CN103719048B - 水上操控管吸式海参捕捞装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种水上操控管吸式海参捕捞装置。该装置包括：一根二位三通换向控制管，一套水下摄像显示系统，一种水下浮动管位置控制装置，一根吸参管，一根动力水流输入管，管道收放机构，海参收集箱、水泵及其操控机构等。捕捞人员在船上根据水下摄像系统传输的图像来操作操控机构，以水泵抽吸和输送海参的回水为动力，驱动与吸参管连成一体的浮动管位置控制装置，移动吸参管以搜寻海参。以海水为输送介质将海参输送到海参收集箱。该海参捕捞装置用长软管伸入海底将海参直接吸到船上的海参收集箱，利用吸海参的回水作为管道位置调节的动力，无水下电力驱动设备，装备简单。

Description

水上操控管吸式海参捕捞装置

技术领域

本发明涉及一种水上操控管吸式海参捕捞装置。

背景技术

海参是高价值海产品，除了本身就有特殊的营养价值外，不容易捕捞也是其价格昂贵的原因。人们要带上氧气罩，潜到海底冒着生命危险去捕捞。长久在海下捕捞，对人的身体很有害。因为海参的捕捞季节是春季和深秋季节，气温较低，海水的压强大，好多人都会患上潜水综合症。

有人发明了微型潜水艇用于海参捕捞。潜水艇不仅要满足结构的抗压性，还需解决设备防水等许多问题，结构复杂，产品造价高，捕捞效果也不显著，而且还面临安全许可证等问题。也有人发明了水下观察型海参捕捞机器人(机械手)，机器人同样需要解决电气设备的防水问题，且水下搜寻捕捞海参的效率不高，经验证其捕捞效率还不如人工，且不能长时间连续工作。

如何解决以上问题，找到一种更好的海参捕捞方法是海参捕捞行业急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种海参捕捞装置，该装置直接将海参从海底捕捞并输送到船上的收集箱。

本发明一种水上操控管吸式海参捕捞装置包括：一根二位三通换向控制管，一套水下摄像显示系统，一种水下浮动管位置控制装置，一根吸参管，一根动力水流输入管(回水管)，管道收放机构，海参收集箱、水泵及其操控机构等。

本发明的特点在于捕捞人员直接在船上根据水下摄像系统传输的图像来操作操控机构，无需下潜到海底，工作条件好；以设在船上的水泵直接将海参抽吸并输送到船上的海参收集箱，连续工作，捕捞效率高。驱动设备水泵设在船上，无防水耐压要求，基本无需维护保养，结构简单，成本低；与吸参管连成一体的浮动管位置控制装置通过软钢索控制，结构简单，方向控制灵活；利用吸海参的回水作为管道位置调节的动力，无水下电力驱动设备。除水下摄像机外无其它水下电气设备，没有防水耐压要求的元件设备。

上述管吸式海参捕捞装置，所述二位三通换向控制管上端与水下浮动管位置控制装置的内管末端连接，构成吸参管的最下端。二位三通换向控制管的最下端成喇叭口，便于抽吸海参；

上述管吸式海参捕捞装置，所述二位三通换向控制管中部是二位三通阀，二位三通阀的动作由船上操作人员操控带护套的软钢丝索来控制，也可以采用电控阀门；阀侧还连接一个三通管，三通管两个进水口与二位三通换向控制管对称布置，使吸水时管道受力均衡，合力抵消；上述管吸式海参捕捞装置，所述二位三通换向控制管中部二位三通阀管喇叭口下对着海参时，使二位三通阀垂直导通，将海参吸入管内；随后关闭轴向管口，改由从三通管吸入海水，将海参输送到船上的海参收集箱，尽可能避免和减少吸入海底的泥沙。

上述管吸式海参捕捞装置，所述水下浮动管位置控制装置包括：一段与水下浮动管同轴的配流直管，一段动力水流输入管，一段空套在配流直管外的方向控制管，两根复位弹簧，一套带护套的轴向控制软钢索，一套带护套的转动控制软钢索及其操控机构。

