一种深海智能养殖网箱的制作方法

本发明涉及深海养殖设备技术领域，具体为一种深海智能养殖网箱。

背景技术：

传统的塑胶深海养殖网箱仅以浮于水面的浮体作为网衣的悬挂支撑，与水下网衣没有形成整体性。虽然能满足部分波浪力的柔性变量，但是刚性和环向变形模量不足，使的悬浮于水面的作业栈道的稳定性和抗风浪能力不强；因水下网衣与浮体不能形成整体性，所以无法升级与智能化有效结合；当网衣过深、风浪大或箱体内水产品减少时，网箱就易翻底和交缠。

其次，囿于材料的先天性和结构技术因素，使的塑胶养殖网箱在深海区域的空间利用、网箱和网衣的锚固、可塑性、休闲功能等方面局限性过大。例如海南、广东等地，许多圆形塑胶网箱被台风摧毁造成巨大损失，都与材质、接头受力、网箱刚性不足、锚固受力点强度不够有着直接关系。事实上，市场上绝大部分圆形塑胶养殖网箱均达不到海洋工程规范要求的：水动力分析、稳性分析、有限元分析、锚固分析计算的技术认证标准。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种深海智能养殖网箱，具备综合提升网箱结构、养殖空间、水产品产量和质量、测控气候环境和水域环境安全等优点，以解决上述背景技术中提出的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种深海智能养殖网箱，包括浮力系统、锚固系统、浮体连接系统、网衣系统、网箱扩展框架与增强系统、水下测控及增氧系统，所述浮力系统浮潜于水中，由多组呈矩阵组合排列的长方体浮箱，形成闭合式框体结构的多边形网箱；水面上部的浮体作为人行休闲作业栈道，栈道上部的两侧设安全防护栏；所述锚固系统由锚固桩、锚固绳以及浮体连接系统组合成网箱稳定系统；所述浮体连接系统由多组带滑轮的预埋管件、预埋管套、橡胶垫圈以及紧固件组成；所述网衣系统中的网衣根据实际情况选择网孔孔径，网衣上口与网衣底部四周以粗缆绳编结悬挂于安全防护栏的柱梁上；所述网箱扩展系统由耐酸碱h型材和连接件组成立体框架，悬挂于网衣内侧向水下延伸；所述网箱增强系统由轻型便捷连接桁架、便捷拼装复合型板和定位装置组成；所述水下测控及增氧系统利用网架支撑结构安装水下测控芯片、仪器、灯光以及纳米供氧设备，对养殖生物实现智能管理和增氧功能。

优选的，所述浮体由内腔填充轻型材料的封闭浮力箱、内腔中空的配重储藏箱、混凝土分隔墙以及预埋连接件组成；所述封闭浮力箱与配重储藏箱皆由金属或复合板材制成，以混凝土分隔墙进行隔断；所述封闭浮力箱内填轻型发泡材料，确保浮体不因渗漏和风浪沉没；所述配重储藏箱设于浮体中心，满足配重载荷平衡和储物便利。

优选的，所述浮体的上口处连续向内折弯，增强环向变形模量并形成与栈道机构连接的支撑；所述浮体的底部和两侧呈波形曲面状向外凸起，以提高环向模量、增强抗风浪能力；所述浮箱外设双层保护外套，双层保护外套的里层采用防紫外线的塑胶薄膜并在浮体的吃水线上部以压条固定，外层设塑胶编织网于安全防护栏的柱脚处绑扎固定。

优选的，所述预埋管件、预埋管套以及紧固件设于浮体头尾两端的连接处，预埋管件和预埋管套向浮箱内延伸，于浮体截面外壳平行加设t型钢板，相邻钢板之间以连续三角支撑焊接后用海工混凝土浇筑；所述预埋管件设锚固绳滑轮组，滑轮的两端加设橡胶垫圈，一浮箱的预埋管件穿过预埋管套后加设弹簧，与另一箱体以螺栓或抱箍连接，通过预埋管套内橡胶垫圈360°减震和弹簧阻尼，组成刚柔并济连接。

