徑為Ф12mm的調(diào)節(jié)螺母右旋螺紋端連接，其另一端通過撐桿座、螺釘、螺母連接在臥架的下端；下?lián)螚U有90mm長(zhǎng)，其下端有長(zhǎng)為30mm的M6左旋螺紋，與調(diào)節(jié)螺母左旋螺紋端連接，其另一端通過撐桿座、螺釘、螺母連接在豎架下端。

2.2 魚兒上鉤報(bào)訊電路原理

圖2是魚兒上鉤報(bào)訊電路，其中RH是由硅橡膠與金屬微粒構(gòu)成的復(fù)合材料制作成的一種力敏傳感器，RH通過接插器XP1/XS1、XP2/XS2分別與電阻R1（9.1K）和R3（3K）連接后與R1、R2（9.1K）、R3、電位器RP1（1K）組成電橋，RP1用于電橋預(yù)調(diào)平衡，這樣可使電橋輸出的電壓信號(hào)只與RH的電阻變化有關(guān)，開關(guān)Q控制電源Us的通、斷；兩個(gè)(OP05A)運(yùn)算放大器A1、A2和一個(gè)(741)運(yùn)算放大器A3與電位器RP2（4.7K）、電阻R4（10K）、R5（10K）、R6（99K）、R7（99K）、R8（10K）、R9（10K）組成差動(dòng)放大電路，改變RP2的阻值可改變放大電路的的增益；電解電容C1（500uF）、可變電容C2（0.47uF）、電阻R10（250K）、電位器R11（2K）、二極管D（1N4007）、三極管BG1（2SC1815）、BG2（2SA1015）組成音頻振蕩電路，當(dāng)RH因壓力的作用產(chǎn)生形變使電阻值發(fā)生變化使其電橋不平衡有電流輸出時(shí)，C1被充電，同時(shí)電流通過D、R10向BG1基極送電，使BG1、BG2相繼導(dǎo)通產(chǎn)生互補(bǔ)振蕩，推動(dòng)耳塞Y發(fā)音，給垂釣者發(fā)出魚兒上鉤信息。如果魚兒脫鉤，RH恢復(fù)至魚兒上鉤前所受的壓力，即電橋恢復(fù)至預(yù)調(diào)平衡時(shí)的狀態(tài)，電橋無電流輸出，此時(shí)C1通過D和R10向BG1基極放電，使BG1、BG2繼續(xù)導(dǎo)通產(chǎn)生互補(bǔ)振蕩，隨著C1放電減弱，很快振蕩條件隨之改變，耳塞發(fā)出的音調(diào)也隨之改變，從而使垂釣者判斷魚兒脫鉤。魚兒上鉤報(bào)訊電路中的各元件按圖2電路連接在電路板上，電路板安裝在電路盒里。

圖1 釣竿座

圖2 魚兒上鉤報(bào)訊電路

3.操作

垂釣時(shí)將釣竿座上的2個(gè)蝶形螺母旋松，2根腳架從豎架內(nèi)朝外搬至與豎架的豎立方向，調(diào)整好高度、角度后旋緊豎架左右兩邊的蝶形螺母，將腳架緊固在豎架上。然后將腳架尖端插入泥土，調(diào)整好限位叉和支承，再將釣竿放在釣竿座上，釣竿的尾端靠在用黏合劑黏合在支承上的力敏傳感器的弧形面上，旋動(dòng)調(diào)節(jié)螺母，伸長(zhǎng)或縮短上撐桿、下?lián)螚U和調(diào)節(jié)螺母總長(zhǎng)距離，即微調(diào)釣竿與水面的夾角至合適即可。

在魚鉤上鉤掛魚餌將其甩入水中，再將接插器的XP1、XP2插頭插入XS1、XS2的插座內(nèi)，耳塞Y塞入垂釣者耳中，然后接通魚兒上鉤報(bào)訊電路中的電源Us，這時(shí)魚兒上鉤報(bào)訊電路中的電橋可能因不平衡會(huì)輸出電流使耳塞Y發(fā)出聲音，調(diào)電位器RP1使耳塞Y無聲音發(fā)出。

不垂釣時(shí)，取出耳塞，拔出接插器的XP1、XP2插頭，即力敏傳感器RH與電路盒分離，然后旋動(dòng)調(diào)節(jié)螺母至調(diào)節(jié)螺母與其中上、下?lián)螚U任意一個(gè)分離，松開蝶形螺母將腳架旋轉(zhuǎn)收折在豎架內(nèi)，旋緊蝶形螺母，再將限位叉、支承依次旋動(dòng)收折在臥架內(nèi)，此時(shí)，釣竿座看上去為250×75×22mm3的長(zhǎng)方形盒子，垂釣者攜帶很方便。

4.釣具的特色及意義

本釣具改變看浮漂垂釣的常規(guī)方式，將壓敏導(dǎo)電橡膠制作的力敏傳感器貼于釣竿座的支承限制釣尾端上移的弧形面上，該力敏傳感器具有靈敏度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，垂釣時(shí)如果魚兒上鉤，拴在魚鉤上的魚線就會(huì)向下拉動(dòng)釣竿，由于釣竿頂端到支點(diǎn)距離遠(yuǎn)大于釣竿尾端到支點(diǎn)的距離，根據(jù)杠桿原理當(dāng)二力平衡時(shí)，它們離支點(diǎn)的距離與重量成反比，因此，這時(shí)被釣竿尾端頂住的力敏傳感器因受力突變而產(chǎn)生形變，使電阻值發(fā)生變化，即刻魚兒上鉤報(bào)訊電路中的電橋因不平衡而輸出較弱的信號(hào)電流，電流再經(jīng)放大電路推動(dòng)耳塞發(fā)音給垂釣者報(bào)訊。所以方便了垂釣愛好者垂釣，特別是方便了視力不好的垂釣愛好者。本釣具另一特征是釣竿座中采用了左、右旋螺紋螺旋機(jī)構(gòu)的機(jī)械原理，將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)螺母與下?lián)螚U旋合的一端為左旋螺紋，與上撐桿旋合的一端為右旋螺紋，所以只要旋轉(zhuǎn)“調(diào)節(jié)螺母”就可快速改變釣竿與水平面的夾角，以滿足垂釣者觀察垂釣。本釣具可收折，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，安裝、攜帶均方便，并且制作容易。

如今隨著社會(huì)的發(fā)展，人民生活不斷提高，休閑娛樂，健身養(yǎng)身成為了人民生活中追求的一種時(shí)尚。垂釣就是眾多愛好者追求時(shí)尚的一種方式。因而本釣具有廣闊的市場(chǎng)前景。

[1]王化祥,張淑英.傳感器原理及應(yīng)用[M].天津:天津大學(xué)出版社,2007.

[2]陳書旺,張秀清,董建彬,等.傳感器應(yīng)用及電路設(shè)計(jì)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.

[3]何希才,任力穎,楊靜.實(shí)用傳感器接口電路實(shí)例[M].北京:中國(guó)電力出版社,2007.

[4]張洪潤(rùn),呂泉,張亞凡,等.傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)300例[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2008.

[5]孫慧芹,劉南平,張材中.傳感器入門[M].北京:科學(xué)出版社,2006.