CN1243468C - 可控制地下沉并再浮起的深水养鱼系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控制地下沉并再浮起的深水养鱼系统及其使用方法，述养鱼系统包括：a.由第一浮力限定的鱼笼；b.与所述鱼笼相连的绞盘机构；c.由第二浮力限定的下沉物，所述下沉物具有长度可变的下沉物缆索，所述下沉物通过下沉物缆索与绞盘机构相连；d.能够启动所述绞盘机构的启动器机构，从而使所述启动器机构限定下沉物缆索的有效长度；其特征在于：当所述第一浮力和第二浮力克服由系统重量施加的总作用力时使所述鱼笼的至少一部分处于水面处或者在水面上方，以及当以可控的方式减小所述第一浮力和第二浮力时能够使鱼笼下沉到在水面下方的所需深度处，该深度是由下沉物缆索的有效长度确定的。

Description

可控制地下沉并再浮起的深水养鱼系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及在笼中饲养水生动物，本发明特别涉及具有可根据需要浸没在水中和从水中捞出的笼的养鱼系统，本发明还涉及一种能够根据需要使鱼笼浸没在水中和从水中捞出的方法。尽管下面涉及的是“鱼”，但是应该理解的是，本发明的饲养系统可用于饲养其他水生动物，诸如虾、牡蛎等。

背景技术

目前，随着鱼蛋白质在世界范围内的需求快速增加，人们已经进行了许多努力。除了日益完善的远海捕鱼，目前市场上的大部分鱼是利用现代水产养殖技术饲养和收获的。目前已经以大型人造池的形式成功地建造各种养鱼场。但是，修建和使用这些养鱼场是昂贵的并且总是不能再现鱼类生长的最佳条件。

近年来，人们逐渐利用大笼来养鱼，使大笼在海、湖或者其他自然水域中刚刚离岸(下面称为“近岸”)的水面或者其附近漂浮。鱼笼系统包括一个或者多个大笼，所述大笼通常是由一些形状适合的刚性框架构成的并且被能够使水自由地流入到笼中和从笼中流出的网覆盖，但是所述网的网孔足够细小以将鱼保持在笼内。

这样的鱼笼的优点在于，它们不占据紧缺的土地并且无需建造昂贵的池子。另外，水的条件(例如，盐分、温度、氧含量)接近开阔水域的自然条件，与在人造陆地上的池中模拟的条件相比更适合鱼类生长。

尽管这样的鱼笼近岸布置以便于接近，但是这样的布置还带来一些缺点。随着近岸水产养殖的发展，适合设置附加的笼子的地点越来越少。许多地点存在着由于鱼废物和剩下的鱼食所导致的缺氧以及来自于附近岸边工业、农业和家庭的废弃物的污染。

因此，通常需要避开陆上地点并且将笼设置在离岸较远的地点，下面称之为“深水区域”，即，不会受到废弃物的影响并且具有能够稀释养育场废物的较强烈的水循环的区域。

但是，将鱼笼系统设置在远离岸边的地点也存在一些问题。其中主要问题是，需要保证鱼笼系统在暴风雨中，诸如大浪和强风的条件下的适航性能，这些条件比在近岸地点遇到的条件恶劣得多。

另外，已知在暴风雨中水面附近的水流是特别狂乱的，通常大部分时间在供氧最充足的水面附近区域的鱼暂时迁离水面到达水流不受暴风雨影响的深度，从而避免受到伤害和压力作用。

为了使鱼和笼受到的损害达到最小或者完全消除，已经开发了几种能够在受到暴风雨袭击之前根据需要使鱼笼下沉到一定深度以在冬天避开冷的水面和/或冰面以及在夏天避开热的水面或者避开各种有毒污染物(诸如有毒的水或者漏出的油)的鱼笼系统。在Zemach等人的美国专利US 5412903中披露了几种这样的现有的笼系统，并且提出了一种能够克服一些现有主要缺点和限制的鱼笼系统，Zemach等人的美国专利US 5412903所披露的全部内容在这里作为参考。

