1、开发背景

随着人们生活水平的提高，人们对海参的需求量逐渐增加。经调研发现如今海参的捕捞方式以人工和拖网船为主，人工捕捞面临着成本较高、效率低下、危险系数大等问题，拖网船捕捞易破坏水下生态环境，通过查阅资料，以水下机器人代替人工捕捞可以有效解决上述问题。在现有技术中，水下机器人主要应用于海底勘测、管道检查、能源开发等领域，在海洋水产捕捞方面面临着技术欠缺，功能不完善，因此，迫切需要研究出一款功能完善的海参捕捉水下机器人。

2、创新设计

TRIZ（发明问题解决理论）理论体系是目前国际上较为系统完备的创新方法，本产品将依托TRIZ理论进行分析，寻找解决方案，并结合目前现有先进技术解决技术问题。

（１）依托目前现有的蛇形机器人技术，以多自由度蛇形机械手臂作为机器人的工作手臂，自由度蛇形机械手臂灵活性强，横截面积小，结构协调性优良，能够实现在岩缝下捉取海参，减少机械臂与环境的碰撞概率，大大提高工作效率。

（２）海底环境复杂，岩石、珊瑚等不规则物体较多，为增强水下机器人工作时的稳定性，底部采用四个三叶轮作为支撑。当水下机器人机体在水底倾斜度到达一定角度时，三叶轮通过旋转调整机体平衡，同时增强机器人的越障能力。

（３）依托TRIZ理论体系设计收集装置。利用分割原理1，将目前一张大收集网分割为四个小的收集网；利用重量补偿原理8，在收集装置颈部安装一个可充气气囊；利用动态化原理15，将目前固定的收集网设计为可以上浮移动的收集网。

（４）设计斜型弹性止回装置。当海参因为重力从上往下落到斜型弹性止回装置时，支撑轴挤压弹簧收缩，挡板倾斜程度变大，通过间隙增大，海参落入收集网中。海参通过后，挡板向下无作用力时，弹簧舒张，弹簧弹力使支撑轴支撑挡板恢复初始状态。当海参从下朝上挤压挡板时，弹簧无作用力，支撑轴此时给挡板斜向下的拉力，挡板遮挡漏斗颈部使通过空间减小，防止海参通过。

（５）设计电磁铁锁紧机构，所述电磁铁锁紧结构由弹簧、传动轴、夹具、强力电磁铁组成。工作初态，强力电磁铁通电克服弹簧弹力吸引固定传动轴，传动轴带动夹具夹住收集装置将其固定，利用杠杆原理放大夹具的作用力使收集装置不会脱落。当收集装置需要和水下机器人脱离时，对电磁铁进行断电处理，电磁铁磁力消失，传动轴和电磁铁分离，传动轴受弹簧弹力作用向前移动，夹具对收集装置的固定解除，收集装置和水下机器人分离。

3、先进性

（１）全自动海参捕捉水下机器人可以大大节省人力物力，消除了人工捕捉的危险性，提高工作效率。

（２）通过查阅大量资料以及充分的调研发现，现有的水下机器人捕捉技术存在效率低下、对海底环境适用性差等缺陷，海参捕捉水下机器人的创新设计与研发有效地解决这一问题。

（３）随着水下机器人技术不断发展，未来将会有更先进的技术出现，力求在保证基本功能的同时，实现对其他海洋水产品的捕捉。