底栖海洋生物的捕捞工具，用于捕捞冰岛扇贝、其他扇贝以及潜在的其他底层物种，诸如海参、海胆、其他类型的贝类以及蟹类物种的制作方法

冰岛扇贝是在挪威水域的海床上大量发现的一种贝类(扇贝的一种)。今天，冰岛扇贝主要在美国东北部和加拿大捕捞。其在挪威的自然栖息地在扬马延岛附近、在靠近斯瓦尔巴特群岛的巴伦支海中、沿着特罗姆瑟和西奥伦群岛的海岸、以及挪威西部附近的少量本地种群。但是，在挪威，捕捞冰岛扇贝在很小的规模上进行。这主要是由于迄今为止尚未找到用于从海床收获扇贝的合适的方法。从1986年到1992年，在挪威进行了一些冰岛扇贝的大规模捕捞活动，包括沿着海床拖网捕捞。事实证明，这是一种非常有利可图且高利润的捕捞方法。同时，人们发现，沿着海床拖网的捕捞方法对环境和种群都非常低效且不可持续。贝类疏浚对有争议的捕获场地征收100％的税。这种收获方法在1990年代初被当局终止并宣布为非法。从那时起，没有人找到可持续大规模收获冰岛扇贝的技术解决方案。

如今，在挪威，没有大规模捕捞冰岛扇贝的解决方案。他们被通过潜水少量捕捞。这是低效率、相对昂贵且季节性的。另外，由于光线、寒冷和天气条件的限制，还可能发生事故。捕捞冰岛扇贝的唯一已知技术是海底拖网捕捞。贝类的海底疏浚是一个较差的解决方案，因为疏浚是以海床环境为代价的。如上所述，此方法在挪威是禁止的。作为一种解决方案，拖网捕捞的效率也远低于所提出的解决方案。当拖网捕捞时，带到船上的东西中可能有多达95％是岩石、沙子和副渔获物。另外，拖网捕捞将损坏多达约70％的渔获物。因为在捕捞过程中海床被刮擦和破坏，因此这对于冰岛扇贝种群而言也是一种不可持续的方法。

本发明是一种针对上述问题的解决方案，并且是针对环境和海洋生态系统二者而言温和的收获方法。无意捕获的物种被精心地挑选出。另外，与通过将全部渔获物带到船上的拖网捕捞相比，本发明中，非常小的贝类也会被分拣出，并允许继续生长以有助于以更好的方式维持种群。

背景技术：

专利公开jph0643a描述了一种用于从海底收集贝类的系统，其中，贝类首先从海底松脱，然后被带到船的甲板上。管、喷嘴和入口被固定到带有包括支撑撑条的滑靴的雪橇状组件。在海床上的贝类借助于高压流体从海床松脱，借助于由叶片/轮叶产生的负压被吸起并在流体流中被带到水面，然后通过提升泵被进一步运送。

专利公开jps5486597u描述了一种系统，其中借助于多个高压喷嘴将贝类从海床松脱。然后将贝类吸取穿过连接到海面的软管，最后将它们存储在船上的容器中。该系统由一个带有滑靴、支杆和多个喷嘴的雪橇状物体组成。喷嘴经由软管被供应来自船上的泵的流体。海床上的收集系统包括雪橇，该雪橇被设计为借助于附接到船上的拖绳被沿着海床拖动。

挪威专利no.333031描述了一种利用从海面船只控制的液压臂或rov从海床收集物体的装置，其中该装置安装在rov/液压臂上，并由喷嘴、吸入室、负压泵和排放系统组成，利用吸力收集物体，并具有专门为收集特定物体而构造的喷嘴。

gb2332848a描述了一种用于收获海床上的贝类的设备，该设备包括安装在适于被沿着海床拖曳的框架上的笼子和刀片。进给管在靠近刀片的高压下排出流体以产生湍流，而吸入管则移除收集在笼中的物料。刀片适于将渔获物从海床释放并且是可调节的，从而可以改变刀片的穿透角度和深度。吸入管优选地操作为气力提升泵。

