CN115191389B - 一种应用于网箱桁架的网衣连接机构及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于网箱桁架的网衣连接机构及其安装方法，网衣连接机构底面贴合网箱桁架表面；于网衣连接机构表面轴向设置装配槽，环绕装配槽均匀开设捆扎孔，垂直于网衣连接机构轴向贯穿开设若干捆绑槽，于捆绑槽中穿入连接棘轮锁紧机构的捆绑带，捆绑带配合棘轮锁紧机构，对网衣连接机构及其所贴合的网箱桁架紧固捆绑；于棘轮锁紧机构的齿轮轴上设置应变传感器，对每一棘轮锁紧机构的应变数据进行测定。可见，采用具备极强抗腐蚀与消能效果的HDPE材质制造网衣连接机构，对网衣片与网箱桁架中继连接，避免钢塑结合的磨损腐蚀，减少外力对网衣撕扯撞击产生的作用力，大幅提高网衣的使用寿命，且其连接方式便于模块化维护替换。

Description

一种应用于网箱桁架的网衣连接机构及其安装方法

技术领域

本发明涉及渔业养殖网箱技术领域，尤其涉及一种应用于网箱桁架的网衣连接机构及其安装方法。

背景技术

随着各类生活于深海远洋高档海产品的消费量逐年增高，传统渔业捕捞的供应量已无法满足市场需求，因而推高了各类海产品的市场价格。另一方面，为了保护渔业资源，各国均对海产品的捕捞时间与捕捞量进行限制，这进一步推高了高档海产品的价格。为此，诸多科研机构、高校与企业均投入到了深海养殖领域，研发了采用箱体结构的海威一号、澎湖号、德海一号，还研发了采用桁架结构的经海系列、耕海一号、深蓝一号等大型养殖网箱。

以上网箱均采用了钢材作为主结构，并采用高分子柔性材料或PE材料制成网衣，由于塑钢结合存在不稳定，使得网衣与主结构不可避免地存在材质兼容问题，在环境恶劣的海洋环境下，网衣与主结构的连接部很可能因机械磨损、海水浸泡锈蚀、浪涌撕扯、海洋生物攻击等原因而发生损毁，且一旦损毁，往往需要整体维修替换，费时费力。其中，深蓝一号还在主结构的基础上焊接有用以捆绑网衣的伸出结构，其上的众多焊点加剧了锈蚀状况，使得网衣大面积破损的情况频发。对此，经海系列则采用了独立于主结构的网衣单元，网衣单元不与主结构直接接触，但相应地，其需要配备大量的电机与滑轮组用以吊放网衣单元，并留存吊放作业空间，从而损失了大量的养殖水体，养殖利用率不高。

可见，为了增加养殖效率，提高使用寿命，降低制造维护成本，解决网衣与主结构的连接问题是重中之重。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，本发明提供了一种应用于网箱桁架的网衣连接机构及其安装方法，相较于传统养殖网箱直接在钢结构上绑缚网衣的方式，本方案采用了具备极强抗腐蚀与消能效果的HDPE(高密度聚乙烯)材质制造网衣连接机构，对网衣片与网箱桁架中继连接，避免钢塑结合的磨损腐蚀，减少外力对网衣撕扯撞击产生的作用力，大幅提高网衣的使用寿命，且其连接方式便于模块化维护替换。

本发明的第一方面公开了一种应用于网箱桁架的网衣连接机构，其特征在于，包括：

网衣连接机构1的底面贴合于圆柱状的网箱桁架T的表面；

于所述网衣连接机构1表面轴向中部设置内陷的装配槽11，用以供置入网衣片3边沿；

环绕所述装配槽11均匀开设若干捆扎孔12，用以捆扎固定网衣片3；

垂直于所述网衣连接机构1的轴向贯穿开设若干捆绑槽13，于所述捆绑槽13中穿入捆绑带D，所述捆绑带D的一端与所述棘轮锁紧机构2固定连接，另一端与所述棘轮锁紧机构2单向活动连接；

