CN110036959B - 一种多功能子母式海洋生态养殖网箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及养殖设备技术领域，公开了一种多功能子母式海洋生态养殖网箱，包括能够折叠的母网箱和子网箱、以及一个或多个浮力机构，所述母网箱上设置有多个子网箱，所述浮力机构与母网箱相连，用于为整个网箱提供浮力，所述母网箱包括杆状折叠机构，通过杆状折叠机构实现母网箱的展开和收拢，所述子网箱包括环状折叠机构，通过环状折叠机构实现子网箱的容积调整。本发明采用杆状折叠机构的母网箱及环状折叠机构的子网箱以及可收放绳丝绳组合成为网箱框架，子网箱的折展实现各个子网箱的养殖容积变化，母网箱的折展带动整体网箱的折展。

Description

一种多功能子母式海洋生态养殖网箱

技术领域

本发明涉及养殖设备的技术领域，具体来说，是一种多功能子母式海洋生态养殖网箱。

背景技术

为了充分利用已有的海洋资源，发展水产养殖养殖，养殖网箱是一种必不可少的养殖装备。

国际上的常见网箱按结构不同大体可分为圆柱锚张力式网箱、自支撑蝶形网箱、张力腿网箱及重力式全浮网箱等几类；我国也取得了一些成果，设计生产了一批拥有自主知识产权的养殖网箱，包括国产化蝶形网箱、卧龙式抗流网箱、子母式网箱等。

但是，现有的技术存在以下问题：

传统网箱多为一体式设计，该种设计使得养殖网箱加工装配完成后箱体固定，当需要对网箱进行运输、清理等作业时，很难离开水面进行作业，增加作业难度。常见的网箱养殖区域划分单一，无法满足水产品多样化养殖需求，不便于集中化管理，养殖效率低下，限制了网箱养殖的推广。传统网箱只能在特定深度水域养殖，抗风浪性较差，无法根据养殖需要调节网箱水深，在遇到强风浪等海洋灾害时网箱无法潜入水下躲避，对养殖造成损失。

发明内容

本发明提供一种多功能子母式海洋生态养殖网箱，解决了现有养殖网箱不利于运输、清理等作业、无法满足水产品多样化养殖需求，不便于集中化管理，养殖效率低下等缺陷。

本发明可以通过以下技术方案实现：

一种多功能子母式海洋生态养殖网箱，包括能够折叠的母网箱和子网箱、以及一个或多个浮力机构，所述母网箱上设置有多个子网箱，所述浮力机构与母网箱相连，用于为整个网箱提供浮力，所述母网箱包括杆状折叠机构，通过杆状折叠机构实现母网箱的展开和收拢，所述子网箱包括环状折叠机构，通过环状折叠机构实现子网箱的容积调整。

进一步，所述杆状折叠机构包括通过钢丝绳连接在一起的上层框架和下层框架，所述上层框架和下层框架均采用六个连杆的首尾铰链连接而成的方形结构，通过相连的两个连杆同时向方形中心折叠将六个连杆收拢成一束，实现母网箱的收拢。

进一步，六个所述连杆包括两个长杆和四个短杆，四个所述短杆两两相连，连接后的首端与一个长杆相连，连接后的尾端与另一个长杆相连，通过将两对所述两两相连的短杆的连接处同时向方形中心折叠将六个连杆收拢成一束。

进一步，所述长杆、短杆的截面均设置为三个角为直角的五边形，所述上层框架和下层框架中对应的长杆的中心位置上设置有第一连接孔，其首尾端设置有母网衣连接孔，所述第一连接孔用于固定背向方形中心设置的子网箱，所述上层框架的长杆上设置有浮力机构连接环，所述上层框架和下层框架中对应的短杆上也设置有第二连接孔，所述第二连接孔用于固定朝向方形中心设置的子网箱，两个所述短杆的长度与一个长杆的长度相同。

进一步，所述环状折叠机构包括通过网衣连接在一起的上层环体和下层环体，所述上层环体和下层环体均包括相互转动连接的外环和内环，展开后，所述外环的外轮廓和内轮廓均呈正六边形结构，所述内环的外轮廓呈六角星结构，内轮廓呈六个半圆组成的花瓣状结构，所述内环的外轮廓的每个角均与外环的内轮廓中的每个边转动连接。