优选的，所述滑轮两侧加设收缩减震器件并设于预埋管件之间，锚固绳的下端与锚固重力点连接，水上绕多个滑轮形成滑轮组机构后绑扎稳定浮体；水下与锚固桩以往复式双绳结构与水下阵列式锚固点连环连接锚固浮体。

优选的，所述水上浮箱与作业栈道之间以覆膜阻隔水液侵入浮体内腔；所述作业栈道与浮箱组合形成的内角侧立面位于浮体1/2以上长度处，设预埋和导轨限位连接机构；所述浮体内角的斜三角增强支撑系统中，以轻型高强度管材焊接成三角桁架，并在其两端焊接带定位孔的板材形成导向机构，插入浮箱侧立面导轨，用螺栓或插栓方式与定位孔连接；所述三角桁架上方铺设带卡槽的板材，即为作业栈道；在网衣悬挂后可根据风浪强度灵活使用，不用时，可悬挂于安全防护栏上或置于栈道中。

优选的，所述网衣悬挂于作业栈道内侧的安全防护栏上，高于水面约1.5米，强风浪时于安全防护栏的扶手上加设网盖，避免海浪漫过栈道导致水生物逃生；所述扶手上设易拆卸的内三角斜支撑，增强整体性。

优选的，所述网衣内侧加设水下辅助支撑框架，且辅助支撑框架的立杆与安全防护栏的立杆导槽之间以螺栓或插栓以阻尼柔性连接；所述浮体侧立面的下方加设预埋固定卡扣，辅助支撑框架的立杆与水面机构连接点不低于三个；所述辅助支撑框架的立杆与横梁以t型、十字承接接头加螺栓连接；所述支撑框架底部呈网格状且四角设斜支撑限位，支撑框架底梁设对称性浮力管，浮力管的浮力略小于框架总重，便于组装时重力平衡；组合成立体内支撑框架悬挂于水中，扩大网箱养殖空间；所述养殖网箱空间扩大、网衣受水体流向和海浪冲击时，内支撑框架能限制网衣内翻。

优选的，所述立体内支撑框架的四周和底部结构，安装有水下测控系统、仪器、灯光、纳米供氧设备、水生物测控传感器与远程主机和移动终端；所述水下测控系统包括多组网箱联网的水下声呐、定位、红外扫描、激光探测、电磁测控、成像设备和信号传输系统，对水域及水下气候环境、声呐、电磁波等物理和化学环境实时监控；与养殖网箱的终端测控芯片和集控中心组成网箱养殖的物联网管理系统和水域信息采集中心；所述养殖网箱空间扩大后，溶解氧从水下往上补充可以提高养殖生物的密度，智能调节水产品养殖环境。

优选的，所述纳米供氧设备通过供氧管将溶解氧输送至网箱底部，以导向性内湾机构使气泡定向往网箱中心或某一侧顺向输送，使残余排污定向扩散，达到改善水质和提高溶解氧含量的双重目的，大大提升养殖密度和产品质量。

优选的，所述纳米供氧设备通过在供氧管上加设调温装置，对输出的氧气加热或降温，从水底往上调节养殖水温；所述网箱可通过加盖不同材料，分别实现保温、遮阳、降温，从上向下调节水温。

优选的，所述养殖网箱可标准化快速生产、组合、拼接、安装，以水上机构作为水上休闲栈道，可延伸拓展为水上休闲平台，安装水上休闲建筑和管理用房，赋予养殖网箱生态功能。

深海智能养殖网箱的使用方法，包括以下步骤：

a、以内填充轻型材料确保浮体不因渗漏和风浪沉没，提升结构安全；通过便捷拆装式平面三角桁架支撑，增加网箱结构的稳定性和抗风浪的能力；

b、以向水下延伸的立体框架稳定网箱及网衣，在增加网箱养殖空间的同时，极大地增加了网箱浮体的整体性。

c、以增加水的流动性改善水质，通过提高溶解氧含量，在增加养殖密度的同时，提升水产品的质量。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种深海智能养殖网箱，具备以下有益效果：