所述捆绑带D配合所述棘轮锁紧机构2，对所述网衣连接机构1及其所贴合的网箱桁架T紧固捆绑；

于所述棘轮锁紧机构2的齿轮轴21上设置应变传感器23，对每一棘轮锁紧机构2的应变数据进行测定。

优选的，于所述网衣片3的边沿设置纲缆31，并采用捆扎绳S对所述纲缆31与所述网衣片3的边沿捆扎封边。

优选的，采用捆扎绳S依次环绕穿入每一捆扎孔12，对捆扎于所述网衣片3边沿且置入所述装配槽11中的纲缆31与所述网衣连接机构1紧固缠绕。

优选的，捆扎绳S的直径小于其所捆扎纲缆31的直径。

优选的，所述捆绑带D环绕网衣连接机构1所贴合的网箱桁架T一周，并由所述棘轮锁紧机构2单向收束，将网衣连接机构1与网箱桁架T紧固捆绑。

优选的，对于互相贴合的网箱桁架T与网衣连接机构1，网衣连接机构1底面的弧度不大于网箱桁架T表面的弧度。

优选的，所述网衣连接机构1为HDPE材质一体成型制成；

所述捆绑带D采用多股尼龙绳编制而成，所述棘轮锁紧机构2采用不锈钢材质。

优选的，所述齿轮轴21两端具备棘齿，其配合棘爪22限制所述捆绑带D单向移动；

所述网衣片3与所述网衣连接机构1对网箱桁架T所施加的作用力，使所述齿轮轴21产生应力；

所述应变传感器23为光纤应变传感器23，其用以测定齿轮轴21在单位时间内的应变数据。

优选的，应变传感器23通过CAN总线向检测系统传输应变数据，以供所述检测系统检测网箱桁架T上任一网衣片3的工作状态。

本发明的第二方面公开了一种安装方法，其特征在于，包括：

基于网箱桁架T的规格裁切相应长度与宽度的网衣，并封边得到网衣片3；

基于网箱桁架T的规格截取相应长度与弧度的网衣连接机构1；

对所述网衣片3与所述网衣连接机构1捆扎固定；

采用棘轮锁紧机构2配合捆绑带D，对捆扎有网衣片3的网衣连接机构1贴合捆绑于网箱桁架T之上。

可见，采用具备极强抗腐蚀与消能效果的HDPE材质制造网衣连接机构，对网衣片与网箱桁架中继连接，避免钢塑结合的磨损腐蚀，减少外力对网衣撕扯撞击产生的作用力，大幅提高网衣的使用寿命，且其连接方式便于模块化维护替换。

附图说明

图1是本发明的一种应用于网箱桁架的网衣连接机构的结构示意图；

图2是本发明的一种应用于网箱桁架的网衣连接机构连接网衣片与网箱桁架状态的局部结构示意图；

图3是本发明的一种应用于网箱桁架的网衣连接机构中棘轮锁紧机构的结构示意图；

图4是本发明的一种安装方法的流程示意图。

主要结构符号说明如下表：

网衣连接机构	1	装配槽	11
						捆扎孔	12
		捆绑槽	13
				棘轮锁紧机构	2	齿轮轴	21
		棘爪	22
						应变传感器	23
网衣片	3	纲缆	31
				网箱桁架	T
捆扎绳	S	捆绑带	D