上述管吸式海参捕捞装置，所述水下浮动管位置控制装置特点在于通过在船上操作操控机构来操控带护套的轴向控制软钢索和转动控制软钢索，调控与配流直管滑配的方向控制管相对于配流直管的轴向位置和转动位置，调节配流直管上的四个方向不同位置的出水孔与方向控制管上的对应方向和位置的排水口的导通关系，进而调节由动力水流输入管输入配流直管的水流经方向控制管排出的方向和流量大小，利用水流的反向作用力来推动和控制水下浮动柱状物的位置。在船上操作操控软钢索调控方向控制管位置，操控可靠，无水下电气设备，结构简单，成本低；利用具有一定压力的水流或压缩空气作为驱动动力，其水泵或空压机放在船上，无需水下电气设备，无防水密封要求，设备结构简单，驱动效率高，寿命长，成本低。

上述管吸式海参捕捞装置中的水下浮动管位置控制装置，所述配流直管外管上至少设有一圈周向排水口，前后左右四个方向还设有排水口，每个方向至少设有一个排水口(注：图中每个方向为四个孔)；前后方向的排水口的轴向位置与左右方向排水口的轴向位置错开一段距离。

上述管吸式海参捕捞装置中的位置控制装置，所述配流直管一端连接有动力水流输入管，驱动水流由动力水流输入管进入配流直管；

上述管吸式海参捕捞装置中的位置控制装置，所述方向控制管套在配流直管外，方向控制管内壁与配流直管外壁滑配，方向控制管可沿配流直管轴向滑动或绕轴转动(摆动)；

上述管吸式海参捕捞装置中的位置控制装置，所述方向控制管在与配流直管的周向排水口相对应的位置设有周向排水口，前后左右四个方向还设有排水口，每个方向的排水口的数量与配流直管对应方向的排水口数量一致(注：图中每个方向为四个孔)；四个方向的排水口轴向位置相同，前后方向排水口的中心与方向控制管中心不对称，有一偏角；左右方向排水口的中心与方向控制管中心也不对称，有一偏角。通过与配流直管上对应孔的导通来控制推力方向，还可以减小方向控制管的摆动角度。

上述管吸式海参捕捞装置中的位置控制装置，所述的方向控制管两端各设有复位弹簧，两根复位弹簧的近端分别作用在在方向控制管两端的环状弹簧座上，两根复位弹簧远端的环状弹簧座固定在配流直管的外壁上。

上述管吸式海参捕捞装置中的位置控制装置，所述的方向控制管沿配流直管的轴向滑动由一套带护套的轴向控制软钢索进行控制。方向控制管绕配流直管轴的转动由另一套带护套的转动控制软钢索实现控制。

上述管吸式海参捕捞装置，所述管道收放机构包括：底座，管盘，吸参管，吸参管横管，回水管、回水管横管，弯头，电机等。

上述管吸式海参捕捞装置中的管道收放机构，所述的吸参管和回水管为光壁塑料管，吸参管与回水管并行绕在管盘上。吸参管的首端连接着方向控制管的配流直管内管上端，吸参管的末端接入管盘中心的吸参横管。回水管的一端连接着方向控制管上的动力水流输入管，回水管的另一端接入管盘中心的回水横管。吸参横管与回水横管共轴组成了管盘中心轴，吸参横管与回水横管间是隔开的。

上述管吸式海参捕捞装置中的管道收放机构，所述的弯头与管盘中心轴的端部为活动连接。吸参横管端的弯头另一端接吸参管与海参收集箱连接；回水横管端的弯头另一端接回水管与泵出口连接。

上述管吸式海参捕捞装置中的管道收放机构，所述的管盘通过中心的空心轴安置在底座上。空心轴上固定着带轮或链轮，电机安装在底座上的电机支架上。通过电机驱动带轮或链轮使管盘正反转以收放吸参管和回水管，调节其伸入大海的长度。