图1和图2示意性示出了现有技术中在Zemach等人的美国专利US5412903中所涉及的鱼笼，其中省略了一些原始细节。图1示出了鱼笼100，鱼笼100通常由金属骨架结构制成的，并且在金属骨架结构上设有网孔尺寸适合的网102(部分地示出)以使水能够自由流过笼100但不能使笼内的鱼逃出。一个或者多个鱼笼缆索104与笼100相连。笼100和缆索104具有通过浮力室或者元件106提供的向上浮力，浮力室或者元件106能够确保至少笼100的上部浮出水面或者浮在水面上。如果需要使笼100暂时下降到一定深度，那么该系统还装有与缆索104相连的下沉物108。根据专利US 5412903，在一个基本实施例中，下沉物108具有固定的且不变的重量，所选择的下沉物108的重量能够克服上述笼100和笼绳索104的总净浮力，从而当将下沉物108的重量加到鱼笼100和鱼笼缆索104上时，能够使笼100下沉，最好以缓慢的且可控的速度下沉。在另一个实施例中，下沉物108具有可变的浮力，并且带有即使在下沉物108下沉时也能够通过引入空气来增大浮力和通过释放空气来减小浮力的装置。

下沉物108还与下沉物缆索110相连，下沉物缆索110还与采用任何适合设计形式的浮标112相连。所设计的浮标112能够在所有情况下浮在水面上。浮标112装有交替地缩短和加长下沉物缆索110的有效长度的装置，该装置最好是设置在浮标112内的适合绞盘机构113，该装置通常是由内燃机操作的。

在正常操作中，如图1中所示，使笼100浮在水面上。如上所述，笼100(加上鱼笼缆索104)的浮力能够使笼100保持在水面上。在这种情况下，在水中保持松弛状态的鱼笼缆索104上没有被施加外力，这是由于还与鱼笼缆索104相连的下沉物108通过拉紧的下沉物缆索110(图1)完全被浮标112支撑。所设计的浮标112具有足以支撑下沉物108(和下沉物缆索110)同时能够保持浮在水面上的浮力。

在需要使笼100下沉时，例如通过松开安装于浮标112中的绞盘113上的制动机构使下沉物缆索110加长，最好以可控的速度使下沉物缆索110加长。接着，下沉物108的重量将下沉物缆索110从绞盘103中拉出，使下沉物缆索110随着下沉物108的下沉而加长。随着下沉物108持续下沉，当鱼笼缆索104拉紧时，下沉物108到达一个位置，下沉物的重量从松弛的下沉物缆索110上移动到拉紧的鱼笼缆索104上。超过该位置，下沉物108的所有重量被施加在笼100上。如上所述，下沉物108的增重足以克服笼100的浮力并且能够使笼100下沉，如现有技术的图2中所示。

最好下沉慢速以使结构和鱼受到的损害达到最小。例如可通过精心选择下沉物108的重量以使该系统的总重量比方向向上的浮力大一点点来保证慢速下沉。下沉物在笼100上施加作用力时使笼100持续下沉。在下沉物108沉底后，这些作用力被消除，并且笼100停止向下移动。笼100稳定在一个位置处，该位置是由鱼笼缆索104的长度决定的(图2)。

美国专利US 5412903中所披露的系统能够使笼实际上下沉到任何所需深度，假设下沉物缆索110的长度是足够长的。将下沉的笼设置在一定的深度处与水的深度无关，实现其所需要的是鱼笼缆索104的适合的长度。例如，如果需要在200米深的水下进行操作并且还需要使笼下沉到100米的深度，那么下沉物缆索110应该至少有200米长，而鱼笼缆索104的长度约为100米。

在需要使笼100重新回到其在水面上的正常位置时，启动绞盘113或者类似机构以收紧下沉物缆索110。当下沉物缆索110拉紧时，绞盘113将下沉物108提高离开水底，并且将下沉物的重量从笼100上移开，现在笼100的浮力能够使其升至水面，最好以足够慢的速度使其升至水面以避免该系统受到结构损坏，以及使鱼受到生理伤害(例如沉箱病)。最好，浮标112的下部被设计成这样的形式，即，当笼100上升到水面时能够避免浮标112被笼100提起。例如，如图1和图2中所示，浮标112的下部被设计成这样的形式，即，当笼100上升到水面时，使笼100以使其上边缘沿着浮标112的倾斜下部向上滑动的方式将浮标112推开。

尽管在Zemach等人的美国专利US 5412903中所涉及的鱼笼系统与现有技术中系统相比具有明显的优点，但是它仍然存在一些问题和缺点，下面列出了其中一些，并且本发明的目的就是为了解决这些问题：

当笼100在恶劣的天气但并不是足以需要使笼下沉的暴风雨天气下(例如浪高为0.8至1.8米)浮在水面上或者处于水面附近时，会出现一个问题。在这种情况下，笼100之间，特别是其元件106和浮标112之间出现频繁地碰撞和摩擦。笼和浮标在水上的漂浮特性存在很大的不同，导致它们之间出现频繁地碰撞，碰撞会对它们造成累积损坏。在出现紧急情况时，例如当绞盘113卡住并且需要被解除时，操作人员需要登上浮标112，并且如果需要在恶劣天气下进行这样的工作，这可能会对登上浮标的人员带来生命危险。