具体实施方式

为加深本发明的理解，下面将结合实施案例和附图对本发明作进一步详述。本发明可通过如下方式实施：

实施例一

请参照图1～图3，一种应用于网箱桁架的网衣连接机构，包括：

网衣连接机构1的底面贴合于圆柱状的网箱桁架T的表面；

于网衣连接机构1表面轴向中部设置内陷的装配槽11，用以供置入网衣片3边沿；

环绕装配槽11均匀开设若干捆扎孔12，用以捆扎固定网衣片3；

垂直于网衣连接机构1的轴向贯穿开设若干捆绑槽13，于捆绑槽13中穿入捆绑带D，捆绑带D的一端与棘轮锁紧机构2固定连接，另一端与棘轮锁紧机构2单向活动连接；

捆绑带D配合棘轮锁紧机构2，对网衣连接机构1及其所贴合的网箱桁架T紧固捆绑；

于棘轮锁紧机构2的齿轮轴21上设置应变传感器23，对每一棘轮锁紧机构2的应变数据进行测定。

本实施例中，网衣连接机构1用以中继连接网衣片3与网箱桁架T，其底面具有适配于网箱桁架T表面轮廓的弧度，从而可稳固地贴合安装于网箱桁架T上，其表面则开设有装配槽11，可供容置网衣片3的边沿，确保网衣片3与网衣连接机构1的连接处不发生位移，并环绕装配槽11开设了捆扎孔12用以供捆扎网衣。此外，还贯穿开设了用以供捆绑连接网箱桁架T的捆绑槽13。

本实施例中，网衣连接机构1为HDPE材质一体成型制成；

捆绑带D采用多股尼龙绳编制而成，棘轮锁紧机构2采用不锈钢材质。

在此，HDPE材质可为网衣连接机构1提供极高的结构强度，并提供一定程度的形变裕度；多股尼龙绳编制成的捆绑带D具备极高的强度，同时具备良好的延展性；不锈钢材质的棘轮锁紧机构2同样具备极高的结构强度，实现可靠锁紧。

同时，以上所涉及的HDPE材质、尼龙材质与不锈钢材质，均可在高腐蚀的恶劣海洋环境中保持长期稳定的物理性质，具备充足的使用寿命，从而有效减少部件损坏概略，降低维护频率。

本实施例中，网衣片3的尺寸基于网箱桁架T的尺寸进行裁切，例如对于立方体网箱，其通常具备构成边框的12根网箱桁架T，以及用于围蔽四个侧面与一个底面的至少5片的网衣片3。为此，基于网箱桁架T的尺寸裁切网衣片3与网衣连接机构1，再采用网衣连接机构1对网箱桁架T与模块化的网衣片3进行连接。

作为一种可选的实施方式，于网衣片3的边沿设置纲缆31，并采用捆扎绳S对纲缆31与网衣片3的边沿捆扎封边。

在此，纲缆31可以是采用多股钢丝绳捻制成的钢丝束，也可以是采用多股尼龙绳编制或捻制而成的绳索，从而获得比网衣片更高的强度。

具体地，大面积的网衣具备柔性，难以定型，且在裁切后其边沿不平整，存在断裂结构，因而采用了捆扎绳S对其边缘捆扎于纲缆31上，使其边沿获得较高的结构强度，提高使用寿命，且便于运输装配。

作为另一种可选的实施方式，对于主体采用了具备热塑性材料的网衣片3，还可采用热熔封边的方式，对其边沿的断裂结构进行封口加固，并在边沿处加工出孔洞，以供捆扎纲缆31等定型部件，提高结构强度。

作为又一种可选的实施方式，同样对于主体采用了具备热塑性材料的网衣片3，还可在裁切网衣片3时予以超额裁切，并采用模具对超额裁切的部分予以热熔塑形为柱状体，从而为网衣片3边沿提供充足的结构强度，并可供捆绑固定，在热熔塑形的情况下，网衣片3与边沿的柱状体为一体，虽需要额外的模具与热塑设备，但其结构强度与使用寿命远高于捆扎连接方式，适用于恶劣海况。

本实施例中，采用网衣连接机构1为中介，于其两面分别连接网衣片3与网箱桁架T。

作为一种可选的实施方式，采用捆扎绳S依次环绕穿入每一捆扎孔12，对捆扎于网衣片3边沿且置入装配槽11中的纲缆31与网衣连接机构1紧固缠绕。

具体地，采用一条捆扎绳S对网衣片3边沿的纲缆31进行缠绕捆缚，从而在网衣片3局部受外力的情况下，外力可经纲缆31均匀发散至捆扎绳S上，随同纲缆31的形变情况，缠绕状态的各圈捆扎绳S各自拉伸或收紧，有效避免独立式固定装置因受力不均而断裂的情况。