上述管吸式海参捕捞装置，所述海参收集箱为两套，一用一备。包括：两只箱体，两只密封盖板，两只格栅篮筐，输入阀门2只，输出阀门两只，盖板与箱体能严格密封。

上述管吸式海参捕捞装置，所述水泵为离心泵，泵入口的吸水管通过阀门与海参收集箱连接；泵出口的水管为回水管，与回水横管端的弯头连接。

附图说明

图1水上操控管吸式海参捕捞装置装配示意图

图2二位三通换向控制管

图3阀芯处于吸参时的状态

图4阀芯处于输送海参时的状态

图5水下浮动管位置控制装置

图6配流直管和动力水流输入管装配结构示意图

图7方向控制管结构示意图

图8前后(左右)方向排水口的中心与方向控制管中心有一偏角

图9方向控制管处于中间初始位置时各排水口位置关系

图10方向控制管轴向上移时各排水口位置关系

图11方向控制管轴向上移且顺时针转动时各排水口位置关系

图12方向控制管轴向下移且顺时针转动时各排水口位置关系

图13方向控制管轴向下移时各排水口位置关系

图14管道收放机构

图15海参收集箱及水泵

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1，本发明一种水上操控管吸式海参捕捞装置包括：一根二位三通换向控制管1，一套水下摄像显示系统2，一种水下浮动管位置控制装置3，一根吸参管5，一根动力水流输入管(回水管)4，管道收放机构6，海参收集箱8、水泵7及其操控机构(未画出)等组成。

请参阅图2和图3，二位三通换向控制管1中部是二位三通阀14，二位三通阀由阀体14a和阀芯14b等组成；阀芯14b的换向通过带护套的软钢丝索16拉动把手18来控制；松开钢丝索16，弹簧19带动阀芯14b复位。弹簧19一端固定在支架13的销轴上，另一段连接把手18；

请参阅图2和图3，二位三通阀14下部连接着一段吸参管12，吸参管12端部成喇叭口11，便于抽吸海参入管。二位三通阀14上部连接着一段吸参管17，吸参管17与方向控制管32的内管连接。

请参阅图2和图3，阀体14a的一侧还连接一个三通管15，三通管15的两个进水口与二位三通换向控制管中心成对称布置，使吸水时管道受力均衡，合力抵消。

请参阅图3，当二位三通换向控制管下部的喇叭口11对着海参时，使二位三通阀14b垂直导通，将海参吸入管内；随后关闭轴向管口(请参阅图4)，改由从三通管吸入海水，将海参输送到船上的海参收集箱，尽可能避免和减少吸入海底的泥沙。

请参阅图5，一种水下浮动管位置控制装置3包括：配流直管31，方向控制管32，动力水流输入管33，复位弹簧34，带护套的控制软钢索35，活动卡板36，滑块37，摆动钢索支架38,弹簧座39及操控机构(未画出)等组成。

请参阅图6，配流直管31又由配流直管内管311和外管312及两个端盖313组成。内管311两端连接吸参管。内管311和外管312同轴，通过两个端盖313固定连接，内部形成环形腔。在配流直管外管312上设有至少一圈周向排水口314，该周向排水口也可以联通成环形槽。前后左右四个方向还设有排水口，每个方向设有至少一个排水口；图6中，左方向排水口317(该图中右侧排水孔318看不见)，前后方向排水口315、316，(图6中每个方向设为四个排水口)；前后左右四个方向排水口互成90度；前后方向的排水口的轴向位置与左右方向排水口的轴向位置错开一段距离。

配流直管外管312的一端连接有动力水流输入管33，驱动水流由动力水流输入管33进入配流直管环形腔；

请参阅图5，在配流直管31外还套有方向控制管32。方向控制管32的内壁与配流直管31的外壁滑配，方向控制管32可沿配流直管31轴向滑动或绕轴转动(摆动)。

请参阅图7，方向控制管32在与配流直管外管上的周向排水口314相对应的位置设有周向排水口321。前后左右四个方向也设有排水口，左方向排水口324(该图中右侧排水孔325看不见)，前方排水口322，后方排水口323。每个方向的排水口的数量与配流直管对应方向的排水口数量一致(图7中每个方向为四个排水口)。四个方向的排水口轴向位置相同。

