CN106809348A - 一体化管理的养殖工程船 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一体化管理的养殖工程船，包括船体、养鱼水舱、移动平台中转站、移动平台和设置在养鱼水舱顶部四周的环形轨道；所述的移动平台连接所述环形轨道且可沿环形轨道移动，移动平台最低点的高度高于养鱼水舱的水位线；所述的移动平台中转站设置在环形轨道的下方，移动平台中转站的顶部高度低于移动平台的底部；所述的船体设置有水密横舱壁，所述养鱼水舱被所述水密横舱壁分隔为多个舱室，该水密横舱壁上设置有供移动平台通过的自动水密门；所述环形轨道在自动水密门处断开，其断开的间距大于自动水密门的厚度。解决了船上管理人员和鱼类饲料进出小车的通道问题，提高了养殖工程船的自动化水平。
Description
技术领域
本发明属于船舶工程与水产养殖设备技术领域，具体涉及一种养殖工程船，尤其涉及一种一体化管理的养殖工程船。
背景技术
我国远离大陆的深远海水域拥有发展水产养殖优良的条件，是发展现代水产养殖业和海洋经济的新空间，也是推进国家海洋战略的重要组成部分。通过发展海洋养殖产业，实现海上“定居”与生产，对我国海域资源的保护与开发，以及海域疆土的长期守护，具有战略意义。拓展深远海养殖新空间，关键是安全可靠的设施装备，前提是养殖品种与生产系统的经济性，途径是规模化生产与工业化管理。发展深远海养殖工程装备科技，正是围绕上述目标，以工业化养殖技术、海洋工程装备技术为重点，进行关键技术创新、设施装备研发与系统模式集成，以形成支撑现代养殖产业发展的科技体系。
规模化的深远海养殖生产方式，需要现代化的装备保障，以保证高水平的生产效率和系统运行水平。其生产的各个环节需要配套机械化、自动化的装备，包括饲料投喂、养殖水舱监测、水质监控等。而国际上尚无成熟的深远海养殖装备，我国国内科研院所正将目标聚焦于深远海养殖，并以此为契机研发工业化养殖装备。船用设备与陆地上的不同之处在于作业工况不一致，也就说陆地上的设备相对固定，而船上的设备将随着船舶的横摇和纵摇而产生摇晃，如恶劣海况下10万吨级的养殖平台，其横摇角会达到25度。这无疑对船上设备提出更高的要求。再者，船上人员作业的成本比陆地上要高得多，如何减少人员数量提高自动化水平对船载养殖也有重大意义。总之，为提高系统的可靠性，减轻人员劳动强度，先进的一体化管理的养殖工程船显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是减少人员数量提高养殖工程船的自动化水平，提供了一种一体化管理的养殖工程船，通过在养鱼水舱内设置穿过水密横舱壁的移动平台，解决了船上管理人员和鱼类饲料进出小车的通道问题，解决了船上管理人员的实景监测问题，提高了养殖工程船的自动化水平。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一体化管理的养殖工程船，包括船体、养鱼水舱、移动平台中转站、移动平台和设置在养鱼水舱顶部四周的环形轨道；所述的移动平台连接所述环形轨道且可沿环形轨道移动，移动平台最低点的高度高于养鱼水舱的水位线；所述的移动平台中转站设置在环形轨道的下方，移动平台中转站的顶部高度低于移动平台的底部；所述的船体设置有水密横舱壁，所述养鱼水舱被所述水密横舱壁分隔为多个舱室，该水密横舱壁上设置有供移动平台通过的自动水密门；所述环形轨道在自动水密门处断开，其断开的间距大于自动水密门的厚度。