作为另一种可选的实施方式，在网箱桁架T与网衣片3长度较长的情况下，可针对网衣片3的一侧边沿采用多条捆扎绳S进行捆缚，从而将纲缆31的形变幅度限制在较小的范围内，避免因纲缆31频繁形变而使得捆扎绳S在捆扎孔12中频繁摩擦，有效减少纲缆31与网衣连接机构1的磨损，提高使用寿命。

本实施例中，捆扎绳S的直径小于其所捆扎纲缆31的直径。

在此，在对网衣片3边沿捆扎纲缆31的过程中，以及在对纲缆31绑缚于网衣连接机构1的过程中，较细的线径可提高作业效率。

并且，在遭遇诸如剧烈浪涌、海洋生物冲击、漂浮物撞击等外力时，较细线径的捆扎绳S将是整个网箱中结构强度最为薄弱的一环，其将优先断裂，从而尽可能确保网衣连接机构1与网衣片3完好，在后续维护中，仅需采用捆扎绳S重新对网衣片3与网衣连接机构1进行捆扎即可完成修复。

本实施例中，采用棘轮锁紧机构2对网衣连接机构1与网箱桁架T进行捆绑，网箱桁架T不与网衣直接接触。

作为一种可选的实施方式，捆绑带D环绕网衣连接机构1所贴合的网箱桁架T一周，并由棘轮锁紧机构2单向收束，将网衣连接机构1与网箱桁架T紧固捆绑。

从而，棘轮锁紧机构2的单向收束机制可确保捆绑带D不发生松脱，在采用多个棘轮锁紧机构2与捆绑带D进行捆绑后，网衣连接机构1在网箱桁架T上紧固贴合，在网箱桁架T的轴向或弧面上均不产生位移，其安装快捷，可靠性极高。

并且，在需要拆卸维护网衣片3时，通过解脱棘轮锁紧机构2，即可使捆绑带D脱出，并对网衣片3进行模块化替换，其维护效率高，维护成本低。

本实施例中，对于互相贴合的网箱桁架T与网衣连接机构1，网衣连接机构1底面的弧度不大于网箱桁架T表面的弧度。

从而，网衣连接机构1除了可应用于当前网箱桁架T，在面对管径更粗的网箱桁架T时亦可兼容应用。

另外，在面对管径更细，表面弧度更大的网箱桁架T时，除了制备底面弧度更小的网衣连接机构1，也可直接采用现有底面弧度大于网箱桁架T表面弧度的网衣连接机构1，在使用棘轮锁紧机构2拉紧捆绑带D时，网衣连接机构1的底面将在捆绑带D施压下与网箱桁架T贴合。

本实施例中，棘轮锁紧机构2中的齿轮轴21作为牵引并锁定捆绑带D的部件，其自身受力情况反映了网衣连接机构1与网衣片3在网箱桁架T上的固定状况，因而可通过测定齿轮轴21所受应力的变化状况，间接获知网衣片3或网衣连接结构的工作状态。

作为一种可选的实施方式，齿轮轴21两端具备棘齿，其配合棘爪22限制所述捆绑带D单向移动；网衣片3与网衣连接机构1对网箱桁架T所施加的作用力，使齿轮轴21产生应力；应变传感器23为光纤应变传感器23，其用以测定齿轮轴21在单位时间内的应变数据。

应变传感器23通过CAN总线向检测系统传输应变数据，以供检测系统检测网箱桁架T上任一网衣片3的工作状态。

具体地，假设同一网箱桁架T上安装有多个网衣片3，同一网衣片3上安装有多个棘轮锁紧机构2，则针对该网箱桁架T上每个棘轮锁紧机构2的齿轮轴21采集应变数据，通过应变数据的变化趋势与数值大小，可分析检测出其所对应的网衣片3状态。

例如，当存在网衣片3从松脱时，该处捆绑带D仅捆绑网衣连接机构1，不承受网衣片3因受波浪等外力作用而传导至捆绑带D的拉力，则齿轮轴21受到捆绑带D的作用力随之变化，产生应变数据。