请参阅图8，前后方向排水口的中心与方向控制管中心不对称，有一偏角(图中为45度)；左右方向排水口的中心与方向控制管中心也不对称，有一偏角(图中为45度)。

请参阅图7，方向控制管32中段设有限位环326，两端固定安装有弹簧座327a和327b，在弹簧座外侧还可以留有一段环形管作为限位环328，用以控制方向控制管的轴向极限位置。在方向控制管32的一段还装有一小段圆柱形导杆329，导杆329一段固定在弹簧座327a上，另一端固定在导杆固定板327c上。导杆329的作用稍后介绍。

请再参阅图5和图7，在方向控制管32的两端各设有复位弹簧34，复位弹簧一端与方向控制管两端的弹簧座327a和327b接触，另一端与固定在配流直管外管312上的环状弹簧座39a和39b接触。

请参阅图5和图7，方向控制管32沿配流直管的轴向滑动由两根带护套的轴向控制软钢索35a和35b进行控制。轴向控制软钢索35a和35b的首端与空套在方向控制管32与限位环326之间的环形槽内的活动卡板36固定。通过操控装置(未画出)向下拉动钢索35a，钢索35a通过活动卡板36使方向控制管32轴向下移；向上拉动钢索35b，方向控制管32轴向上移。松开钢索35a或35b，方向控制管32在复位弹簧34的作用力下回到中间起始状态。活动卡板36的作用是保证方向控制管32的轴向移动和绕轴摆动互不干涉。

请参阅图5和图7，方向控制管32沿配流直管轴心的摆动由两根带护套的转动控制软钢索35c和35d进行控制。摆动控制软钢索35c和35d的首端与滑块37固定，滑块37空套在方向控制管32的圆柱形导杆329上。软钢索35c和35d的套管首端与摆动钢索支架38固定，摆动钢索支架38与弹簧座39b固定。通过操控装置(未画出)拉动钢索35c，钢索35c通过滑块37和导杆329使方向控制管32逆时针转动；拉动钢索35d，钢索35d通过滑块37和导杆329使方向控制管32顺时针转动。滑块37和导杆329的作用是保证方向控制管32的绕轴摆动和轴向移动互不干涉。

位置控制原理：

请参阅图5。各软拉索都不拉动时，方向控制管32在两端复位弹簧34的作用力下处于中间初始位置。配流直管中段位置的周向排水口314(请参阅图6)与方向控制管中段位置的周向排水口321(请参阅图7)相对应(图9上图)。配流直管上左右排水口317、318和前后排水口315、316四个方向都被方向控制管封住(图9中图和下图)。由动力水流输入管33输入配流直管31腔内的水流经由配流直管中段位置的周向排水口314及方向控制管中段位置的周向排水口321排出，水流的反向作用力平衡，浮动管保持位置不变。

浮动管前后方向控制：

请参阅图5。如向上拉动轴向控制软钢索35b，活动卡板36带动方向控制管32沿配流直管31轴向上移。配流直管上的的周向排水口314和左右方向排水口317、318都被方向控制管的管壁封堵(请参阅图10中的上图和中图)；此时，配流直管外管312前后方向中的某一排水口如316与方向控制管上对应方向的排水口323正对导通(请参阅图10中的下图)，由动力水流输入管33输入配流直管31腔内的水流经316排水口和方向控制管上的323排水口排出。水流的反向作用力推动浮动柱状物位置控制装置带动浮动柱状物向前方向移动。

请参阅图5。如拉动转动控制软钢索35d，使方向控制管32绕配流直管31顺时针转动一个角度，使配流直管上往前方向的排水口315与方向控制管上对应排水口322正对导通(请参阅图11中的下图)，配流直管上往后方向的排水口316被方向控制管管壁完全堵住。由动力水流输入管33输入配流直管31腔内的水流经315前排水口和方向控制管上的322排水口排出。水流的反向作用力推动浮动柱状物位置控制装置带动浮动柱状物向后方向移动。

请参阅图5和图9。要减小浮动柱状物位置控制装置移动速度，可调控软钢索35b，减小方向控制管32的轴向移动量，使配流直管上的周向排水口314与方向控制管上的周向排水口321略微导通分流。减小经315排水口排出的流量，减小水流反作用力，可以降低速度。如松开轴向控制软钢索35b，方向控制管32在两端复位弹簧34的作用力下回复到中间初始位置，浮动柱状物位置控制装置回到图9初始状态，浮动管保持位置不变。