现有的养殖工程船在符合船舶设计规则和国际公约有关水密横舱壁要求的同时，存在养殖水舱舱型大、舱数多的问题。本发明的一体化管理的养殖工程船采用自动水密门及轨道提供了移动平台穿越横舱壁水密门的解决方案，实现对多个养殖鱼舱的连续管理，作业人员乘坐在四周设置了窗户的移动平台内，可以实现大舱的四周实景观测，实况了解大舱内舱养鱼类的生长情况；需要投饲时，移动平台在中转站实现自动补料；最后，移动平台停泊在中转站上，人员也由中转站实现人员进出。
本发明所述的船体还设置有中纵舱壁，所述的养鱼水舱被所述的水密横舱壁和中纵舱壁分隔为多个舱室，所述的中纵舱壁上设置有供移动平台通过的自动水密门，其断开的间距大于自动水密门的厚度；环形轨道在自动水密门处断开，其断开的间距大于自动水密门的厚度。
中纵舱壁不仅可以提高船体强度，也将减小液舱养殖水体的自由液面，其自由液面力矩将为不设中纵舱壁的1/4，极大地提高了船舶的稳定性。
本发明所述移动平台中转站由水密钢围蔽而成，其顶部设置有移动平台检修孔、充电设备和供人员出入的人孔，其顶部两侧分别设置有供移动平台进出的自动水密门，环形轨道在自动水密门处断开，其断开的间距大于自动水密门的厚度。移动平台停泊在中转站内，作业人员也由中转站的人孔实现人员进出，并通过检修孔实现小车的日常维护。
本发明所述移动平台四周设置有观测窗户，所述移动平台中转站的顶部四周设置有防撞软垫。作业人员乘坐在四周设置了观测窗户的移动平台内，可以实现大舱的四周实景观测，实况了解大舱内舱养鱼类的生长情况。设置防撞软垫，确保人员作业安全。
本发明所述移动平台中转站对应的轨道上方设置有饲料舱，饲料舱底部连接补料管，补料管的进料口设置有补料阀门；所述移动平台的顶部设置有带盖的补料口，底部设置有与补料口相对应的投饲口，当移动平台进入移动平台中转站时，所述补料管的出料口对应移动平台顶部的补料口。需要投饲时，移动平台在中转站内由补料口实现自动补料，并在运行过程中由移动平台通过投饲口实现自动投喂。
本发明的一体化管理养殖工程船设置有自动化控制系统，包括中央控制器、微波感应器和第一位置传感器；移动平台上安装有所述微波感应器，水密横舱壁的前、后两侧分别安装有所述第一位置传感器，第一位置传感器的输出端连接所述中央控制器的第一输入端，中央控制器的第一输出端连接自动水密门的驱动装置。
当小车靠近自动水密门时，水密门打开，移动平台通过；随后，第一位置感应器感应到移动平台已经穿过水密门，水密门关闭。
优选地，移动平台的投饲口安装有压力传感器，压力传感器的输出端连接中央控制器的第二输入端，中央控制器的第二输出端连接移动平台的驱动电机，中央控制器的第三输出端连接补料管的补料阀门。
移动平台的投饲口设置压力传感器，当压力传感器感应不到压力，即投喂饲料用完后，移动平台控制系统报警并启动自动补料程序，移动平台返回中转站，并打开移动平台的补料口及补料管道阀门，饲料舱内的饲料依靠重力作用通过补料管进入移动平台，从而实现自动补料。
进一步优选地，移动平台中转站设置有连接中央控制器第三输入端的第二位置传感器。第二位置传感器计算出离中转站最近的路径，移动平台沿着最近路径回到移动平台中转站。
本发明所述的自动水密门为液压杆推动的侧拉门，液压杆位于侧拉门的上方；所述侧拉门的门框边缘设置有密封圈，门框边缘的一侧设置有定位套，门页上设置有与定位套相匹配的定位柱。
将液压杆安装在远离水面的水密门上方，有利于延长设备的作业寿命。推动水密门的液压杆后，定位柱与定位套锁合，并通过液压推杆加压，门框与门页相互扣紧，压紧密封条，实现水密。
本发明所述的环形轨道为倒置的T型轨道，该T型轨道由两个背对的L型轨道组成；所述的移动平台包括移动舱和设置在移动舱顶部的移动机构，所述的移动机构包括滚轮和连接移动舱的连接支架，所述连接支架的两端分别设置有安装所述滚轮的滚轮轴承，滚轮在T型轨道的两侧外沿上移动；所述T型轨道的两侧壁上设置有与轨道同向的限位槽，所述滚轮上设置有与限位槽相匹配的限位柱。采用双轨道形式有利于解决船舶上的横摇/纵摇问题，并采用限位槽进一步保证移动平台的稳定性。