进一步，所述外环包括六个等腰三角板，每每相邻的两个等腰三角板的其中一个底角转动连接，且错面安装，所述内环包括六个等边三角板，每个等边三角板的其中一个边的中心均开设有半圆形开口，每每相邻的两个等边三角板的设有半圆形开口的边对应的其中一个角转动连接，且错面安装，每个等边三角板剩余的一个角与对应的等腰三角板的底边中心转动连接。

进一步，所述外环上设置有位于同一圆周上的三个网衣连接孔，三个所述网衣连接孔间隔设置在三个等腰三角板上。

进一步，所述浮力机构包括柔性蒙皮和与之相连的支撑机构，所述支撑机构采用两个伞式结构对称倒扣连接而成，通过同时调整两个伞式结构的展开角度来改变柔性蒙皮所围成空间的体积，从而控制产生的浮力大小。

进一步，所述支撑机构包括中心立柱，所述中心立柱的一端设置有第一弧状圆盘，另一端依次穿过第一滑座、第二滑座和第二弧状圆盘，所述第一滑座、第二滑座和第二弧状圆盘均能够沿中心立柱的轴向滑动，所述第一弧状圆盘、第二弧状圆盘上都均匀设置有相同数量的N个支撑杆，所述第一弧状圆盘的N个支撑杆的端部与第二弧状圆盘上对应位置的支撑杆的端部通过连接件转动连接，

所述第一滑座、第二滑座上也都均匀设置有相同数量的N个驱动杆，所述第一滑座的N个驱动杆的端部与第一弧状圆盘上对应位置的支撑杆的杆部相连，所述第二滑座的N个驱动杆的端部与第二弧状圆盘上对应位置的支撑杆的杆部相连。

进一步，还包括一个或多个锚定机构，所述锚定机构用于通过自身重力将整个网箱固定在养殖海域内，包括重力锚体，所述重力锚体通过多个锁链与法向承力构件的一端连接，所述法向承力构件的另一端通过锁链与母网箱的底部相连。

本发明有益的技术效果在于：

1)本发明将折展理念引入到网箱设计中，采用杆状折叠机构的母网箱及环状折叠机构的子网箱以及可收放绳丝绳组合成为网箱框架，子网箱的折展实现各个子网箱的养殖容积变化，母网箱的折展带动整体网箱的折展。网箱完全收拢时具有较小的包络体积，便于网箱的运输、清洗；网箱完全展开时形成稳定的养殖空间，为养殖鱼类提供稳定饲养环境。

2)采用子母式网箱设计，通过在母网箱内安装多个子网箱，将养殖网箱内部空间划分，实现生态养殖区域组合，利于提高鱼类的养殖产量及养殖品种，实现集中化管理，降低人工饲养成本，提高经济效益。

3)采用可调节的浮力机构，通过内部支撑机构的展收实现浮力调节，通过浮力调节实现可改变网箱所处海洋深度，在遇到强风浪等海洋灾害时网箱可潜入水下避难，有效提高网箱稳定性。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图；