浮动管左右方向控制：

请参阅图5。如向下拉动轴向控制软钢索35a，活动卡板36带动方向控制管32沿配流直管31轴向下移。配流直管上的的周向排水口414和前后方向排水口315、316都被方向控制管的管壁封堵(请参阅图12中的上图和下图)；此时，配流直管外管312左右方向中的某一排水口如318与方向控制管上对应方向的排水口325正对导通(请参阅图12中的中图)，由动力水流输入管33输入配流直管31腔内的水流经318排水口和方向控制管上的325排水口向右排出。水流的反向作用力推动浮动柱状物位置控制装置带动浮动柱状物向左方向移动。

请参阅图5。如拉动转动控制软钢索35c，使方向控制管32绕配流直管31逆时针转动一个角度，使配流直管上往左方向的排水口317与方向控制管上对应排水口324正对导通(请参阅图13中图)，配流直管上往右方向的排水口318被方向控制管管壁完全堵住。由动力水流输入管33输入配流直管31腔内的水流经317排水口和方向控制管上的324排水口向左排出。水流的反向作用力推动浮动柱状物位置控制装置带动浮动柱状物向右方向移动。

要减小浮动柱状物位置控制装置移动速度，可调控软钢索35，减小方向控制管32的轴向移动量，使配流直管上的周向排水口314与方向控制管上的周向排水口321略微导通分流。减小经317排水口排出的流量，减小水流反作用力，可以降低速度。如松开轴向控制软钢索35a，方向控制管32在两端复位弹簧34的作用力下回复到中间初始位置，浮动柱状物位置控制装置回到图9初始状态，浮动管保持位置不变。

请参阅图14,管道收放机构包括：底座61，管盘62，吸参管65，吸参横管67，回水管64、回水横管63，弯头68，电机7等。吸参管65和回水管64为光滑塑料管，吸参管与回水管并行绕在管盘62上。吸参管的首端连接着方向控制管的配流直管内管311上端，吸参管的末端接入管盘中心的吸参横管67。回水管64的一端连接着方向控制管32上的动力水流输入管33，回水管的另一端接入管盘中心的回水横管63。吸参横管与回水横管共轴组成了管盘中心轴，吸参横管与回水横管间是隔开的。

请参阅图14,弯头68a与管盘中心轴的端部为活动连接。吸参横管端的弯头另一端接吸参管81与海参收集箱连接；回水横管端的弯头68b另一端接回水管与泵出口连接。

请参阅图14,管盘62通过中心的空心轴63和67安置在底座61上。空心轴上固定着带轮或链轮66，电机69安装在底座上的支架上。通过电机驱动带轮或链轮使管盘正反转以收放吸参管和回水管，调节其伸入大海的长度(或深度)。

请参阅图15,海参收集箱为两套，一用一备。包括：箱体83a,83b，密封盖板84，盖板与箱体能严格密封；格栅篮筐5，输入阀门82a,82b，两只输出阀门86a,86b。水泵7为离心泵，泵入口的吸水管通过阀门86a,86b与海参收集箱连接；泵出口的水管87为回水管，与回水横管端的弯头68b连接。

Claims (18)

1.一种水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：该水上操控管吸式海参捕捞装置包括：

一根二位三通换向控制管，装在吸参管最下端，用于吸参和输送海参的水流切换；

一套水下摄像显示系统，用于海参搜寻，唯一须防水耐压的设备；

一种水下浮动管位置控制装置，是整个捕捞装置的核心件；

一根吸参管，将海参直接捕捞并输送到船上的通道；

一根动力水流输入管，是以输送海参的回水作为驱动浮动管移动的动力输送通道；

管道收放机构，根据海床深度即时调节控制吸参管长度；

两套海参收集箱，接受捕捞上来的海参；一用一备，有密封要求；

水泵，是吸参和输送海参及管道移动的动力源。

2.按照权利要求1所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：二位三通换向控制管上端与水下浮动管位置控制装置的内管末端连接，构成吸参管的最下端；二位三通换向控制管的最下端成喇叭口，便于抽吸海参。