当海况较为恶劣，为保障作业人员安全，移动平台处于无人状态时，此时移动平台可具有自动投喂和自动巡航功能，确保作业的连续性。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的一体化管理养殖工程船通过在养鱼水舱内设置穿过水密横舱壁的移动平台，解决了船上管理人员和鱼类饲料进出小车的通道问题和实景观测问题。该养殖工程船能够满足多个大型养殖鱼舱日常的连续运行管理和投饲作业的需要，同时也符合船舶设计规则和国际公约有关水密横舱壁的要求，能适用于恶劣海况下10万吨级的养殖平台。
2、本发明在船体内设置中纵舱壁，不仅可以提高船体强度，也将减小液舱养殖水体的自由液面，其自由液面力矩将为不设中纵舱壁的1/4，极大地提高了船舶的稳定性。
3、本发明设置移动平台中转站，解决了作业人员及饲料进出移动平台的通道需要，并满足了移动平台的水密及检修要求，同时使移动平台在极端海况下能安全地停泊，确保移动平台的安全性。
4、在移动平台中转站上方设置饲料舱，需要投饲时，移动平台在中转站内由补料口通过重力实现自动补料，并在运行过程中由移动平台通过投饲口实现自动投喂。
5、通过设置自动控制系统实现水密门的自动开关，移动平台的自动补料和自动投喂；通过在移动平台中转站设置位置感应器，计算移动平台返回中转站的最近路径，能尽快实现补料，节约时间和能源。
6、自动水密门采用液压杆推动的侧拉门，将液压杆安装在远离水面的水密门上方，有利于延长设备的作业寿命。推动水密门的液压杆后，采用定位柱与定位套锁合，并通过液压推杆加压，门框与门页相互扣紧，压紧密封条，实现水密，实现对多个养殖鱼舱的连续管理的同时，保证了横舱壁的水密性。
7、本发明的环形轨道由两个背对的L型轨道组成，采用双轨道形式不仅可以提高系统的承载能力，还有利于解决船舶上的横摇/纵摇问题；T型轨道的两侧壁上设置有与轨道同向的限位槽，进一步保证了移动平台的稳定性。
附图说明
图1为本发明一体化管理的养殖工程船的结构图。
图2为移动平台中转站的俯视图。
图3为自动水密门的结构图。
图4为环形轨道的局部侧面图。
图5为环形轨道的局部俯视图。
图6为图4的A-A剖视图。
图7为本发明自动化控制系统的原理框图。
图中标记为：1-移动平台中转站；2-移动平台；3-环形轨道；4-自动水密门；5-位置感应器；6-水密横舱壁；7-舷侧纵舱壁；8-排污口；9-中纵舱壁；10-养鱼水舱；11-人孔；12-检修孔；13-中转站自动水密门；14-充电设备；15-船用直梯；16-防撞软垫；17-补料口；18-液压杆；19-吊轮；20-承重轮；21-液压杆安装底座；22-门页；23-定位柱；24-横向加强筋；25-纵向加强筋；26-密封圈；27-定位板；28-承重轨道；29-承重支架；30-定位套；31-轨道防倾肘板；32-滚轮轴承；33-限位柱；34-限位槽；35-上连接支架；36-螺栓；37-下连接支架；38-滚轮；39-水密门的断口；40-移动平台作业甲板。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。
实施例1
