CN116801717A - 防反抽投饵渔线轮 - Google Patents

Abstract

一种渔线轮，包括框架、联接到框架以绕旋转轴旋转的线杯、光源、第一光学器件、传感器、第二光学器件、控制器和制动机构。线杯包括第一法兰和第二法兰。第一光学器件定位为使得从光源发出并穿过第一光学器件的光产生平行于旋转轴线的基本上准直的光带。第二光学器件定位并配置为将基本上准直的光带朝向传感器聚焦。控制器电联接到传感器，并配置为接收来自传感器的信号并产生制动信号。制动机构电联接到控制器，并且制动机构响应于制动信号而施加制动力以减慢线杯。

Description

防反抽投饵渔线轮

背景技术

投饵渔线轮(fishing reel)具有称为反抽(backlash)的缺点，当渔线轮线杯(spool)超出引出线时，会出现反抽，导致引出线被旋转的线杯卡住并拉回，导致线打结缠结，通常称为“鸟巢”。

多项专利公开了试图解决反抽问题，其中一项专利为US 7,784,724B2，US 7,784,724B2涉及一种非接触式钓线传感器，非接触式钓线传感器在钓线随时间推移行进通过反抽区时，捕捉钓线反抽状态的图像数据。考虑到这个专利中列出的部件，用于确定反抽状态的控制成环结果大约为100毫秒。类似地，US 8,439,290 B2采用了一种具有用于数字成像的装置的钓线行为传感器，其中，当钓线放出时，传感器产生从记录的钓线图像导出的输出信号。在US 8,439,290 B2中，计算机与传感器相关联，并比较输出信号以控制制动机构。US6,045,076 B1公开了一种光电发射器，光电发射器发射光束，并且所发射的光束的一部分击中紧紧缠绕在线杯上的一捆钓线，在那里它被完全反射回光电检测器。在US 6,045,076B1中，没有从一捆紧紧缠绕的钓线反射的光束的一部分由线杯相对侧上的红外吸收材料透射并吸收，从而不影响对反射的光的检测。

鉴于上述情况，可以对采用机构确定反抽状态的渔线轮进行改进，以更快地确定反抽状态，并减小用于确定反抽状态的机构的尺寸。

发明内容

鉴于上述情况，一种渔线轮包括框架、联接到框架以绕旋转轴旋转的线杯、光源、第一光学器件、传感器、第二光学器件、控制器和制动机构。线杯包括在线杯的一端处或附近的第一法兰和在线杯的相对端处或附近的第二法兰。第一光学器件相对于光源和线杯定位为使得从光源发出并穿过第一光学器件的光产生平行于旋转轴线的基本上准直的光带。第二光学器件相对于光源、线杯和传感器定位，并配置为将基本上准直的光带朝向传感器聚焦。控制器电联接到传感器，并配置为从传感器接收信号，并基于从传感器接收到的信号来产生制动信号。制动机构电联接到控制器，并且制动机构响应于来自控制器的制动信号而施加制动力以减慢线杯。

对于上面描述的渔线轮，第一法兰和第二法兰中的每一者可以包括延伸穿过其中的至少一个相应的法兰开口，并且基本上准直的光带穿过相应的法兰开口。更特别地，第一法兰和第二法兰中的每一者可以包括延伸穿过其中的多个相应的法兰开口。

对于前述段落中描述的渔线轮或其上面描述的渔线轮，光源可以为发光二极管(LED)。更特别地，光源可以为单个LED。

对于前述段落中描述的渔线轮中的任一渔线轮，第一光学器件或第二光学器件可以为非球面透镜的菲涅耳透镜。

对于前述段落中描述的渔线轮中的任一渔线轮，第一光学器件可以相对于光源定位为使得基本上准直的光带在垂直于旋转轴线的方向上向外延伸到第一法兰和第二法兰中的每一者的相应的外径的外侧。