如果下沉物108卡在泥泞或者多石的海底中，会出现另一个问题。这种意外情况需要浮标112具有特大的浮力(更大的)，从而当其试图使被卡住的下沉物解脱时其本身不会下沉。类似地，由于同样的原因而需要绞盘113具有特大的拉拔能力。由于浮标和绞盘在暴风雨的天气下保持上浮，同时笼下沉，因此对浮标112或者绞盘113造成的损坏可能会阻止笼再次上浮。

由于笼100下沉的深度必须通过选择鱼笼缆索104的长度来预定而导致了另一个问题。在下沉物108沉底后，缆索104的长度不能被改变，并且不能使笼100的下沉深度进一步改变。

如果下沉时的笼100在下沉物108沉底之前必须停在一定的中间深度处，那么会出现另一个问题。在这种情况下，下沉物缆索110会频繁磨擦笼100，特别是磨擦其元件106，从而经过几个小时后，磨擦可能会使缆索110断裂或者割穿元件106。因此存在最大“中间深度中途停留时间”，在超过最大“中间深度中途停留时间”后可能会出现损伤，恶劣的天气条件可大大地缩短该时间。

下沉的笼100和漂浮的浮标112会带来另一个问题，浮标112会根据风向和水流而改变位置。移动的浮标可使缆索110卷绕和缠结缆索104和元件106。在这种情况下，使笼100重新浮出的努力可能会使缆索110断裂。解开这样的缠结缆索110的努力需要潜水员进行复杂的水下操作。

发明内容

因此，人们需要并且希望能够提供一种能够避免上述问题和限制的、在深水中使用的具有浮力可控的鱼笼的饲养系统以及使这样的鱼笼下沉和重新浮出的方法。

根据本发明的一个优选实施例，提供一种养鱼系统，所述养鱼系统包括：浮力可控的鱼笼；与笼相连的绞盘机构；下沉物，所述下沉物具有与绞盘机构相连的长度可变的下沉物缆索；能够启动所述绞盘机构的启动器机构，从而使启动限定下沉物缆索的有效长度；从而当浮力克服由系统重量施加的总作用力时使所述鱼笼的至少一部分处于水面上或者在水面上方，以及当以可控的方式减小浮力时能够使鱼笼下沉到在水面下方的所需深度处，该深度是由下沉物缆索的有效长度确定的。

根据下面描述的本发明优选实施例中的其他特征，所述鱼笼包括多个用于提供所述可控浮力的垂直浮力元件。

根据所述优选实施例中的其他特征，所述启动器机构包括能够接收无线指令的马达，所述马达与绞盘机构相连。

根据所述优选实施例中的其他特征，所述启动器机构还包括：通信和控制导线管，所述通信和控制导线管的一端与所述绞盘机构在功能上相连；遥控器，所述遥控器与所述通信和控制导线管的另一端在功能上相连；容纳所述遥控器的辅助漂浮装置；从而当所述绞盘机构下沉时，所述遥控器和所述导线管有助于所述绞盘机构的启动，以及所述辅助漂浮装置防止所述遥控器与所述绞盘机构一起下沉。

根据所述优选实施例中的其他特征，所述鱼笼包括至少一个室。

根据所述优选实施例中的其他特征，本发明所涉及的养鱼系统还包括锚和锚浮标，所述锚通过锚缆索与鱼笼相连，所述锚浮标与锚缆索相连。

根据所述优选实施例中的其他特征，所述锚浮标具有可变的浮力。

根据所述优选实施例中的其他特征，本发明所涉及的养鱼系统还包括至少一个与所述至少一个室相连的工作平台，从而可使所述绞盘机构安装在所述至少一个平台上。

根据所述优选实施例中的其他特征，所述至少一个室包括从包括正方形、圆形、六边形或者八边形的一组形状中选择的横截面形状，所述横截面处于基本上与水面平行的平面中。

根据所述优选实施例中的其他特征，本发明所涉及的养鱼系统还包括与所述鱼笼相连的遥测装置。

根据本发明的一个优选实施例，提供一种养鱼系统，所述养鱼系统包括：浮力固定的鱼笼；与笼相连的绞盘机构；浮力可变的下沉物，所述下沉物具有长度可变的下沉物缆索，所述下沉物通过下沉物缆索与绞盘机构相连；能够启动所述绞盘机构的启动器机构，从而使启动器机构限定下沉物缆索的有效长度；从而当鱼笼的固定浮力克服由系统重量施加的总作用力时使所述鱼笼的至少一部分处于水面上或者在水面上方，以及当以可控的方式减小可变的下沉物浮力时能够使鱼笼下沉到在水面下方的所需深度处，该深度是由下沉物缆索的有效长度确定的。