又例如，当存在网衣片3受剧烈外力冲击而形变时，其边沿的纲缆31随之产生一定程度的形变，形变传导至网衣连接机构1，进而扯动捆绑带D，捆绑带D对齿轮轴21的作用力随之变化，产生应变数据。若应变数据显示为短时波动，则表明形变已复原，网衣片3无损伤；若应变数据维持，则表明网衣片3或网衣连接机构1存在不可逆的结构损伤，需进行维护替换。

例如，当存在网箱桁架T形变时，网衣连接机构1与网衣片3随之形变，若网箱桁架T弯折后内陷，则该处捆扎带将松垮，反之，则该处捆扎带将收紧甚至断裂，最终使得各捆扎带对齿轮轴21的作用力各异，齿轮轴21随之产生应变数据。

从而，通过测定应变数据，可准确有效地获知网箱整体的工作状态，及时获知损坏情况，予以维护，以减少养殖损失。

应当理解的是，对于相同规格的网箱，捆绑带D、棘轮锁紧机构2与其上应变传感器23的数量越多，则固定强度越强，检测精度越高，但相应地，设备成本、安装成本将随之增高，数据计算量与检测时效性则将随之降低。此外，若网衣连接机构1上开设过多捆绑槽13，还将影响其结构强度。

因而，捆绑带D、棘轮锁紧机构2与其上应变传感器23的布设数量，需根据网箱的规格与维护需求进行设定，在满足结构强度与检测精度的前题下，应变传感器23的布设数量以尽可能少为佳。

作为一种可选的实施方式，除了在棘轮锁紧机构2上布设应变传感器23，还可在网衣连接机构1、网衣片3边沿的纲缆31等部件上布设应变传感器23，以测得更为多样的工作状态变化。考虑到网衣连接机构1或纲缆31在外力作用下存在较大幅度的往复形变，因而可相应地调整应变传感器23的检测精度，以避免采集大量无效应变数据。

作为另一种可选的实施方式，除了在齿轮轴21上布设应变传感器23，还可在网箱外侧布设红外传感器等各类型传感设备，从而在海洋生物冲击网箱，或者养殖鱼外逃时，及时发现异常状况，予以维护。

可见，采用具备极强抗腐蚀与消能效果的HDPE材质制造网衣连接机构，对网衣片与网箱桁架中继连接，避免钢塑结合的磨损腐蚀，减少外力对网衣撕扯撞击产生的作用力，大幅提高网衣的使用寿命，且其连接方式便于模块化维护替换。

实施例二

请参照图1～图4，一种安装方法，包括：

201、基于网箱桁架的规格裁切相应长度与宽度的网衣，并封边得到网衣片。

本实施例中，网衣片3的尺寸基于网箱桁架T的尺寸进行裁切，例如对于立方体网箱，其通常具备构成边框的12根网箱桁架T，以及用于围蔽四个侧面与一个底面的至少5片的网衣片3。为此，基于网箱桁架T的尺寸裁切网衣片3与网衣连接机构1，再采用网衣连接机构1对网箱桁架T与模块化的网衣片3进行连接

从而，根据网箱规格，预制一定数量的模块化的网衣片3，即可实现便捷安装，相较于传统整体式的网衣，其安装维护更为便捷，极大优化了部件制备流程。

此外，还可设立规范化的网箱标准，批量制备标准规格的网衣片3，从而在装配网箱时，只需根据需求选取网衣片3即可，减少定制化、特异化的情况，大幅提高生产效率，降低生产成本。

