移动式海洋牧场装置的制作方法

本实用新型涉及海洋牧场领域，特别涉及一种可移动式海洋牧场装置。

背景技术：

随着捕捞强度逐渐增加，海洋污染范围不断扩大，我国海洋渔业资源的衰退现象日益严重，海水养殖业作为对海洋捕捞的补充，近年来得到了快速发展。致力于海洋牧场的研究、开发和应用已成为主要海洋国家的战略选择，也是世界发达国家渔业发展的主攻方向之一，值得我国密切关注、研究。同时，由于海洋捕捞强度过大等原因，迫使我国作业渔场不断向外海转移，而海水养殖受当前生产技术水平限制，很难扩展到30米等深线以外的海域。在30米-80米等深线的海域范围内，相对形成一个渔业利用空白区域，处于“没鱼捞”和“没法养”的状态。海水养殖带来的环境、病害及质量安全问题日益凸显，渔业发展中的资源与环境以及由此带来的一系列问题已成为制约我国海洋水产养殖业乃至海洋渔业可持续发展的瓶颈之一。

开展海洋牧场建设，其一是为了提高某些经济品种的产量或整个海域的鱼类产量，以确保水产资源稳定和持续的增长。其二是在利用海洋资源的同时重点保护海洋生态系统，实现可持续生态渔业。因此，在目前浅海作业的海洋牧场装备难以适应深海的恶劣环境条件的背景下，研究设计一种海洋牧场装置，能够解决装置本身在深海作业时的能源供给及运动性能问题，根据不同水深，完成深海渔业养殖综合辅助支持，将是本实用新型的研究重点之一。

除了深海渔业养殖，海洋旅游产业成为海洋资源的利用的又一个重要内容。建设海洋强国，要在开发海洋、利用海洋、保护海洋、管控海洋方面拥有强大的综合实力，在这些方面，发展海洋旅游都能起到重要而独特的积极作用。海洋旅游逐渐向着多元化、生态化、休闲化、创新化等方向发展。因此，研究设计一种性能优良的海洋牧场装置，推进海洋旅游产业的发展，也将是本实用新型的研究重点之一。

随着上述深海渔业养殖及深海旅游资源开发的发展，势必造成海洋生态环境的破坏。同时，海上风电等绿色能源的利用和开发越来越受到重视。如何开发研究一种海洋牧场装置，实现对海洋生态环境的监测保护，对深海绿色能源科学地开发利用，是本实用新型的又一个研究重点。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型在于提供一种移动式海洋牧场装置，以解决现有技术中海洋牧场装置难以适用于深海海域等问题。

针对上述技术问题，本实用新型提出一种移动式海洋牧场装置，包括：上部主体结构、支撑结构和提升系统。上部主体结构为多边形箱型结构，其上布置有多种功能模块；所述上部主体结构能够浮于海面上；所述上部主体结构的首端宽度小于尾端宽度；支撑结构能够将所述上部主体结构支撑于海面以上，其包括：三个桩腿，所述三个桩腿穿设于所述上部主体结构且所述三个桩腿等距离分布，其中一个桩腿靠近于所述上部主体结构的首端设置，另外两个桩腿靠近于所述上部主体结构的尾端设置；提升系统设置在所述上部主体结构上，用以在竖直方向上移动所述支撑结构，以使所述支撑结构和所述上部主体结构之间产生相对移动。

在优选方案中，所述桩腿为桁架式桩腿，所述提升系统为齿轮齿条升降系统或液压顶推升降系统，且所述提升系统能够带动三个桩腿升降。

在优选方案中，所述桩腿为圆柱型桩腿，所述提升系统为齿轮齿条升降系统或液压顶推升降系统，通过所述提升系统能够带动三个桩腿升降。

在优选方案中，所述上部主体结构的首端和尾端的角部呈弧形。

在优选方案中，所述多功能模块包括：系缆桩、过桥通道、货吊、绞车和救生筏；所述系缆桩设于靠近所述上部主体结构首端的一侧；所述过桥通道、货吊和绞车设于靠近所述上部主体结构尾端的一侧；所述救生筏设于所述上部主体结构的两侧。

在优选方案中，所述上部主体结构为四边形箱型结构，其水平截面呈等腰梯形；该等腰梯形的上底边对应于所述上部主体结构的首端，下底边对应于所述上部主体结构的尾端，两腰对应于所述上部主体结构的两侧。