图2是本发明的杆状折叠机构和环状折叠机构均处于展开状态的示意图；

图3是本发明的杆状折叠机构处于展开状态，环状折叠机构处于折叠状态的示意图；

图4是本发明的杆状折叠机构和环状折叠机构均处于折叠状态的示意图，；

图5是本发明的上层框体和上层环体处于展开状态的示意图；

图6是本发明的上层框体处于展开状态，上层环体处于折叠状态的示意图；

图7是本发明的上层框体处于展开状态且拆除上层环体的示意图；

图8是本发明的上层环体处于展开状态的示意图；

图9是本发明的上层环体处于折叠状态的示意图；

图10是本发明的浮体机构的结构示意图；

图11是本发明的浮体机构展收的变化状态示意图；

图12是本发明的锚体机构的结构示意图；

其中，1-母网箱，11-上层框体，111-长杆，112-短杆，113-第一连接孔，114-母网衣连接孔，115-浮力机构连接环，116-第二连接孔，12-下层框体，13-钢丝绳，2-子网箱，21-上层环体，211-外环，2111-等腰三角板，2112-子网衣连接孔，212-内环，2121-等边三角板，2122-半圆形开口，22-下层环体，3-浮力机构，31-柔性蒙皮，32-中心立柱，33-第一弧状圆盘，34-第一滑座，35-第二滑座，36-第二弧状圆盘，37-支撑杆，38-连接件，39-驱动杆，4-锚定机构，41-重力锚体，42-锁链，43-法向承力构件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见附图1，本发明提供了一种多功能子母式海洋生态养殖网箱，包括能够折叠的母网箱1和子网箱2、以及一个或多个浮力机构3、一个或多个锚定机构4，母网箱1上设置有多个子网箱2，浮力机构3与母网箱1的顶部相连，用于为整个网箱提供浮力，锚定机构4与母网箱1的底部相连，用于通过自身重力将整个网箱固定在养殖海域内。

参见附图2至6，该母网箱1包括杆状折叠机构，其表面设置有母网衣，通过杆状折叠机构实现母网箱1的展开和收拢。该杆状折叠机构包括上层框架11和下层框架12，该上层框架11和下层框架12通过钢丝绳13连接在一起的，其外围包裹母网衣，且均采用六个连杆的首尾铰链连接而成的方形结构，参见附图2和3，通过相连的两个连杆同时向方形中心折叠将六个连杆收拢成一束，实现母网箱1的收拢，参见附图4。

这六个连杆包括两个长杆111和四个短杆112，其截面均设置为三个角为直角的五边形，四个短杆112两两相连，连接后的首端与一个长杆111相连，连接后的尾端与另一个长杆111相连，由于各个连杆的两端均采用铰链连接，通过将两对两两相连的短杆112的连接处同时朝向方形中心折叠，带动与长杆111相连的连接处转动，将六个连杆收拢成一束，而通过将两对两两相连的短杆112的连接处同时背向方形中心展开使六个连杆形成方形。

上层框架11和下层框架12的六个连杆同时展开后，均呈方形结构，可以利用锁定机构进行锁定，通过钢丝绳13将上层框架11和下层框架对应的角部连接形成稳定箱式结构，可进行养殖作业。上层框架11和下层框架12的六个连杆同时折叠后，对应的六个连杆均收拢成一束，便于从养殖海域中将整个网箱拿出进行运输、清洁等工作。该钢丝绳13可与绞盘相连，钢丝绳13在重力作用下，受张力作用刚性化，与上层框架11和下层框架12的平面方形形成刚性多面体，展开时可由绞盘驱动实现钢丝绳13的纵向拉长，折叠时可以利用绞盘驱动实现钢丝绳13的纵向缩短。这样的机构结构简单、刚性好、可靠性高，具有较大的折展比，能够抵御海洋风浪，适应复杂的海洋环境。

参见附图7，该上层框架11和下层框架12中对应的长杆111的中心位置上设置有第一连接孔113，其首尾端设置有母网衣连接孔114，该第一连接孔113用于固定背向方形中心设置的子网箱2，该上层框架11的长杆111上设置有浮力机构连接环115，该上层框架11和下层框架12中对应的短杆112上也设置有第二连接孔116，该第二连接孔116用于固定朝向方形中心设置的子网箱2，这样避免子网箱2干涉母网箱1的展收，另外，可以两个短杆112的长度与一个长杆111的长度设置相同。

参见附图2至6以及8和9，该子网箱2包括环状折叠机构，其表面设置有子网衣，通过环状折叠机构实现子网箱2的容积调整。该环状折叠机构包括通过网衣连接在一起的上层环体21和下层环体22，该上层环体21和下层环体22均包括相互转动连接的外环211和内环212，参见附图7，展开后，外环211的外轮廓和内轮廓均呈正六边形结构，内环212的外轮廓呈六角星结构，内轮廓呈六个半圆组成的花瓣状结构，该内环212的外轮廓的每个角均与外环211的内轮廓中的每个边转动连接。