gb1207906a教导了一种用于收获软体动物等的吸扬式疏浚设备。该设备包括用于从海底收集软体动物的疏浚装置、限定软体动物行进通道的收集装置、用于将高压气体供应至与疏浚装置邻近的点处的导引装置的装置，借此，所述气体的浮力和速度引发了软体动物通过所述通道的运动。

gb1156547a教导了一种海上疏浚机，其从海底吸取软体动物并将其连续地运输到拖曳疏浚机的水面船上。

美国专利申请us2003/172557a1教导了一种用于从海床收获贝类的设备，该设备包括：加压水源；至少一个水射流，所述至少一个水射流布置成收纳来自水源的水并将其引导至含有贝类的沉积物；分拣板，所述分拣板用于接收通过所述至少一个水射流采掘的含贝类的沉积物并将贝类从沉积物中分离；用于收纳分离的贝类的收集室以及两个提升室，其中一个提升室与加压水源相连，用于从收集室中提升贝类并夹带贝类以将其运输到水面，另一个提升室布置成接收加压空气以增大运输速度和提升力，同时在将贝类运输到水面时对其进行缓冲。

us2204584a教导了从海床上移除诸如牡蛎、贝类等物料的设备，包括水力疏浚，所述水力疏浚将水流带入喷嘴并穿过竖直通道，同时使喷嘴指向海床以移除所述物料，所述物料悬浮在水中并被随水流带起穿过通道直至到达例如物料被收集和存储所在的水面船只。

us3783536a教导了一种从海底收集生物或地质材料的设备，该设备包括水面船只、向下悬垂的导管、布置在第一向下悬垂的导管中的第二导管、以及设置在所述导管内的第一和第二环形带式输送器、布置在水面船只上的抽吸泵，第二导管的上部连接到抽吸泵的入口。

fr2735329a描述了一种捕捞装置，该捕捞装置由水下框架组成，该水下框架附接到捕捞船上，并被捕捞船沿着海床拖动。水下框架带有导向件和吸头，该吸头朝向框架的前部定位，并产生真空，所述真空将物料从海床运送到位于距前部框架部分某一固定距离的平台上。在吸头上方和前方的承载件形成了对网具的上边缘的支撑件并使得能够将穿过吸头的活生物体捕获。输送管道将活生物体(被两个设备捕获)从水下框架向上转移到水面船只上。

通过吸力沿着海床拖动框架的收集装置的一个共同特征是，其搅动大量的底部沉积物，其破坏海床的动物群，并“进行清扫”，使得对收获工具已被在其上拖曳的海床留下严重损坏。挪威当局已经终止了这种收获方法，并宣布其为非法。

因此，本发明旨在解决两个问题：

1.高效的收获方法：目前使用的方法是由潜水员人工收获；这是危险且耗时的，因为冰岛扇贝的收获深度可能深达200米。本发明不同于手工采集和吸到海面上的水桶的方式。

2.防止在收获期间对海床造成破坏。本发明与先前的收获方法不同，先前的收获方法对海床造成了广泛的或无法弥补的破坏，这需要很长时间才能扭转。

技术实现要素：

本发明解决了上述问题，并且是一种用于底栖海洋生物(冰岛扇贝、其他扇贝或类似生物)的收获系统，该收获系统包括具有以下特征的收获单元(0)：一个或多个泵，所述一个或多个泵包括指向海床的一个或多个吸嘴、从吸嘴通向泵的一个或多个入口、至分拣装置的出口；用于驱动所述一个或多个泵的一个或多个马达，其中至少将贝类与副渔获物和异物分开的分拣装置具有通向收集单元的用于贝类的出口；承载至少收获单元的结构主框架；以及用于收获单元的部署和推进的拖曳和下水系统。