对于前述段落中描述的渔线轮中的任一渔线轮，第二光学器件的配置可以与第一光学器件的配置相同，并且围绕垂直于旋转轴线的轴线从第一光学器件的定向旋转180度。

对于前述段落中描述的渔线轮中的任一渔线轮，传感器可以为将光信号转换为电信号的PIN二极管。

对于前述段落中描述的渔线轮中的任一渔线轮，控制器可以为低功率8位或32位微控制器。

对于前述段落中描述的渔线轮中的任一渔线轮，传感器可以与控制器一起工作，以检测增益的差异。

对于前述段落中描述的渔线轮中的任一渔线轮，控制器可以配置为在检测到增益的非线性下降时产生制动信号并将制动信号传送到制动机构。

对于前述段落中描述的渔线轮中的任一渔线轮，所述渔线轮可以包括再生动力源。

附图说明

图1为渔线轮的相关部件的示意图。

图2为图1所示渔线轮的线杯和线杯轴的透视图。

具体实施方式

图1描绘了渔线轮10的部件的示例，渔线轮10包括框架12、线杯14、光源16、第一光学器件18、传感器20、第二光学器件22、控制器24和制动机构26。渔线轮10可以进一步包括用于给光源16、传感器20、控制器24和制动机构26提供动力的动力源28。动力源可以为，例如，电池、或者可操作地连接到线杯驱动装置(仅示出其一部分)的再生动力源。线杯驱动装置可以为常规已知的，并与线杯14、钓线引导件(也未示出)和手摇曲柄(未示出)一起操作。线杯驱动装置典型地包括至少一个齿轮系，并且在被手摇曲柄驱动时，线杯驱动装置旋转线杯14，并以常规已知的方式使钓线引导件往复运动，以收回缠绕在线杯14上的钓线。线杯驱动装置还可以包括离合器(也未示出)，离合器是常规已知的，并与牵引机构一起可操作地联接在线杯14与线杯驱动装置之间。当离合器接合时，线杯驱动装置和牵引可操作地联接到线杯14。结果，手摇曲柄的旋转使线杯14旋转以收回钓鱼线。同时，牵引机构减慢线杯14的反向旋转，以释放钓线。当离合器脱离接合时，为了将线杯14从线杯驱动装置和牵引机构上脱离联接，线杯14基本上可以反向自由旋转，以释放钓线，诸如在抛投期间释放钓线。在抛投期间，除非适当制动，否则线杯14可以以比被抛投的鱼饵或诱饵和钓线更快的速度旋转，这可能导致反抽。

图1中仅描绘了框架12的一部分。框架12支撑线杯14、光源16、第一光学器件18、传感器20、第二光学器件22、控制器24和制动机构26以及渔线轮10的其他部件。框架12可以另外容纳前述部件以及线杯驱动装置和牵引机构。框架12可以由各种材料制成，并且具有各种不同的形状和尺寸。

线杯14联接到框架12，用于绕旋转轴线30旋转。线杯14安装到线杯轴32，并且包括在线杯14的一端处或附近的第一法兰34和在线杯14的相对端处或附近的第二法兰36。线杯14还可操作地联接到线杯驱动装置和牵引机构。线杯14承载钓线(未示出)，钓线缠绕在线杯14上，在第一法兰34与第二法兰36之间。在所例示的实施例中，参考图2，第一法兰34包括第一法兰辐条40，第一法兰辐条40分隔并部分界定延伸穿过第一法兰34的第一法兰开口42。类似地，第二法兰36包括第二法兰辐条44，第二法兰辐条44分隔并部分地界定延伸穿过第二法兰36的第二法兰开口46。第一法兰34和第二法兰36中的每一者示出为包括六个相应的法兰开口42、46；然而，在法兰34、36中的每一者中可以设置更少或更多的数量。法兰开口42、46中的每一者从每个法兰34、36的相应的外径48、50向内偏移。

再次参考图1，光源16定位为在平行于旋转轴线30的方向上从第一法兰34的外侧54向外偏离。外侧54为第一法兰34的与面向缠绕在线杯14上的钓线的一侧相对的一侧。光源16可以为发光二极管(LED)。更特别地，光源16可以为单个LED，这可以便于防反抽系统的小型化。

第一光学器件18相对于光源16和线杯14定位为使得从光源16发出并穿过第一光学器件18的光产生与线杯14的旋转轴线30平行的基本上准直的光带56。可以用于第一光学器件18的这样的光学器件的示例包括类似于菲涅耳透镜以及非球面透镜的透镜。光源16和第一光学器件18协同设计为使得基本上准直的光带56穿过相应的法兰34、36中的法兰开口42、46。光源16和第一光学器件18也可以协同设计为使得基本上准直的光带平行于旋转轴线30、相对垂直于第一法兰34和第二法兰36中的每一者的相应的外径48、50的旋转轴线30的方向径向向外地传播。第一光学器件18也定位为在平行于旋转轴线30的方向上从第一法兰34的外侧54向外偏移，并插置在光源16与第一法兰34之间。