具体地，该外环211包括六个等腰三角板2111，每每相邻的两个等腰三角板2111的其中一个底角转动连接，为了避免干涉，每每相邻的两个等腰三角板2111错面设置，该内环212包括六个等边三角板2121，每个等边三角板2121的其中一个边的中心均开设有半圆形开口2122，每每相邻的两个等边三角板2121的设有半圆形开口2122的边对应的其中一个角转动连接，每个等边三角板2121剩余的一个角与对应的等腰三角板2111的底边中心转动连接。参见附图7和8，该环状折叠机构为单自由度机构，通过将外环的等腰三角板2111安装固定在母网箱1的各个连杆上，这样通过单点驱动即可实现子网箱2展收。

为了安装子网衣，参见附图8，在外环211上设置有位于同一圆周上的三个子网衣连接孔2112，这三个子网衣连接孔2112间隔设置在三个等腰三角板2111上。

该浮力机构3包括柔性蒙皮31和与之相连的支撑机构，该支撑机构采用两个伞式结构对称倒扣连接而成，通过同时调整两个伞式结构的展开角度来改变柔性蒙皮31所围成空间的体积，从而控制产生的浮力大小。

具体地，参见附图10，该支撑机构包括中心立柱32，在中心立柱32的一端设置有第一弧状圆盘33，另一端依次穿过第一滑座34、第二滑座35和第二弧状圆盘36，该第一滑座34、第二滑座35和第二弧状圆盘36均能够沿中心立柱31的轴向滑动，在第一弧状圆盘33、第二弧状圆盘36上都均匀设置有相同数量的N个支撑杆37，这些支撑杆37的一端与第一弧状圆盘33、第二弧状圆盘36均转动连接，第一弧状圆盘33的N个支撑杆37的另一端与第二弧状圆盘36上对应位置的支撑杆37的另一端通过连接件38转动连接。在第一滑座34、第二滑座35上也都均匀设置有相同数量的N个驱动杆36，这些驱动杆36的一端与第一滑座34、第二滑座35均转动连接，第一滑座34的N个驱动杆39的另一端与第一弧状圆盘33上对应位置的支撑杆37的杆部相连，第二滑座35的N个驱动杆39的另一端与第二弧状圆盘36上对应位置的支撑杆37的杆部相连，这样，由传感器检测养殖网箱的四周环境，参见附图11，通过改变驱动杆39与支撑杆37的杆部的连接位置可以改变由支撑机构撑起的柔性蒙皮31围成包络的最大体积，通过连接件38可以控制第一弧状圆盘33与第二弧状圆盘36上的相对的两个支撑杆37之间的转动角度就可以控制第一滑座34、第二滑座35背向运动的距离，改变由支撑机构撑起的柔性蒙皮31围成包络的体积，实现对网箱所受浮力大小的调节，使整个网箱可上下浮动，从而达到使养殖网箱可在海平面上躲避风浪、船只，为养殖网箱在安全性上提供保障。当然，也可以通过其他方法实现，如控制第一滑座34、第二滑座35沿中心立柱32背向运动的距离，控制第一弧状圆盘33与第二弧状圆盘36上的相对的两个支撑杆37之间的转动角度，从而改变由支撑机构撑起的柔性蒙皮31围成包络的体积。

参见附图12，该锚定机构4包括重力锚体41，该重力锚体41通过多个锁链42与法向承力构件43的一端连接，该法向承力构件43的另一端通过锁链42与母网箱1的底部相连。与传统的拖曳嵌入锚和纯重力锚相比较，在正常工作状态下，重力锚体41所受到的荷载即上拔力的方向与法向承力构件43的外法线方向平行，因此非常适用于绷紧索系泊系统。

母网衣和子网衣均采用柔性材料制成的机织网片，市场上销售的网片种类很多，质量也不一样，常见的有锦纶和聚乙烯网衣，聚乙烯网衣挺直平整，重量小，强度大，寿命长，本发明采用聚乙烯材质网衣。其中，母网衣由五张矩形网衣组成，通过母网衣连接孔安装在母网箱1的上层框架11、下层框架12、钢丝绳13上，采用绳结以及搭扣的方式系在框架上。子网衣安装在上层环体21和下层环体22上，安装形式与母网衣相同。利用杆状折叠机构和环状折叠机构将网衣支撑起一定的形状，为网衣提供支撑，也可以使网衣能够随机构同步展收，从而使整个网箱能够抵抗相对应程度的海上风浪。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (4)