本发明进一步描述了一种用于从海床收获贝类的方法，该方法包括以下步骤：

-经由拖曳和下水系统将收获单元从船下放到海床；

-利用布置在所述收获单元中的一个或多个泵经由指向所述海床的一个或多个吸嘴吸起贝类；

-利用分拣装置将贝类与副渔获物和异物分离；

-将所述贝类传递到收集单元；

-借助于拖曳和下水系统将收获单元沿着海床拖曳，以及进一步，

-根据收获速度控制和调节吸嘴相对于海床的位置、收获单元相对于海床的位置以及所需的来自泵的吸力或流量。

收获单元具有简单的技术解决方案，这意味着在捕捞期间无需特殊技能即可操作或维修设备。

附图说明

附图示出了要求保护的发明的一些实施方式，但是本发明不限于附图中示出的实施方式。

图1是根据包括船或母船以及收获单元的本发明的实施方式的整个概念的示意图，其示出了收获方法如何工作。

图2示出了收获单元的实施方式与拖曳船的部分的组装。

图3示出了安装在框架上的收获单元的实施方式的布置。

图4示出了本发明的实施方式，其具有将收获单元安装在框架上的结构布置。

图5示出了在本发明的实施方式中安装在框架上的图4中的收获单元的结构布置(后视图)。

具体实施方式

本发明的装置是针对上述问题和需求的解决方案，并且是一种用于底栖海洋生物(冰岛扇贝、其他扇贝或类似生物)的收获系统，该收获系统包括具有以下特征的收获单元：一个或多个泵，所述一个或多个泵包括指向海床的一个或多个吸嘴、从吸嘴通向泵的一个或多个入口、至分拣装置的出口；用于驱动所述一个或多个泵的一个或多个马达，其中至少将贝类与副渔获物和异物分开的分拣装置具有通向收集单元的用于贝类的出口；承载至少收获单元的结构主框架；以及用于收获单元的部署和推进的拖曳和下水系统。

图1中以简单的示意图示出了收获系统。该系统旨在在将例如贝类运输到篮子直至到达船(f)之前将其从海床收获和分拣，这些篮子可以是带孔的笼子或板条箱。用于从海床上无接触地收获例如贝类的单元由多个泵单元(1)组成，泵单元在吸嘴中产生负压。这种负压会将贝类吸入连接到吸嘴的软管中，然后贝类被从那里吸取穿过泵(1)并穿过分离器(3)，在分离器(3)处任何不需要的物体均可以被过滤掉(将贝类与诸如岩石、海藻和碎屑之类的副渔获物和异物分离)。过滤后的贝类穿过管子或通道(33)或从分离器(3)中直接倾倒回海床。分拣后的贝类最终会处于一个或多个收集箱、收集室或篮子(4)中。收集室(4)是一种被几何地定界的装置，并用作渔获物的储存器。篮子(4)可以一次被拿到地面上一个，并且与其他单元相独立地被倒空。篮子(4)和收获单元(0)设置有提升装置(l)。提升篮子(4)可以借助于联接装置(k)完成，该联接装置(k)例如可以是拖绳(51)的一部分。吸嘴(2)可以借助电动或液压致动器来升高/降低以适应海床的地貌，并且可以在收获系统上安装摄像头和照明灯，以允许完全的操作员控制。收获单元不能独立于船(f)进行移动，但必要时可以由obs-rov(微型观察潜艇)协助。这样做的好处是可以很好地控制周围的结构布置、海床和设备，并最大程度地减少收获单元引起的破坏和损失。可以对泵(1)进行频率控制，并且可以将泵马达设计成压力补偿的，使得它能够抵抗收获单元所承受的静水压力，因为贝类可能会在深度达200米处被发现。频率控制泵的优势在于，操作员可以控制泵的吸力，从而控制作用在贝类和海床上的力。因此，泵的频率控制将有助于限制对海床的破坏范围。泵可以是喷射器类型，也可以是具有高流量和低压的大螺旋壳体的类型，其叶轮是所谓的“非接触式”且对所泵送的产品柔和，或者是其他合适类型的泵。

在一个实施方式中，本发明包括在主框架(6)与绞车(v)之间延伸的拖绳(51)，诸如例如钢丝、绳索、链条等。绞车(v)可以布置在还适于承载收获单元(0)的船(f)上。收获系统将被悬挂在拖绳(51)中，并在收获操作过程中能够以大约2节的前进速度在船后被拉动。作为捕捞船，可以使用近海服务船(osv)、平台供应船(psv)或适合该目的的捕捞船。