根据本发明的另一个实施例，提供一种以可控的方式使养鱼系统下沉到深水中以及使养鱼系统重新浮出的方法，所述方法包括：提供浮力可控的鱼笼，所述鱼笼包括至少一个室；使绞盘机构与所述笼相连；使具有长度可变的下沉物缆索的下沉物通过所述下沉物缆索与所述绞盘机构相连；启动所述绞盘机构以改变所述下沉物缆索的有效长度；以及改变所述鱼笼的所述浮力；从而当浮力克服由系统重量施加的总作用力时使所述鱼笼的至少一部分处于水面上或者在水面上方，以及当以可控的方式减小浮力时能够使鱼笼下沉到在水面下方的所需深度处，该深度是由下沉物缆索的有效长度确定的。

根据本发明方法的上述优选实施例中的附加特征，所述启动步骤包括使用指令的无线传输。

根据本发明方法的上述优选实施例中的其他附加特征，所述启动步骤还包括：使通信和控制导线管的一端与所述绞盘机构在功能上相连；使所述遥控器与所述通信和控制导线管的另一端在功能上相连；使遥控器与辅助漂浮装置相连以防止遥控器下沉；以及将来自于遥控器的控制输入通过所述导线管传输到所述绞盘机构以启动所述绞盘机构。

根据本发明方法的上述优选实施例中的其他附加特征，本发明方法还包括：使平台与所述鱼笼相连；以及将所述绞盘机构安装在所述平台上。

根据本发明方法的上述优选实施例中的其他附加特征，本发明方法还包括：通过锚缆索使锚与所述笼相连；以及使浮力可变的浮标与所述锚缆索相连。

根据本发明，提供一种浮力可变的浮标，所述浮标包括：浮力固定部分；以及与所述浮力固定部分相连的浮力可变部分，从而当所述浮标下沉时能够使所述浮力可变浮标的浮力减小。

本发明通过提供没有现有技术限制的用于使鱼笼下沉和重新浮出的养鱼系统和方法成功地克服了目前已知结构的不足之处。

该深水养鱼系统包括具有一个或者多个室的浮力可控的鱼笼，所述鱼笼可以可控的速度下沉到任何深度或者重新浮出。绞盘机构最好安装在覆盖鱼笼一部分的平台上并且能够松开和拉紧与下沉物相连的缆索。当系统的总重量克服浮力时，鱼笼下沉到由在绞盘机构和下沉物之间的缆索的有效长度确定的深度，并且下沉物接触到海底。通过远程启动绞盘机构可以使下沉的笼重新浮出到水面上，从而松开缆索，同时使下沉物保持在海底。当笼重新浮出到水面上时，浮力增大以将下沉物从海底拉出。

附图说明

现将参照附图利用示例对本发明进行描述。尽管对附图进行了详细地参照，但是应该强调的是，所示的细节是示例性的并且仅是为了说明本发明的优选实施例，提供附图以及对实施例的详细描述是因为，我们认为这对于本发明的原理和概念特征的说明是最适用的并且便于理解。因此，无需为了理解本发明而更详细地示出本发明的结构细节，本领域普通技术人员根据结合附图的说明显然能够给出本发明的其他一些实施方式。

在附图中：

图1是浮在水面上的现有技术所涉及的鱼笼的示意图；

图2是图1中所示的现有技术所涉及的鱼笼在下沉状态下的示意图；

图3是本发明所涉及的多室鱼笼的优选实施例的示意图；

图4是表示具有多个室的本发明所涉及的鱼笼的示意图，其中示出了多个室的形状：(a)正方形、(b)圆形、(c)六边形以及(d)八边形。

图5是表示被平台覆盖的鱼笼的中心室的放大细节的视图，其中示出了与平台相连的绞盘以及通过下沉物缆索与绞盘相连的下沉物；

图6是本发明所涉及的鱼笼的优选实施例的示意图：(a)浮在水面上；以及(b)利用“被动”模式下沉；

图7是本发明所涉及的鱼笼的优选实施例的示意图：(a)浮在水面上；以及(b)利用“主动”模式下沉；以及

图8是本发明所涉及的浮力可变的锚浮标的示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种养鱼系统，该养鱼系统可用于在实际的任何深度的水域中养鱼，特别是在开放的海域中深水养鱼，该养鱼系统能够以可控的速度使鱼笼下沉到实际的任何所需深度。参照附图和下面的说明可以更好地理解本发明所涉及的系统的原理和操作。