传感器20定位为在平行于旋转轴线30的方向上从第二法兰36的外侧58向外偏移。传感器20可以为光电二极管。更特别地，传感器20可以为将光信号转换成电信号的PIN二极管。传感器20与控制器24一起工作以检测(接收的光)增益的差异，差异可以指示刚好在反抽状态之前钓线成环脱离线杯14。在抛投期间，当钓线离开线杯14时，增益典型地增加，因为当钓线放出时，缠绕的钓线的直径逐渐减小，从而允许更多来自基本上准直的光带56的光到达传感器20。这将导致增益随着抛投的进行而线性下降。控制器24可以配置为检测增益的非线性下降，这可以指示成环状态。当检测到增益的非线性下降时，控制器24产生制动信号并将制动信号传送到制动机构26。也可以采用PIN二极管以外的其他类型的光传感器；然而，PIN二极管的使用可以便于防反抽系统的小型化。

第二光学器件22相对于光源16、线杯14和传感器20定位，并配置为将基本上准直的光带56朝向传感器20聚焦。第二光学器件22也定位为在平行于旋转轴线30的方向上从第二法兰36的外侧58向外偏移。第二光学器件22定位在传感器20与第二法兰36的外侧58之间。第二光学器件22的配置可以与第一光学器件18的配置相同，但是第二光学器件22的定向不同于第一光学器件18，因为第二光学器件22绕垂直于旋转轴线30的轴线从第一光学器件18的定向旋转180度。这种定向允许第二光学器件22将准直的光带56朝向传感器20聚焦，这可以允许防反抽系统的小型化。

控制器24联接到传感器20，并配置为接收传感器20的信号，并基于从传感器20接收到的信号来产生制动信号。控制器24可以为例如低功率8位或32位微控制器。制动机构26可以为常规制动机构，诸如US 7,784,724B2中描述的制动机构或US 6,412,722 B1中描述的制动机构，制动机构26联接到控制器24。制动机构26响应于从控制器24接收的制动信号而施加制动力以减慢线杯14。

第一光学器件18与光源16协同工作，使单个LED能够(如果希望的话)在一般较小的矩形区域(诸如，10毫米×2毫米的区域)内均匀分布光线。这个基本上准直的光带56可以被第二光学器件22接收，第二光学器件22将准直的光带56向下聚焦回由传感器20接收的小直径，传感器20可以为单个光电二极管。提供基本上准直的光带56允许传感器20“看到”矩形区域内任何地方的钓线成环。作为示例，如果线杯14装满了钓线，并且进行了长抛投，则线杯14上的钓线的直径随着钓线的脱落而减小。对于长抛投，这可以相当于显著的直径变化。如果第一光学器件18产生圆形光束，则随着抛投期间直径的变化，传感器20将只能检测小面积上的增益变化，并且圆形光束将需要保持变大，以便传感器20检测可能的线成环。对于单丝钓线，这是一个更大的问题，因为钓线记忆防止形成大的成环。描绘为基本上准直的光带56的大致矩形的光束允许使用一个LED和一个光电检测器，这可以使防反抽检测系统小型化。即使在线杯上开始产生小的钓线成环，不管在抛投期间在线杯14上剩余多少钓线，都可以检测到。这提供了一种防反抽系统，与简单地使用圆形光束光电检测器和来自LED的高度发散的输出相比，防反抽系统具有显著更高的分辨率。通过使用上述部件和布置，确定反抽状态的控制成环结果大约为50微秒，这比现有技术的设计快得多。

应理解，上述公开的实施例的各种特征以及其他特征和功能，或其替代物或变体，可以合乎需要地结合到许多其他不同的系统或应用中。本领域的技术人员随后可以对其进行各种目前未预见或未预料到的替换、修改、变化或改进，这些也旨在包含在下面的权利要求中。

Claims (15)