3.按照权利要求1所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：二位三通换向控制管中部是二位三通阀；阀侧还连接一个三通管，三通管两个进水口与二位三通换向控制管对称布置。

4.按照权利要求1所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：水下浮动管位置控制装置包括：

一段配流直管，套在被控制的浮动管外，由内管、外管及端盖形成一空腔，外管有排水口；

一段方向控制管，布有排水口，与配流直管滑配，与配流直管上的排水口组合控制水流；

复位弹簧，使方向控制管不受外力控制时复位；

带护套的软钢索，用于控制方向控制管的位置。

5.按照权利要求4所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：水下浮动管位置控制装置的配流直管由同轴的内管和外管及两个端盖组成，外管和内管通过两个端盖形成固定连接，内部形成环形腔，用于接收由动力水流输入管输入的水流；被控制的浮动管与内管端部相连接或置于内管中。

6.按照权利要求4所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：配流直管外管上至少设有一圈周向排水口，用于向四周均匀出水；配流直管外管上前后左右四个方向还设有排水口，每个方向至少设有一个排水口；前后方向的排水口的轴向位置与左右方向排水口的轴向位置错开一段距离，以便前后方向与左右方向的运动分别进行控制。

7.按照权利要求4所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：配流直管一端还连接有动力水流输入管，用于引入外供驱动水流。

8.按照权利要求4所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：方向控制管套在配流直管外，与配流直管滑配，方向控制管可沿配流直管轴向滑动或绕轴转动；方向控制管上设有的排水口与配流直管上的排水口组合控制水流方向和流量，以控制速度。

9.按照权利要求8所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：方向控制管在与配流直管的周向排水口相对应的位置设有周向排水口；方向控制管前后左右四个方向还设有排水口，每个方向的排水口的数量与配流直管对应方向的排水口数量一致。

10.按照权利要求9所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：方向控制管四个方向的排水口轴向位置相同，前后方向排水口的中心与方向控制管中心不对称，有一偏角；左右方向排水口的中心与方向控制管中心也不对称，有一偏角，以便对前后方向与左右方向的运动分别进行控制。

11.按照权利要求8所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：方向控制管沿配流直管的轴向滑动由一套带护套的轴向控制软钢索进行控制；方向控制管绕配流直管轴的转动由另一套带护套的转动控制软钢索实现控制。

12.按照权利要求4所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：方向控制管两端各设有复位弹簧，以便撤销软钢索的控制后，方向控制管可以回到初始状态。

13.按照权利要求1所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：管道收放机构包括：底座，管盘，吸参管，吸参管横管，回水管、回水管横管，弯头，电机。

14.按照权利要求13所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：管道收放机构的吸参管和回水管为光壁塑料管，吸参管与回水管并行绕在管盘上；吸参管的首端连接着方向控制管的配流直管内管上端，吸参管的末端接入管盘中心的吸参横管；回水管的一端连接着方向控制管上的动力水流输入管，回水管的另一端接入管盘中心的回水横管；吸参横管与回水横管共轴组成了管盘中心轴，吸参横管与回水横管间是隔开的。

15.按照权利要求13所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：弯头与管盘中心轴的端部为活动连接；吸参横管端的弯头另一端接吸参管与海参收集箱连接；回水横管端的弯头另一端接回水管与泵出口连接。

16.按照权利要求13所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：管盘通过中心的空心轴安置在底座上；空心轴上固定着带轮或链轮，电机安装在底座上的电机支架上。

17.按照权利要求13所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：所述海参收集箱为两套，一用一备；包括：两只箱体，两只密封盖板，两只格栅篮筐，输入阀门2只，输出阀门两只，盖板与箱体能严格密封。

18.按照权利要求13所述的水上操控管吸式海参捕捞装置，其特征是：水泵为离心泵，泵入口的吸水管通过阀门与海参收集箱连接；泵出口的水管为回水管，与回水横管端的弯头连接。