现参照附图，图3示出了本发明所涉及的典型的系统。该系统包括具有任何适合尺寸和大小的鱼笼200，鱼笼200包括但不限于图1和图2中所示的现有技术所涉及的系统的设计形式以及其他设计形式。最好，鱼笼200包括多个高度相等的相邻的室202，室202的水平横截面(基本上平行于水面)采用任何适合的几何形状。图3中所示的鱼笼包括九个矩形的这样的室，分别用A至I表示(I是中心室，如下面描述的，中心室可被覆盖，因此不可用作一个养殖室)。对于其他能够采用的室的横截面，图4示出了具有下列横截面形状的九个室，其中：(a)正方形、(b)圆形、(c)六边形以及(d)八边形。其他形状当然也是可以的，为了简单起见，这里不再对它们进行描述。通常，笼200和室202是由金属、硬塑料或者其他任何适合的材料的骨架构成并且具有水平元件204和垂直元件206。元件204和206没有在图4中的实施例中详细示出，但是应该理解的是，它们是存在的并且与图3中所示的类似。如图3中所示，在骨架上设有网孔尺寸适合的网208(部分地示出)以使水能够自由流过笼100但不能使笼内的鱼进出。元件204和206通常是空心管，最好是由钢、铝或者硬塑料制成，最好设有能够引入空气和释放空气的单独的控制装置，从而可用作浮力元件。最好，在图3和图4中所示的每一个结构中的中心室被工作平台210覆盖。平台210通常用作适于进行诸如保养、维修和喂鱼等活动的中心区域。在图5中所示系统的一个优选实施例中，平台210用作能够交替地缩短和加长下沉物缆索212的有效长度的装置的支撑结构，该装置最好是适合的绞盘机构214。绞盘机构214可利用电动、气动、液压或者其他任何防水的马达操作。最好，机构214是一种“绞盘”式机构，其中下沉物缆索212的壳体部分可被存储在缆索存储装置213中。机构214下面被称为绞盘214。平台210可由能够长期经受海中水下环境的任何适合的材料制成，诸如钢、铝、硬塑料或者网。也可不将绞盘214安装在平台210上，而将绞盘214与笼200直接相连，例如通过连接在水平元件204中间的刚性梁，可取消平台210。但是，平台210的存在便于接近绞盘214并且能够简化其操作。可利用设置在室202顶部并与平台210相连的附加的人行道式结构(未示出)接近不与平台210相邻的室202的顶部区域。

在图5中，所示的下沉物216与下沉物缆索212的一端相连。下沉物216可采用任何适合的设计形式并且可包含固体和/或液体和/或气体。这里所用的术语“缆索”应该被理解为，包括缆绳、链条、绳和其他类似的由各种材料制成的和具有任何设计形式的装置，只要它们适合于这里所述的目的即可。笼200的浮力是可控的并且是可改变的，最好以例如在美国专利US 5655938中所披露的方式将空气或者水引入到垂直浮力元件206中和将空气或者水从中排出，美国专利US 5655938及其参考文献所披露的所有内容在这里作为参考。或者，在美国专利US5412903中所述类型的浮力可变的下沉物可提供使笼200下沉和重新浮出所需的可控的和可变的浮力，在该情况下，笼200本身的浮力可是固定的。“浮力可变”的下沉物指的是例如可通过引入和排出空气来改变下沉物的重量(下沉物始终具有负浮力)。当养鱼系统的浮力方向向上时，至少笼200的上部浮在水面上或者略微浮在水面上方，如图6a和7a中所示，这是养鱼的正常情况。