如图1所示，一体化管理的养殖工程船，包括船体、养鱼水舱10、移动平台中转站1、移动平台2和设置在养鱼水舱10顶部四周的环形轨道3；所述的移动平台2连接所述环形轨道3且可沿环形轨道3移动，移动平台2最低点的高度高于养鱼水舱10的水位线；所述的移动平台中转站1设置在环形轨道3的下方，移动平台中转站1的顶部高度低于移动平台2的底部；所述的船体设置有水密横舱壁6，所述养鱼水舱10被所述水密横舱壁6分隔为多个舱室，该水密横舱壁6上设置有供移动平台2通过的自动水密门4；所述环形轨道3在自动水密门4处断开，其断开的间距大于自动水密门4的厚度。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上：
如图1所示，所述的船体还设置有中纵舱壁9，所述的养鱼水舱10被所述的水密横舱壁6和中纵舱壁9分隔为多个舱室，所述的中纵舱壁9上设置有供移动平台通过的自动水密门；环形轨道在自动水密门处断开，其断开的间距大于自动水密门的厚度。
实施例3
本实施例在实施例1的基础上：
如图2所示，所述移动平台中转站1由水密钢围蔽而成，其顶部设置有移动平台检修孔12、充电设备14和供人员出入的人孔11，其顶部两侧分别设置有供移动平台进出的自动水密门13，环形轨道3在自动水密门处断开，其断开的间距大于自动水密门的厚度。
所述供人员出入的人孔11处设置有船用直梯15。
实施例4
如图1所示，一体化管理的养殖工程船，包括船体、养鱼水舱10、移动平台中转站1、移动平台2和设置在养鱼水舱10顶部四周的环形轨道3；所述的移动平台2连接所述环形轨道3且可沿环形轨道3移动，移动平台2最低点的高度高于养鱼水舱10的水位线；所述的移动平台中转站1设置在环形轨道3的下方，移动平台中转站1的顶部高度低于移动平台2的底部；所述的船体设置有水密横舱壁6，所述养鱼水舱10被所述水密横舱壁6分隔为多个舱室，该水密横舱壁6上设置有供移动平台2通过的自动水密门4；所述环形轨道3在自动水密门4处断开，其断开的间距大于自动水密门4的厚度。
如图2和图6所示，所述移动平台2四周设置有观测窗户，所述移动平台中转站1的顶部四周设置有防撞软垫16。
实施例5
本实施例在实施例4的基础上：
所述移动平台中转站对应的轨道上方设置有饲料舱，饲料舱底部连接补料管，补料管的进料口设置有补料阀门；所述移动平台的顶部设置有带盖的补料口，底部设置有与补料口相对应的投饲口，当移动平台进入移动平台中转站时，所述补料管的出料口对应移动平台顶部的补料口。
本发明环形轨道断开的间距均大于自动水密门的厚度且距舱壁前后各40～50mm，保证移动平台顺利通过间隙。
实施例6
如图7所示，本发明的一体化管理的养殖工程船还包括中央控制器、微波感应器和第一位置传感器；移动平台上安装有所述微波感应器，水密横舱壁的前、后两侧分别安装有所述第一位置传感器，第一位置传感器的输出端连接所述中央控制器的第一输入端，中央控制器的第一输出端连接自动水密门的驱动装置。
实施例7
如图7所示，本发明的一体化管理的养殖工程船设置有自动化控制系统，包括中央控制器、微波感应器和第一位置传感器；移动平台上安装有所述微波感应器，水密横舱壁的前、后两侧分别安装有所述第一位置传感器，第一位置传感器的输出端连接所述中央控制器的第一输入端，中央控制器的第一输出端连接自动水密门的驱动装置。
移动平台的投饲口安装有压力传感器，压力传感器的输出端连接中央控制器的第二输入端，中央控制器的第二输出端连接移动平台的驱动电机，中央控制器的第三输出端连接补料管的补料阀门。
实施例8
如图7所示，本发明的一体化管理的养殖工程船设置有自动化控制系统，包括中央控制器、微波感应器和第一位置传感器；移动平台上安装有所述微波感应器，水密横舱壁的前、后两侧分别安装有所述第一位置传感器，第一位置传感器的输出端连接所述中央控制器的第一输入端，中央控制器的第一输出端连接自动水密门的驱动装置。