该深海智能养殖网箱，根据海洋工程学技术原理，通过建模仿真，在水动力学分析、稳性分析、有限元分析、锚固分析计算满足抗风浪等级规范的基础上，再对结构优化，增加补强机构、养殖网箱网衣的空间扩大支撑机构和信息测控物联网系统；相比于传统养殖网箱，不仅扩大了养殖空间，而且增加了网箱的结构强度和整体性，提高了休闲稳定性能；组成物联网管理系统，智能调节水产品养殖环境，使溶解氧含量、养殖空间、密度、质量同步提高、发病率降低；同时能实时掌握气候与水域物理和化学动态，提高养殖环境安全；以防紫外线的塑胶薄膜保护浮体免受污染和太阳辐照，延长使用寿命；通过外层加设的塑胶编织网，不仅对塑胶薄膜保护外套起稳固防护的作用，还为贝类生物提供生物附着场景，净化周边水质，通过解开绑扎绳网即可进行拆洗并收获贝类产品。

附图说明

图1为本发明主视剖面结构示意图；

图2为本发明锚固结构示意图；

图3为本发明浮体连接结构示意图；

图4为本发明网箱增强结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种深海智能养殖网箱，包括浮力系统、锚固系统、浮体连接系统、网衣系统、网箱扩展框架与增强系统、水下测控及增氧系统，浮力系统浮潜于水中，由多组呈矩阵组合排列的长方体浮箱，形成闭合式框体结构的多边形网箱；水面上部的浮体作为人行休闲作业栈道，栈道上部的两侧设安全防护栏；锚固系统由锚固桩、锚固绳以及浮体连接系统组合成网箱稳定系统；浮体连接系统由多组带滑轮的预埋管件、预埋管套、橡胶垫圈以及紧固件组成；网衣系统中的网衣根据实际情况选择网孔孔径，网衣上口与网衣底部四周以粗缆绳编结悬挂于安全防护栏的柱梁上；网箱扩展系统由耐酸碱h型材和连接件组成立体框架，悬挂于网衣内侧向水下延伸；网箱增强系统由轻型便捷连接桁架、便捷拼装复合型板和定位装置组成；水下测控及增氧系统利用网架支撑结构安装水下测控芯片、仪器、灯光以及纳米供氧设备，对养殖生物实现智能管理和增氧功能。

如图1中浮体由内腔填充轻型材料的封闭浮力箱、内腔中空的配重储藏箱、混凝土分隔墙以及预埋连接件组成；封闭浮力箱与配重储藏箱皆由金属或复合板材制成，以混凝土分隔墙进行隔断；封闭浮力箱内填轻型发泡材料，确保浮体不因渗漏和风浪沉没；配重储藏箱设于浮体中心，满足配重载荷平衡和储物便利。

如图1中浮体的上口处连续向内折弯，增强环向变形模量并形成与栈道机构连接的支撑；浮体的底部和两侧呈波形曲面状向外凸起，以提高环向模量、增强抗风浪能力；浮箱外设双层保护外套，双层保护外套的里层采用防紫外线的塑胶薄膜并在浮体的吃水线上部以压条固定，外层设塑胶编织网于安全防护栏的柱脚处绑扎固定。

如图3中预埋管件、预埋管套以及紧固件设于浮体头尾两端的连接处，预埋管件和预埋管套向浮箱内延伸，于浮体截面外壳平行加设t型钢板，相邻钢板之间以连续三角支撑焊接后用海工混凝土浇筑；预埋管件设锚固绳滑轮组，滑轮的两端加设橡胶垫圈，一浮箱的预埋管件穿过预埋管套后加设弹簧，与另一箱体以螺栓或抱箍连接，通过预埋管套内橡胶垫圈360°减震和弹簧阻尼，组成刚柔并济连接。