笼200在需要时可以两种优选的方式或者模式中任何一种下沉，下面将这两种优选的方式称之为“被动”模式和“主动”模式。图6示出了“被动”模式。在图6a中所示的第一步骤中，首先例如通过松开位于平台210上的绞盘214上的制动机构使下沉物缆索212加长，最好以可控的速度加长。将下沉物缆索212从绞盘214中拉出的下沉物216的重量使下沉物缆索212随着下沉物216的下沉而加长。当下沉物缆索212的有效长度达到预定值时，约等于当下沉物216处于海底218处时下沉的笼与海底218之间的垂直距离，例如通过使绞盘214上的制动机构接合来锁定下沉物缆索212。接着，例如通过与一个或者多个垂直元件206的顶端相连的阀从一个或者多个垂直元件206中释放空气来以轻微和可控制的方式减小笼200的向上浮力，通过通道(未示出)从工作平台210容易接触这些阀。元件206通常具有开放的底部，当在顶部释放空气时水可通过开放的底部进入，减小浮力直至下沉物216的重量足以使笼200下沉。接着停止空气的释放。接着进行在图6b中所示的“被动”模式的第二步骤，其中使笼200下沉。最好，进行慢速下沉以使结构和鱼受到的损害达到最小。下沉物216在笼200上施加作用力时使笼200持续下沉。在下沉物216沉入海底218后，这些作用力被消除，并且笼200停止向下移动，这样使下沉的笼200处于选择的深度处，如图6b中所示。

利用下面将描述的启动机构实现绞盘214的启动，包括上述松开和接合制动机构。例如，为了使笼浮出返回水面，可利用来自于位于水上方的遥控器(未示出)的遥控信号或者输入通过有线的或者无线的通信装置传输到下沉的绞盘214上来启动绞盘。有线装置的一个示例是一端与绞盘214在功能上(例如电连接)相连的并且另一端与遥控器相连的通信控制导线管220，遥控器本身与辅助漂浮装置，例如浮标222相连或者包含在其中。图6b中示出了导线管220和浮标222。遥控器可包括：用于将指令输送到绞盘214上所需的发射器和电子器件；显示绞盘214状态的诊断系统；GPS导航系统；用于液压或者气压系统的泵和控制装置等。常规的输入可包括电和电子信号；在液压系统中的油循环、用于气压系统的压缩空气等。导管220可为由任何适合材料制成的圆筒形中空管，例如由钢、橡胶、尼龙、塑料等制成，导管220通常包含启动诸如位于绞盘214附近或者与其相连的液压马达、气动马达或者电动马达的扭矩装置所需的液压或者压缩空气管和电缆。也可利用设置在绞盘214附近但无需与例如液压管或者气压管的水面实际连接且可接收远程无线指令的扭矩装置启动绞盘214。这样的装置例如可是提供有其自身电池的电动马达、提供有相连的压缩空气气缸的气动马达或者更广义的任何连接有其自身的相邻能量源的马达。这样的马达接着可连有能够使其接收来自于遥控器的遥控指令的电子接收器，其中无需壳体导管220并且可利用适用于无线传输指令的无线频道代替。这样，可利用本领域已知的无线装置启动绞盘214。在本发明中，所用术语“启动器机构”是适用于所有在下沉和重新浮出的操作中启动绞盘所需的装置的通用术语，包括遥控器、扭矩装置和上述通信导线管或者无线通信装置。

在有线或者无线信号不能达到绞盘214或者绞盘214被卡住的紧急情况下，可以人工的方式启动被卡住的绞盘214，例如由潜水员来完成。绞盘214启动以松开下沉物缆索212，最好以缓慢且可控制的方式，并且接着使笼200在其向上的浮力作用下缓慢地升至水面，其向上的浮力不受下沉物216的影响，下沉物216继续处于海底218。在笼返回水面时，空气被泵送到元件206中以使浮力增大到能够克服下沉物216重量的程度。或者，(虽然不是优选的，这是由于它需要向沉底的下沉物提供空气)，如在美国专利US 5412903中所述的下沉物216具有可变的且可控制的浮力，那么可略微增大其浮力以使笼的浮力能够克服下沉物和下沉物缆索的重量。接着，缓慢地将下沉物216向上拉动到所需的任何位置处。

图7中示出了使笼200下沉和重新浮出的主动模式。在图7a中，笼200浮在水面上。利用启动器机构启动绞盘214，并且缓慢地松开下沉物缆索212直至下沉物216沉入海底218。锁定绞盘214，并且从一个或者多个元件206中排出空气，略微将浮力减小到能够克服笼200和下沉物缆索212的总重量但不增加下沉物216的重量的程度。现在启动绞盘214，以使下沉物缆索212的长度缓慢减小。如图7b中所示，现在使笼200缓慢下沉，由于下沉物216仍然处于海底218，因而将笼200拉向海底。当笼200到达所需深度，绞盘214停止工作并且锁定下沉物缆索212。按照与上述“被动”情形的相同步骤使笼上浮返回水面。应该注意的是，与Zemach等人的美国专利US 5412903中所涉及的系统不同的是，在本发明中，可通过远程启动器机构并且通过启动器机构启动绞盘214容易地改变下沉的笼200的深度。