移动平台的投饲口安装有压力传感器，压力传感器的输出端连接中央控制器的第二输入端，中央控制器的第二输出端连接移动平台的驱动电机，中央控制器的第三输出端连接补料管的补料阀门。
移动平台中转站设置有连接中央控制器第三输入端的第二位置传感器。
当海况较为恶劣，为保障作业人员安全，移动平台处于无人状态时，此时移动平台可设置为自动投喂和自动巡航模式，确保作业的连续性。
自动投喂模式：根据养殖需要，在大舱内设置可独立开启/关闭的投喂感应器；当移动平台感应到投喂感应器时，开启定点投喂模式；当没有检测到投喂感应器，即投喂感应器关闭时，开启连续投喂模式。
实施例9
本实施例在实施例5的基础上：
如图3所示，所述的自动水密门4为液压杆推动的侧拉门，液压杆18位于侧拉门的上方；所述侧拉门的门框边缘设置有密封圈26，门框边缘的一侧设置有定位套30，门页22上设置有与定位套30相匹配的定位柱23。
实施例10
本实施例在实施例9的基础上：
如图4、图5和图6所示，所述的环形轨道3为倒置的T型轨道，该T型轨道由两个背对的L型轨道组成；所述的移动平台2包括移动舱和设置在移动舱顶部的移动机构，所述的移动机构包括滚轮38和连接移动舱的连接支架，所述连接支架的两端分别设置有安装所述滚轮38的滚轮轴承32，滚轮38在T型轨道的两侧外沿上移动；所述T型轨道的两侧壁上设置有与轨道同向的限位槽34，所述滚轮38上设置有与限位槽34相匹配的限位柱33。
实施例11
本实施例在实施例9的基础上：
如图3所示，所述侧拉门的上方和下方分别设置有侧拉轨道，所述下方的侧拉轨道为承重轨道28；所述侧拉门通过安装在顶部的吊轮19和安装在底部的承重轮20沿侧拉轨道移动。
实施例12
本实施例在实施例9的基础上：
如图3所示，所述侧拉门的上方和下方分别设置有侧拉轨道，所述下方的侧拉轨道为承重轨道28；所述侧拉门通过安装在顶部的吊轮19和安装在底部的承重轮20沿侧拉轨道移动。
所述侧拉门的门页22上设置有横向加强筋24和纵向加强筋25增加水密门面板的结构强度，门页22拉开的一端设置有定位板27用于辅助定位。
实施例13
本实施例在实施例10的基础上：
所述连接支架的两端分别设置有4个直径为0.20m的滚轮38，所述环形轨道3的断开间距小于相邻2个滚轮38的中心距。确保移动平台平稳通过自动水密门；0.20m的直径是轨道断开处最大间隙的2倍左右，通过间隙时，其中3个轮子一直处于受力状态，并通过轮子间的重心移动，确保移动平台平稳通过间隙。
实施例14
本实施例在实施例10的基础上：
如图4和图5所示，所述连接支架的两端分别设置有4个直径为0.20m的滚轮38，所述环形轨道3的断开间距小于相邻2个滚轮38的中心距。确保移动平台平稳通过自动水密门；0.20m的直径是轨道断开处最大间隙的2倍左右，通过间隙时，其中3个轮子一直处于受力状态，并通过轮子间的重心移动，确保移动平台平稳通过间隙。
如图6所示，所述的T型轨道设置有轨道防倾肘板31。进一步加强了移动平台的稳定性。
实施例15
本实施例在实施例10的基础上：
如图4和图5所示，所述连接支架的两端分别设置有4个直径为0.20m的滚轮38，所述环形轨道3的断开间距小于相邻2个滚轮38的中心距。确保移动平台平稳通过自动水密门；0.20m的直径是轨道断开处最大间隙的2倍左右，通过间隙时，其中3个轮子一直处于受力状态，并通过轮子间的重心移动，确保移动平台平稳通过间隙。
如图6所示，所述的T型轨道设置有轨道防倾肘板31。进一步加强了移动平台的稳定性。