在本发明的实施方式中，分拣装置(3)包括第一分拣器(3a)和第二分拣器(3b)，第一分拣器(3a)为将贝类与副渔获物分离而设计，第二分拣器(3b)为例如贝类的大小分拣而设计。副渔获物可以包括例如岩石、海藻和枯死的植被。为了在期望大小的贝类与低于期望大小的贝类之间进行区分，首先将需要对贝类进行大小分拣。可以被收获的贝类的最小的外壳高度为65mm。即，分离器将能够具有数个阶段，其中第一阶段会尽可能多地分拣出不想要的物体，诸如小石头、枯死的植被等。不需要的物体不会被收集，而是会被从第一分拣器(3a)中排出，然后回到海里。能够尽可能多地分离出在海底上的副渔获物是有利的。分离器装置的下一阶段可以然后是其能够根据大小对贝类进行分拣，使得可以释放最小尺寸以下的贝类。将小型贝类放回其原生生物群落中从而造成最小的破坏和“死海”是有利的。如果需要的话，也可以根据大小对希望接受的贝类进行分拣，但是这种分拣也可以在船上进行。

在收获系统的实施方式中，收获单元(0)可以包括第三分拣器(3c)，该第三分拣器(3c)设计用于进一步的大小分拣，即，以在例如不同期望大小的冰岛扇贝之间进行区分。第三分拣器(3c)可以布置在收获单元(0)中。能够直接在收获单元中对将要交付给不同市场、消费者和不同质量的这些贝类大小之间进行区分会是有利的。

在收获系统的实施方式中，它可以包括位于船(f)上的附加分拣器(3d)。该分拣器(3d)将适当地位于船(f)的甲板上。将这种分拣器(3d)放置在甲板上从接近、排空渔获物和服务友好性的考虑而言为方便可用是有利的。也存在下述情况，在船的甲板上进行进一步分拣以仔细地对贝类进行分拣以便简化渔获物的装箱和包装过程是实用的或合适的。该分拣器不是必须为第四分拣器，而是可以很好地代替布置在于海床上操作的收获单元(0)上的一个或多个分拣段。

用于将冰岛扇贝与副渔获物分离的分拣装置包括机械分拣、光学成像和图像分析、超声发射器和接收器、超声图像分析(例如多普勒)、声阻抗、尺寸测量以及使用多个超声发射器和多个超声传感器。

在收获系统的一个实施方式中，收集单元(4)是与泵(1)和分离器单元(3)分离并且连接到泵(1)和分离器单元(3)的单独单元。

在收获系统的一个实施方式中，收集单元(4)在其壁和底部设有金属丝网、格栅或网具(41)。可以以许多不同的方式来构造收集单元，诸如例如，具有排水装置的盒子，具有狭槽、穿孔、网具、金属丝网、格栅或实心壁的盒子。这些设备的优势在于，它们可以对渔获物进行最终分拣，并丢弃在较早的分拣装置(3a-3d)中未检测到的少量污染物。

所述分离器原则上将能够使用尺寸、比重和重力、光学成像和图像分析、机械分拣、超声分析(多普勒，声阻抗，尺寸测量)或利用多个超声发射器以将不需要的物体与需要的渔获物区分开。

有利的是，收集单元(4)以使其能够以简单而高效的方式清空的方式布置。为了能够将收集单元(4)从收获单元(0)向上提升到船(f)的甲板，收集单元(4)可以配置有诸如吊环螺栓或吊耳之类的提升装置(l)。

在本发明的实施方式中，收集单元(4)设置有提升装置(l)，该提升装置(l)与拖曳和下水系统(5)中的联接装置(k)连接，以用于收集单元(4)的各自提升。这样做的优点是，在其他篮子在海床上生产时，操作员可以提起并清空专用的收集单元(4)(在这种情况下为篮子)，从而防止停工并允许继续收集贝类。另外，这意味着必须从海床向上移动到船上移动的设备和重量减少了，从而减少了对更多设备造成超出绝对必要水平的潜在损坏的风险。