如图3、图6和图7中所示的本发明系统还包括单点锚泊系统，所述单点锚泊系统包括锚300，锚300通过锚缆索302与笼200相连。锚浮标306与锚缆索302相连。浮标306的一个作用是指示位置。当笼下沉时浮标306与笼200一起下沉。另外，浮标306的相当重要的功能是吸收由于在恶劣天气下在缆索302和笼200之间的张力变化而施加在笼200上的震动。另一个主要的作用是支撑锚缆索302的一些重量。当笼200下沉时，锚缆索302的大部分处于海底，并且缆索302需要来自于浮标306较少的支撑。如果浮标306的浮力是固定的，那么浮标将会在水中上升到高于笼200的位置处，并且存在着与导管220缠结的危险。因此当笼200的下沉深度增大时，浮标306的浮力必须被减小。根据本发明，如图8中详细示出的，通过为锚浮标306提供可变浮力可以实现当笼200的下沉深度增大时减小浮标306的浮力。“浮力可变”的浮标306包括两个主要部分，浮力固定的顶部308和浮力可变的底部310。最好，部分308具有在本领域中采用的常规的、刚性的、固定体积的中空结构，而位于部分308下方并且利用任何适合的连接装置与其相连的部分310具有挠性的、体积可变的中空结构。部分310例如可是由橡胶、塑料或者其他气密性挠性材料制成的袋，部分310通常充填有空气并且达到一定的压力，同时浮标306浮在水面上，并且部分310被放置在刚性的中空外壳330中，通过任何适合的方式使中空外壳330与部分308铆接、焊接或者连接在一起。充填空气后的部分310不能从外壳330中取出或者脱离外壳330。

当浮标306下沉时，被下沉的笼向下拉动，部分310上的增大的压力压缩其中的空气，使其体积减小，从而减小浮力。部分310的浮力以及浮标306的浮力会随着下沉深度的增大而减小，使浮标306更靠近笼200，从而避免出现上述缠结的危险。

本发明的单点锚泊系统相对于现有技术系统提供了其他重要的优点，其中包括相对于美国专利US 5412903的单点锚泊系统的优点。一个重要的优点是，笼200始终处于这样的位置，即，最靠近锚浮标306的室(图3、图6和图7中的室A、B和H)面对进入的水流或者“上游”方向，而与锚浮标306距离最远的室(E、F和D)处于“下游”。如果水流改变方向，笼200将只是围绕锚泊点转动以使它们朝向室A。利用这种“自动调整”笼定向性具有很大的优点，根据尺寸设定鱼类的位置，在最靠近进入的水流的室(例如室A)中设置最大的鱼，并且在其他的对角端(例如室E)设置笼中最小的鱼。养鱼场这样取向至少在三个方面具有优势：第一，较大的鱼需要较多的氧气，面对进入水流的室中的含氧量最大；第二，需要较少的氧的较小的鱼可在远离进入水流的室受到更好的保护；以及第三，在单点周围锚泊的笼可在最大为锚缆索302的长度的半径内围绕其转动，使得鱼产生的废物扩散到较大的区域，这样减小了可能由于废物而导致的问题，诸如生病。

本发明的系统还包括遥测装置320，遥测装置320包含各种遥测部件，诸如温度测量部件、深度指示部件、声检测器、摄象机等，遥测装置320可在方便的位置处与笼200相连，如图5中所示，并且可通过本领域已知的无线或者有线装置将信息传送到远离水域的远程用户。

尽管已经参照有限数量的实施例对本发明进行了描述，但是应该理解的是，可对本发明进行各种改进、变型或者其他应用。

Claims (24)

1.一种可控制地下沉并再浮起的深水养鱼系统，所述养鱼系统包括：

a.由可控浮力限定的鱼笼；

b.与所述鱼笼相连的绞盘机构；

c.由固定浮力限定的下沉物，所述下沉物具有长度可变的下沉物缆索，所述下沉物通过下沉物缆索与绞盘机构相连；

d.能够启动所述绞盘机构的启动器机构，从而使所述启动器机构限定下沉物缆索的有效长度；其特征在于：

当所述可控浮力克服由系统重量施加的总作用力时使所述鱼笼的至少一部分处于水面处或者在水面上方，以及当以可控的方式减小所述可控浮力时能够使鱼笼下沉到在水面下方的所需深度处，该深度是由下沉物缆索的有效长度确定的。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述鱼笼包括多个用于提供所述可控浮力的垂直浮力元件。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述启动器机构包括能够接收遥控指令的马达，所述马达与绞盘机构相连。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述启动器机构还包括：