在优选方案中，所述上部主体结构为六边形箱型结构，其水平截面包括等腰梯形区域和与该等腰梯形下底边相拼接并以该等腰梯形下底边为长边的矩形区域；该等腰梯形的上底边对应于所述上部主体结构的首端，等腰梯形的两腰及该矩形的两短边为所述上部主体结构的两侧。

在优选方案中，所述上部主体结构的内部设有压载舱、机械舱、油舱和控制室。

在优选方案中，所述支撑结构还包括足部，所述足部设置于所述桩腿的下端。

在优选方案中，所述功能模块包括：设置于所述上部主体结构中间位置的生活建筑，所述生活建筑包括多种功能的住宿娱乐功能房间，其中，所述生活建筑的顶部布置有太阳能发电板及信号塔。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、采用的三桩腿支撑结构配合升降系统及钢制船型，能够在较深海域恶劣环境下工作，移动灵活，提高了海洋牧场装置的安全性、稳定性、可靠性及可操作性，为目前国家海洋牧场装置的转型创新提供了技术保障，加速国家海洋牧场向中深海进军，促进了中深海海洋产业的快速发展。

2、上部主体结构的设计主尺寸范围大，可根据功能需求灵活设计，宽大的主体结构上表面面积能够保证多个功能模块的空间需求，便于多种设备的布置及功能设计，大大提高了海洋牧场装置的综合性能及利用率。

3、在传统海洋牧场装置设计的基础功能上，增加多个功能模块的集成布置，并辅以新型三桩腿支撑提升结构，全面满足了渔业养殖产业的综合支持、深海旅游产业、海洋生态环境监测及保护、深海绿色能源开发等多个功能，为海洋牧场装置带来了全新的设计理念，大大推动了我国海洋牧场装置的革新及市场发展。

附图说明

图1是实施例一移动式海洋牧场装置的俯视结构示意图。

图2是实施例一移动式海洋牧场装置的后视结构示意图。

图3是实施例二移动式海洋牧场装置的俯视结构示意图。

图4是实施例二移动式海洋牧场装置的后视结构示意图。

图5是实施例三移动式海洋牧场装置的俯视结构示意图。

图6是实施例四移动式海洋牧场装置的俯视结构示意图。

附图标记说明如下：2、上部主体结构；201、桩孔；202、控制箱；203、顶推装置；21a、第一侧面；22a、第二侧面；23a、第三侧面；24a、第四侧面；3、支撑结构；311、桩腿；312、桩腿；313、桩腿；32、足部；42、液压顶推升降系统；5、系缆桩；6、过桥通道；7、货吊；8、绞车；9、救生筏；10、生活建筑；11、太阳能发电板；12、信号塔；13、接收雷达；21b、第一侧面；22b、第二侧面；23b、第三侧面；24b、第四侧面；25b、第五侧面；26b、第六侧面。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

下面结合附图和多个实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

如图1至图2所示，本实施例的移动式海洋牧场装置，包括：上部主体结构2、支撑结构3和提升系统（图中未标出）。

上部主体结构2为本装置的核心部分，其为四边形箱型结构，其具有较大面积的上表面，其上布置有多种功能模块。上部主体结构2能够浮于海面上；上部主体结构2包括行走方向的首端和尾端，首端为移动式海洋牧场装置在海面上行走时的前端，上部主体结构2首端宽度小于尾端宽度。其中，上部主体结构2上具有三个桩孔201，三个桩孔201的旁边均布置有控制箱202和顶推装置203。

支撑结构3能够将上部主体结构2支撑于海面以上，其包括：三个桩腿311、312、313，三个桩腿311、312、313对应穿设于上部主体结构2的三个桩孔201内，三个桩腿311、312、313等距离分布，即三个桩腿311、312、313的水平截面呈等边三角形，其中桩腿311靠近于上部主体结构2的首端设置，桩腿312、313靠近于上部主体结构2的尾端设置。本实施例的三个桩腿等距离分布，装置整体结构性能更好，满足支撑上部主体结构2的强度；同时，相对四个或更多桩腿结构来说，成本更低，经济实惠。