在本发明的实施方式中，可以通过拖曳和下水系统(5)将整个收获单元(0)提升到船(f)的甲板上来清空收集单元(4)。这样，整个收获单元(0)被抬起并放置在船的甲板上，从而非常容易就地操作、处理和清空收集单元(4)，并使操作员对情况具有良好的概览。

在本发明的实施方式中，收集单元(4)可以在收集单元(4)中达到给定水平时被倒空或者可以连续被倒空，并且分拣的贝类通过单独的泵送和运输系统(7)运输到船(f)的甲板。引入通过以给定的输送速率清空收集单元(4)的泵送和输送系统的连续过程可能是有利的。贝类收获效率将提高，并且还可以防止收集单元(4)不必要的排空过程，这有助于缩短收获操作过程中的中断或停工时间。

在本发明的实施方式中，可以在主机架上布置至少一个摄像机(53)，所述至少一个摄像机直接地或间接地连接到船(f)或收获单元(0)上的控制和监视单元(58)。这种摄像机监控将为收获装置的操作员提供捕捞区域的概览，并在收获操作期间为操作员提供决策支持。

在本发明的实施方式中，收获系统还可包括至少布置在收获装置(0)上用于控制、监视和指示收获单元(0)相对于海床的位置的定位系统(50)。这可以简化对收获单元的控制，并减少操作过程中操作员的过度劳累。

在本发明的实施方式中，定位系统(50)可以包括至少布置在收获单元(0)上的用于指示收获单元(0)相对于海床的位置的传感器(52)。这是有利的，因为它使操作员能够知道收获单元(6)的位置，并简化了来自定位系统(50)的控制。

在本发明的实施方式中，一个或多个泵(1)包括吸力调节系统(14)，该吸力调节系统(14)能够单独地或联合地调节吸力以适于海床特征。泵由吸力调节系统(14)进行速度控制，其可以进行编程以适应不同的海床条件。通过每个单独的泵的最佳流量被推算在0m³/s至1.0m³/s之间变化。吸力调节系统的另一种变型可以是，允许泵以恒定速率运行，而同时仅将进入泵的通道缩短。这是一个简化的系统。

在本发明的实施方式中，一个或多个吸嘴(2)可以布置成被升高或降低以适应海床的地貌。在一个实施方式中，使用来自船的视频图像和手动控制。在一个实施方式中，这可以通过传感器和图像识别技术来控制。吸嘴(2)可设置有基本水平的通道(21)，该通道具有面向海床的狭缝，且该通道连接在一个或多个吸嘴(2)的底边处。

在本发明的实施方式中，吸嘴(2)可以被布置成借助于液压或电动致动器(22)相对于结构主框架(6)升高和降低。为此目的能够使用带轮/线材/马达装置(23)。这简化了每个单独吸嘴可以根据海床地貌的特点来调整和定位的方式。这将借助于摄像头或传感器来实现，这些摄像头或传感器布置在收获单元上的不同处，并向与吸嘴致动器相连的控制系统提供反馈。

在本发明的实施方式中，船(f)可以包括a形框架(a)，该a形框架(a)布置在船(f)的后部上，以支撑拖曳和下水系统(5)。收获工具将通过为“舷外”或下水系统的a形框架附接到船(f)。a形框架将具有根据收获单元所配置有的模块数目的可移动的滑车。a形框架可以定位于船上相当远的位置，以便能够使收获单元安全地到达甲板上，并且实际上可以与船的宽度一样宽。这有利于方便收获单元(0)的卸载和装载。同时，该解决方案在收获单元(0)的尺寸方面给出了最小的限制。

在本发明的实施方式中，船(f)可以包括月池(m)，用于展开和收回收获单元(0)。月池是位于船的甲板上的开口，通过该开口可以将收获单元从海床上升起或降到海床上。当要装载或卸载收获单元时、在不利的天气条件下，这是一个优点，并且将大大增加天气窗口。