i.通信和控制导线管，所述通信和控制导线管的一端与所述绞盘机构相连；

ii.遥控器，所述遥控器与所述通信和控制导线管的另一端相连；

iii.容纳所述遥控器的辅助漂浮装置；从而

当所述绞盘机构下沉时，所述遥控器和所述导线管有利于所述绞盘机构的启动，以及所述辅助漂浮装置防止所述遥控器与所述绞盘机构一起下沉。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述鱼笼包括至少一个室。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括至少一个与所述至少一个室相连的工作平台，从而可使所述绞盘机构安装在所述至少一个平台上。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括具有锚缆索的锚和锚浮标，所述锚通过锚缆索与鱼笼相连，所述锚浮标与锚缆索相连。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述锚浮标具有可变的浮力。

9.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述至少一个室包括从包括正方形、圆形、六边形或者八边形的一组形状中选择的横截面形状，所述横截面处于与水面平行的平面中。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述鱼笼相连的遥测装置。

11.一种可控制地下沉并再浮起的深水养鱼系统，所述养鱼系统包括：

a.由固定浮力限定的鱼笼；

b.与所述鱼笼相连的绞盘机构；

c.由可控浮力限定的下沉物，所述下沉物具有长度可变的下沉物缆索，所述下沉物通过下沉物缆索与绞盘机构相连；

d.能够启动所述绞盘机构的启动器机构，从而使所述启动器机构限定下沉物缆索的有效长度；其特征在于：

当所述可控浮力克服由系统重量施加的总作用力时使所述鱼笼的至少一部分处于水面处或者在水面上方，以及当以可控的方式减小所述可控浮力时能够使鱼笼下沉到在水面下方的所需深度处，该深度是由下沉物缆索的有效长度确定的。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述启动器机构包括能够接收遥控指令的马达，所述马达与绞盘机构相连。

13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述启动器机构还包括：

i.通信和控制导线管，所述通信和控制导线管的一端与所述绞盘机构相连；

ii.遥控器，所述遥控器与所述通信和控制导线管的另一端相连；

iii.容纳所述遥控器的辅助漂浮装置；从而

当所述绞盘机构下沉时，所述遥控器和所述导线管有利于所述绞盘机构的启动，以及所述辅助漂浮装置防止所述遥控器与所述绞盘机构一起下沉。

14.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述鱼笼包括至少一个室。

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述系统还包括至少一个与所述至少一个室相连的工作平台，从而可使所述绞盘机构安装在所述至少一个平台上。

16.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述系统还包括具有锚缆索的锚和锚浮标，所述锚通过锚缆索与鱼笼相连，所述锚浮标与锚缆索相连。

17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述锚浮标具有可变的浮力。

18.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述至少一个室包括从包括正方形、圆形、六边形或者八边形的一组形状中选择的横截面形状，所述横截面处于与水面平行的平面中。

19.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述鱼笼相连的遥测装置。

20.一种以可控的方式使养鱼系统下沉到深水中以及使养鱼系统重新浮起的方法，所述方法包括：

a.提供浮力可控的鱼笼，所述鱼笼包括至少一个室；

b.使绞盘机构与所述笼相连；

c.使具有长度可变的下沉物缆索的下沉物通过所述下沉物缆索与所述绞盘机构相连；

d.启动所述绞盘机构以改变所述下沉物缆索的有效长度；以及

e.改变所述鱼笼的所述浮力；从而

当所述浮力克服由系统重量施加的总作用力时使所述鱼笼的至少一部分处于水面处或者在水面上方，以及当以可控的方式减小浮力时能够使鱼笼下沉到在水面下方的所需深度处，该深度是由下沉物缆索的有效长度确定的。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述启动步骤包括使用指令的遥控传输。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述启动步骤还包括：

i.使通信和控制导线管的一端与所述绞盘机构相连；

ii.使所述遥控器与所述通信和控制导线管的另一端相连；

iii.使遥控器与辅助漂浮装置相连以防止遥控器下沉；以及

iv.将来自于遥控器的控制输入通过所述导线管传输到所述绞盘机构以启动所述绞盘机构。

23.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

h.使平台与所述鱼笼相连；以及

i.将所述绞盘机构安装在所述平台上。

24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

j.通过锚缆索使锚与所述笼相连；以及

k.使浮力可变的浮标与所述锚缆索相连。

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