1.一种多功能子母式海洋生态养殖网箱，其特征在于：包括能够折叠的母网箱和子网箱、以及一个或多个浮力机构，所述母网箱上设置有多个子网箱，所述浮力机构与母网箱相连，用于为整个网箱提供浮力，所述母网箱包括杆状折叠机构，通过杆状折叠机构实现母网箱的展开和收拢，所述子网箱包括环状折叠机构，通过环状折叠机构实现子网箱的容积调整；

所述杆状折叠机构包括通过钢丝绳连接在一起的上层框架和下层框架，所述上层框架和下层框架均采用六个连杆的首尾铰链连接而成的方形结构，通过相连的两个连杆同时向方形中心折叠将六个连杆收拢成一束，实现母网箱的收拢；

六个所述连杆包括两个长杆和四个短杆，四个所述短杆两两相连，连接后的首端与一个长杆相连，连接后的尾端与另一个长杆相连，通过将两对所述两两相连的短杆的连接处同时向方形中心折叠将六个连杆收拢成一束；

收拢成一束的母网箱的短杆和长杆不在同一平面上，所有的子网箱对称分布在一束的两侧；

所述长杆、短杆的截面均设置为三个角为直角的五边形，所述上层框架和下层框架中对应的长杆的中心位置上设置有第一连接孔，其首尾端设置有母网衣连接孔，所述第一连接孔用于固定背向方形中心设置的子网箱，所述上层框架的长杆上设置有浮力机构连接环，所述上层框架和下层框架中对应的短杆上也设置有第二连接孔，所述第二连接孔用于固定朝向方形中心设置的子网箱，两个所述短杆的长度与一个长杆的长度相同；

所述环状折叠机构包括通过网衣连接在一起的上层环体和下层环体，所述上层环体和下层环体均包括相互转动连接的外环和内环，展开后，所述外环的外轮廓和内轮廓均呈正六边形结构，所述内环的外轮廓呈六角星结构，内轮廓呈六个半圆组成的花瓣状结构，所述内环的外轮廓的每个角均与外环的内轮廓中的每个边转动连接；

所述外环包括六个等腰三角板，每每相邻的两个等腰三角板的其中一个底角转动连接，且错面安装，所述内环包括六个等边三角板，每个等边三角板的其中一个边的中心均开设有半圆形开口，每每相邻的两个等边三角板的设有半圆形开口的边对应的其中一个角转动连接，且错面安装，每个等边三角板剩余的一个角与对应的等腰三角板的底边中心转动连接；

所述浮力机构包括柔性蒙皮和与之相连的支撑机构，所述支撑机构采用两个伞式结构对称倒扣连接而成，通过同时调整两个伞式结构的展开角度来改变柔性蒙皮所围成空间的体积，从而控制产生的浮力大小。

2.根据权利要求1所述的多功能子母式海洋生态养殖网箱，其特征在于：所述外环上设置有位于同一圆周上的三个子网衣连接孔，三个所述子网衣连接孔间隔设置在三个等腰三角板上。

3.根据权利要求1所述的多功能子母式海洋生态养殖网箱，其特征在于：所述支撑机构包括中心立柱，所述中心立柱的一端设置有第一弧状圆盘，另一端依次穿过第一滑座、第二滑座和第二弧状圆盘，所述第一滑座、第二滑座和第二弧状圆盘均能够沿中心立柱的轴向滑动，所述第一弧状圆盘、第二弧状圆盘上都均匀设置有相同数量的N个支撑杆，所述第一弧状圆盘的N个支撑杆的端部与第二弧状圆盘上对应位置的支撑杆的端部通过连接件转动连接，

所述第一滑座、第二滑座上也都均匀设置有相同数量的N个驱动杆，所述第一滑座的N个驱动杆的端部与第一弧状圆盘上对应位置的支撑杆的杆部相连，所述第二滑座的N个驱动杆的端部与第二弧状圆盘上对应位置的支撑杆的杆部相连。

4.根据权利要求1所述的多功能子母式海洋生态养殖网箱，其特征在于：还包括一个或多个锚定机构，所述锚定机构用于通过自身重力将整个网箱固定在养殖海域内，包括重力锚体，所述重力锚体通过多个锁链与法向承力构件的一端连接，所述法向承力构件的另一端通过锁链与母网箱的底部相连。

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