如图6所示，所述的连接支架包括上连接支架35和位于上连接支架下方的下连接支架37，所述的下连接支架37安装在移动舱的顶部，上连接支架35和下连接支架37通过螺栓36连接。方便移动平台检修及吊装。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一体化管理的养殖工程船，其特征在于，包括船体、养鱼水舱、移动平台中转站、移动平台和设置在养鱼水舱顶部四周的环形轨道；所述的移动平台连接所述环形轨道且可沿环形轨道移动，移动平台最低点的高度高于养鱼水舱的水位线；所述的移动平台中转站设置在环形轨道的下方，移动平台中转站的顶部高度低于移动平台的底部；所述的船体设置有水密横舱壁，所述养鱼水舱被所述水密横舱壁分隔为多个舱室，该水密横舱壁上设置有供移动平台通过的自动水密门；所述环形轨道在自动水密门处断开，其断开的间距大于自动水密门的厚度。
2.根据权利要求1所述的一体化管理的养殖工程船，其特征在于，所述的船体还设置有中纵舱壁，所述的养鱼水舱被所述的水密横舱壁和中纵舱壁分隔为多个舱室，所述的中纵舱壁上设置有供移动平台通过的自动水密门；环形轨道在自动水密门处断开，其断开的间距大于自动水密门的厚度。
3.根据权利要求1所述的一体化管理的养殖工程船，其特征在于，所述移动平台中转站由水密钢围蔽而成，其顶部设置有移动平台检修孔、充电设备和供人员出入的人孔，其顶部两侧分别设置有供移动平台进出的自动水密门，环形轨道在自动水密门处断开，其断开的间距大于自动水密门的厚度。
4.根据权利要求1所述的一体化管理的养殖工程船，其特征在于，所述移动平台四周设置有观测窗户，所述移动平台中转站的顶部四周设置有防撞软垫。
5.根据权利要求1所述的一体化管理的养殖工程船，其特征在于，所述移动平台中转站对应的轨道上方设置有饲料舱，饲料舱底部连接补料管，补料管的进料口设置有补料阀门；所述移动平台的顶部设置有带盖的补料口，底部设置有与补料口相对应的投饲口，当移动平台进入移动平台中转站时，所述补料管的出料口对应移动平台顶部的补料口。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一体化管理的养殖工程船，其特征在于，养殖工程船设置有自动化控制系统，包括中央控制器、微波感应器和第一位置传感器；移动平台上安装有所述微波感应器，水密横舱壁的前、后两侧分别安装有所述第一位置传感器，第一位置传感器的输出端连接所述中央控制器的第一输入端，中央控制器的第一输出端连接自动水密门的驱动装置。
7.根据权利要求6所述的一体化管理的养殖工程船，其特征在于，移动平台的投饲口安装有压力传感器，压力传感器的输出端连接中央控制器的第二输入端，中央控制器的第二输出端连接移动平台的驱动电机，中央控制器的第三输出端连接补料管的补料阀门。
8.根据权利要求7所述的一体化管理的养殖工程船，其特征在于，移动平台中转站设置有连接中央控制器第三输入端的第二位置传感器。
9.根据权利要求1-3任意一项所述的一体化管理的养殖工程船，其特征在于，所述的自动水密门为液压杆推动的侧拉门，液压杆位于侧拉门的上方；所述侧拉门的门框边缘设置有密封圈，门框边缘的一侧设置有定位套，门页上设置有与定位套相匹配的定位柱。
10.根据权利要求1所述的一体化管理的养殖工程船，其特征在于，所述的环形轨道为倒置的T型轨道，该T型轨道由两个背对的L型轨道组成；所述的移动平台包括移动舱和设置在移动舱顶部的移动机构，所述的移动机构包括滚轮和连接移动舱的连接支架，所述连接支架的两端分别设置有安装所述滚轮的滚轮轴承，滚轮在T型轨道的两侧外沿上移动；所述T型轨道的两侧壁上设置有与轨道同向的限位槽，所述滚轮上设置有与限位槽相匹配的限位柱。
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