202、基于网箱桁架的规格截取相应长度与弧度的网衣连接机构。

本实施例中，网衣连接机构1为HDPE材质一体成型制成，其可以是通过热熔挤塑工艺制成的长条形坯体，并根据网箱桁架T的规格截取相应长度进行使用，便于制备、仓储。

203、对网衣片与网衣连接机构捆扎固定。

本实施例中，网衣片3通过表面的装配槽11容置网衣连接机构1，再采用捆扎绳S等捆扎设备或部件，对网衣片3进行稳固捆扎。

204、采用棘轮锁紧机构2配合捆绑带，对捆扎有网衣片的网衣连接机构贴合捆绑于网箱桁架之上。

本实施例中，网衣连接机构1作为介质，其两侧分别连接网衣片3与网箱桁架T，从而规避了钢塑结合问题，减缓锈蚀与磨损。

此外，HDPE材质的网衣连接机构1还具备极强的结构强度，并可在承受剧烈外力的情况下，为网衣片3与网箱桁架T提供缓冲，降低网衣片3刚性撕裂的概率。

可见，采用网衣连接机构将网衣片各边沿稳定安装至网箱桁架上，相较于传统整体编织成的柔性材质网衣，其模块化分体式的结构，极大方便了安装过程，同时也有利于在发生损坏时进行快捷维护替换，无需整体大修，从而大幅降低了制造维护成本。

Claims (5)

1.一种应用于网箱桁架的网衣连接机构，其特征在于，包括：

网衣连接机构的底面具有适配于网箱桁架表面的弧度，从而可贴合于圆柱状的网箱桁架的表面；

所述网衣连接机构为HDPE材质一体成型制成；

所述网衣连接机构是通过热熔挤塑工艺制成的长条形坯体；

于所述网衣连接机构表面轴向中部设置内陷的装配槽，用以供置入网衣片边沿；

环绕所述装配槽均匀开设若干捆扎孔，用以捆扎固定网衣片；

垂直于所述网衣连接机构的轴向贯穿开设若干捆绑槽，于所述捆绑槽中穿入捆绑带，所述捆绑带的一端与棘轮锁紧机构固定连接，另一端与所述棘轮锁紧机构单向活动连接；

所述捆绑带配合所述棘轮锁紧机构，对所述网衣连接机构及其所贴合的网箱桁架紧固捆绑；

于所述棘轮锁紧机构的齿轮轴上设置应变传感器，对每一棘轮锁紧机构的应变数据进行测定；

于所述网衣片的边沿设置纲缆，并采用捆扎绳对所述纲缆与所述网衣片的边沿捆扎封边；

采用捆扎绳依次环绕穿入每一捆扎孔，对捆扎于所述网衣片边沿且置入所述装配槽中的纲缆与所述网衣连接机构紧固缠绕；

捆扎绳的直径小于其所捆扎纲缆的直径；

所述捆绑带环绕网衣连接机构所贴合的网箱桁架一周，并由所述棘轮锁紧机构单向收束，将网衣连接机构与网箱桁架紧固捆绑；

对于互相贴合的网箱桁架与网衣连接机构，网衣连接机构底面的弧度不大于网箱桁架表面的弧度。

2.根据权利要求1所述的应用于网箱桁架的网衣连接机构，其特征在于，包括：

所述捆绑带采用多股尼龙绳编制而成，所述棘轮锁紧机构采用不锈钢材质。

3.根据权利要求1所述的应用于网箱桁架的网衣连接机构，其特征在于，包括：

所述齿轮轴两端具备棘齿，其配合棘爪限制所述捆绑带单向移动；

所述网衣片与所述网衣连接机构对网箱桁架所施加的作用力，使所述齿轮轴产生应力；

所述应变传感器为光纤应变传感器，其用以测定齿轮轴在单位时间内的应变数据。

4.根据权利要求1所述的应用于网箱桁架的网衣连接机构，其特征在于，包括：

应变传感器通过CAN总线向检测系统传输应变数据，以供所述检测系统检测网箱桁架上任一网衣片的工作状态。

5.一种基于权利要求1~4任一项所述的应用于网箱桁架的网衣连接机构的安装方法，其特征在于，包括：

基于网箱桁架的规格裁切相应长度与宽度的网衣，并封边得到网衣片；

基于网箱桁架的规格截取相应长度与弧度的网衣连接机构；

对所述网衣片与所述网衣连接机构捆扎固定；

采用棘轮锁紧机构配合捆绑带，对捆扎有网衣片的网衣连接机构贴合捆绑于网箱桁架之上。