在本发明的实施方式中，绞车(v)可以进一步包括升沉补偿系统(57)，用于调节收获单元(0)相对于海床的位置。升沉补偿系统(57)也可以布置成悬挂在a形框架(a)中，或安装在绞车(v)与a形框架(a)之间。可能是有利的是使拖曳系统(5)包括：用于引导绳(53)的固定的或横向可移动的滑车(58)，以及用于使收获单元定位和落在船的甲板上的液压或电动致动器。借助升沉补偿，收获单元将与海床维持稳定的距离，并且通过集成摄像头可以对环境和周围有很好的概览。升沉补偿系统的优点是基于系统中的小质量和低旋转惯性。升沉补偿的绞车也将是有利的，以减少由于不利的天气条件而无法收获的天数，即，天气窗口大大增加。另一个优点是，如果有必要应对破碎地形(诸如斜坡、岩石、碎片等)，则船(f)上的绞车(v)能够在相对于海床不同的参照点下运行。在一个实施方式中，绞车自身可以通过将绞车卷筒与升沉运动相反地旋转来进行升沉补偿。

在本发明的一个实施方式中，拖曳和下水系统(5)可以包括绳(53)，该绳(53)构成或包括脐带缆(54)，该脐带缆(54)使电力从船(f)传输到收获单元(0)。该脐带缆(54)既用作绳(或提升缆绳)，又用作收获单元(0)的电力传输和信号电缆。在绞车(v)中，将存在用于将电力传输到收获单元(0)的滑环。也可以通过该滑环传输来自收获单元(0)上的摄像机(55)的实时图像。替代地，收获单元(0)可以配备有单独的能源，例如水下电池组，以允许自主操作。

在本发明的一个实施方式中，收获单元(0)包括垂直和/或水平推力器(59)，其被设计成精细地调节或支持收获单元(0)相对于海床的定位。如果垂直或水平推力器(59)能够根据海床的特征将收获单元(0)分别在x轴、y轴和/或z轴上独立地定位，则对于收获系统而言是有利的。这将使收获活动更有效率。

在本发明的实施方式中，将存在控制和监视系统(58)，该控制和监视系统(58)将被设计为调节以下部件中的至少一个或多个部件：吸力调节系统(14)、致动器(22)、定位系统(50)和/或推力器(59)。收获系统可以有利地被从船(f)整体上进行管理、监视和控制。收获单元的收获效率将受到两个主要参数的影响：贝类的个体密度和海床特征。为了获得最佳的捕捞效率，必须能够在捕捞作业之前对将要进行捕捞的区域的贝类种群进行制图。通过使用安装在收获单元(0)上的一个或多个摄像机(55)和光源(56)，操作员或控制系统将对海床地貌的性质以及贝类在海床上的集中位置有一个预先了解。在此，可以使用图像识别，其中，传感器(52)安装在收获单元(0)的不同处，并且传感器(52)能够扫描要收获贝类的区域和海床，例如0至50米远的前方(所谓的预测图像分析)。基于该收集的信息，操作员或控制系统可以(可视地或通过算法)决定或预测收获系统应向哪条路或哪个方向移动以最大化收获。同时，这在海床由敏感的植物/珊瑚组成的情况下会使操作者能够看到或收到信息，从而能够避开以防止对环境造成不必要的负面影响。在制图和收获阶段，控制和监视系统(58)可以在操作过程中(例如，通过gps、跟踪器或其他定位装置)处理和记录收获单元(0)的坐标，以便将其存储从而避免以后在同一地方收获。收获单元(0)已去过地方的文件也可以是由渔业当局作为捕捞特许权和报告的一部分而设定的要求。

在一个实施方式中，收获单元(0)将是模块化的，并且该系统将由几个并置的相同模块组成，并且由于多个单元可以并行运行，因此该系统将能够覆盖海床的大的宽度。实际上，在重量方面这没有限制。如果由于收获单元(0)的重量而需要浮力，则可以为这些单元配备浮力元件。由于每个单元都是一个自给自足的单元，因此收获单元将能够根据底部条件、生产能力和船的容量进行模块化配置。