如图2和图3中滑轮两侧加设收缩减震器件并设于预埋管件之间，锚固绳的下端与锚固重力点连接，水上绕多个滑轮形成滑轮组机构后绑扎稳定浮体；水下与锚固桩以往复式双绳结构与水下阵列式锚固点连环连接锚固浮体。

如图1和图4中水上浮箱与作业栈道之间以覆膜阻隔水液侵入浮体内腔；作业栈道与浮箱组合形成的内角侧立面位于浮体1/2以上长度处，设预埋和导轨限位连接机构；浮体内角的斜三角增强支撑系统中，以轻型高强度管材焊接成三角桁架，并在其两端焊接带定位孔的板材形成导向机构，插入浮箱侧立面导轨，用螺栓或插栓方式与定位孔连接；三角桁架上方铺设带卡槽的板材，即为作业栈道；在网衣悬挂后可根据风浪强度灵活使用，不用时，可悬挂于安全防护栏上或置于栈道中。

如图4中网衣悬挂于作业栈道内侧的安全防护栏上，高于水面约1.5米，强风浪时于安全防护栏的扶手上加设网盖，避免海浪漫过栈道导致水生物逃生；扶手上设易拆卸的内三角斜支撑，增强整体性。

如图4中网衣内侧加设水下辅助支撑框架，且辅助支撑框架的立杆与安全防护栏的立杆导槽之间以螺栓或插栓以阻尼柔性连接；浮体侧立面的下方加设预埋固定卡扣，辅助支撑框架的立杆与水面机构连接点不低于三个；辅助支撑框架的立杆与横梁以t型、十字承接接头加螺栓连接；支撑框架底部呈网格状且四角设斜支撑限位，支撑框架底梁设对称性浮力管，浮力管的浮力略小于框架总重，便于组装时重力平衡；组合成立体内支撑框架悬挂于水中，扩大网箱养殖空间；养殖网箱空间扩大、网衣受水体流向和海浪冲击时，内支撑框架能限制网衣内翻。

如图1中立体内支撑框架的四周和底部结构，安装有水下测控系统、仪器、灯光、纳米供氧设备、水生物测控传感器与远程主机和移动终端；水下测控系统包括多组网箱联网的水下声呐、定位、红外扫描、激光探测、电磁测控、成像设备和信号传输系统，对水域及水下气候环境、声呐、电磁波等物理和化学环境实时监控；与养殖网箱的终端测控芯片和集控中心组成网箱养殖的物联网管理系统和水域信息采集中心；养殖网箱空间扩大后，溶解氧从水下往上补充可以提高养殖生物的密度，智能调节水产品养殖环境。

如图1中纳米供氧设备通过供氧管将溶解氧输送至网箱底部，以导向性内湾机构使气泡定向往网箱中心或某一侧顺向输送，使残余排污定向扩散，达到改善水质和提高溶解氧含量的双重目的，大大提升养殖密度和产品质量。

如图1中纳米供氧设备通过在供氧管上加设调温装置，对输出的氧气加热或降温，从水底往上调节养殖水温；网箱可通过加盖不同材料，分别实现保温、遮阳、降温，从上向下调节水温。

如图1中养殖网箱可标准化快速生产、组合、拼接、安装，以水上机构作为水上休闲栈道，可延伸拓展为水上休闲平台，安装水上休闲建筑和管理用房，赋予养殖网箱生态功能。

深海智能养殖网箱的使用方法，包括以下步骤：

a、以内填充轻型材料确保浮体不因渗漏和风浪沉没，提升结构安全；通过便捷拆装式平面三角桁架支撑，增加网箱结构的稳定性和抗风浪的能力；

b、以向水下延伸的立体框架稳定网箱及网衣，在增加网箱养殖空间的同时，极大地增加了网箱浮体的整体性。

c、以增加水的流动性改善水质，通过提高溶解氧含量，在增加养殖密度的同时，提升水产品的质量。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。