1.一种渔线轮，包括：

框架；

线杯，所述线杯联接到所述框架以围绕旋转轴线旋转，并且包括在所述线杯的一端处或附近的第一法兰和在所述线杯的相对端处或附近的第二法兰；

光源；

第一光学器件，所述第一光学器件相对于所述光源和所述线杯定位为使得从所述光源发出并穿过所述第一光学器件的光产生平行于所述旋转轴线的基本上准直的光带；

传感器；

第二光学器件，所述第二光学器件相对于所述光源、所述线杯和所述传感器定位，并配置为将所述基本上准直的光带朝向所述传感器聚焦；

控制器，所述控制器电联接到所述传感器，并且配置为从所述传感器接收信号并基于从所述传感器接收到的信号来产生制动信号；以及

制动机构，所述制动机构电联接到所述控制器，其中，所述制动机构响应于来自所述控制器的制动信号而施加制动力以减慢所述线杯。

2.如权利要求1所述的渔线轮，其中，所述第一法兰和所述第二法兰中的每一者包括延伸穿过其中的至少一个相应的法兰开口，并且所述基本上准直的光带穿过所述相应的法兰开口。

3.如权利要求2所述的渔线轮，其中，所述第一法兰和所述第二法兰中的每一者包括延伸穿过其中的多个相应的法兰开口。

4.如权利要求1所述的渔线轮，其中，所述光源为发光二极管(LED)。

5.如权利要求4所述的渔线轮，其中，所述光源为单个LED。

6.如权利要求1所述的渔线轮，其中，所述第一光学器件或所述第二光学器件为菲涅耳透镜或非球面透镜。

7.如权利要求1所述的渔线轮，其中，所述第一光学器件相对于所述光源定位为使得所述基本上准直的光带在垂直于所述旋转轴线的方向上向外延伸到所述第一法兰的外径的外侧。

8.如权利要求1所述的渔线轮，其中，所述第一光学器件相对于所述光源定位为使得所述基本上准直的光带在垂直于所述旋转轴线的方向上向外延伸到所述第一法兰和所述第二法兰中的每一者的相应的外径的外侧。

9.如权利要求1所述的渔线轮，其中，所述第二光学器件的配置与所述第一光学器件的配置相同，并且围绕垂直于所述旋转轴线的轴线从所述第一光学器件的定向旋转180度。

10.如权利要求1所述的渔线轮，其中，所述传感器为将光信号转换成电信号的PIN二极管。

11.如权利要求1所述的渔线轮，其中，所述控制器为低功率8位或32位微控制器。

12.如权利要求1所述的渔线轮，其中，所述传感器与所述控制器一起工作，以检测增益的差异。

13.如权利要求1所述的渔线轮，其中，所述控制器配置为在检测到增益的非线性下降时产生所述制动信号并将所述制动信号传送到所述制动机构。

14.如权利要求1所述的渔线轮，进一步包括再生动力源。

15.一种渔线轮，包括：

框架；

线杯，所述线杯联接到所述框架以围绕旋转轴线旋转，并且包括在所述线杯的一端处或附近的第一法兰和在所述线杯的相对端处或附近的第二法兰，所述第一法兰和所述第二法兰中的每一者包括延伸穿过其中的多个相应的法兰开口；

单个发光二极管(LED)，所述单个发光二极管(LED)定位为在平行于所述旋转轴线的方向上从所述第一法兰的外侧向外偏移；

第一光学器件，所述第一光学器件为菲涅耳透镜或非球面透镜，定位在所述单个LED与所述线杯之间，使得从所述单个LED发出并穿过所述第一光学器件的光产生平行于所述旋转轴线的基本上准直的光带，所述基本上准直的光带平行穿过所述相应的法兰开口并在垂直于所述旋转轴线的方向上向外到所述第一法兰和所述第二法兰中的每一者的相应的外径的外侧；

PIN二极管，所述PIN二极管在平行于所述旋转轴线的方向上从所述第二法兰的外侧向外偏移；

第二光学器件，所述第二光学器件为菲涅耳透镜或非球面透镜，相对于所述单个LED定位在所述线杯与所述PIN二极管之间，所述第二光学器件配置为将所述基本上准直的光带朝向所述PIN二极管聚焦；

控制器，所述控制器电联接到所述PIN二极管，并且配置为接收来自所述PIN二极管的信号并基于检测到所述PIN二极管的增益的非线性下降而产生制动信号；以及

制动机构，所述制动机构电联接到所述控制器，其中，所述制动机构响应于来自所述控制器的制动信号而施加制动力以减慢所述线杯。