提升系统设置在上部主体结构2上，且靠近桩孔201的位置。提升系统用以在竖直方向上移动支撑结构3，以使支撑结构3和上部主体结构2之间产生相对移动。

本实施例中，上部主体结构2的水平截面呈等腰梯形，该等腰梯形的上底边对应于上部主体结构2的首端，下底边对应于上部主体结构2的尾端，两腰对应于上部主体结构2的两侧。

具体地，上部主体结构2包括：平行的第一侧面21a和第二侧面22a，以及连接于第一侧面21a和第二侧面22a之间的第三侧面23a和第四侧面24a；其中，在水平方向上第一侧面21a的长度比第二侧面22a的长度短，第一侧面21a对应于等腰梯形的上底边，为移动式海洋牧场装置的首端；第二侧面22a对应于等腰梯形的下底边，为移动式海洋牧场装置的尾端；第三侧面23a和第四侧面24a对应于等腰梯形的两腰，为移动式海洋牧场装置的两侧。

支撑结构3包括三个桩腿311、312、313和设置于每个桩腿下端的足部32。

参阅图1，三个桩腿311、312、313中，其中桩腿312、313设置于靠近上部主体结构2尾端的位置，即第二侧面22a的位置；桩腿311设置于靠近上部主体结构2首端的位置，即第一侧面21a的位置，这种首端窄尾端宽的结构能够在移动式海洋牧场装置运行时减少海水阻力。

较优地，上部主体结构2的首端和尾端的角部呈弧形，即第一侧面21a和第三侧面23a的夹角位置、第一侧面21a和第四侧面24a的夹角位置、第二侧面22a和第三侧面23a的夹角位置以及第二侧面22a和第四侧面24a的夹角位置均呈弧形，该结构进一步有效地降低了拖航时的运行阻力。

足部32利于移动式海洋牧场装置停驻时沉桩固定于海底，实现了移动式海洋牧场装置的定位，提高了整个装置的稳定性。

在本实施例中，桩腿311、312、313为桁架式桩腿；提升系统为齿轮齿条升降系统，控制箱202和顶推装置203控制齿轮齿条升降系统带动三个桩腿311、312、313升降，以实现上部主体结构2的上下移动。

在实际使用中，本实施例桁架式桩腿311、312、313还可以与液压顶推升降系统中液压缸和插销的配合，以实现上部主体结构2的上下移动。

上部主体结构2为本装置的核心部分，其上较大的面积能够布设更多的功能模块，包括：系缆桩5、过桥通道6、货吊7、绞车8、救生筏9，以及设置于上部主体结构2中间位置的生活建筑10。

靠近上部主体结构2首端的一侧设置两个系缆桩5，用于拖航时系固，配合首尾端的圆弧过渡，有利于移动式海洋牧场装置的拖航。

较优地，靠近上部主体结构2尾端的一侧也设置两个系缆桩5，以便反方向拖航时系固。

过桥通道6、货吊7和绞车8设于靠近上部主体结构2尾端的一侧；过桥通道6便于人员在靠岸时及海中与其它船只之间上下船；货吊7用于设备和货物等物品的传输；绞车8用于收放缆绳及海底监测设备等，为海洋监测提供了条件。救生筏9设于上部主体结构2的两侧，其距离生活建筑10的出口较近，便于人员疏散救援，提高了安全性。

生活建筑10包括多种功能的住宿娱乐功能房间，其内主要包括住宿区、娱乐区、餐厅厨房、会客室、储藏室、控制室等。生活建筑10大小根据实际的功能需求设计，以实现上部主体结构2上表面面积的有效利用率。其中，生活建筑10的顶部布置有太阳能发电板11、信号塔12、太阳能热水器（图中未示出）和接收雷达13，便于移动式海洋牧场装置的能源利用、信号接收等。

上部主体结构2上表面的其它周边区域还布置了休闲娱乐设施和风力发电设备（图中未示出）。休闲娱乐设施用于户外垂钓、烧烤、观光、潜水等，布置风力发电设备获取风电能源。

上部主体结构2的内部设有压载舱、机械舱、油舱和控制室（图中未示出）。

在实际使用中，功能模块可根据不同功能的需求设置，此处不作限定。

本实施例移动式海洋牧场装置的工作原理是：其全部功能模块布置在上部主体结构上，由上部主体结构提供浮力，浮于海面上。提升系统和支撑结构完成上部主体结构的支撑、提升及停泊。采用拖轮与首尾的两侧边布置的系缆桩连接后对移动式海洋牧场装置进行拖曳，到达工作地点后通过提升系统和支撑结构进行沉桩，支撑结构的下端插入海底土壤层以内；定桩完毕后，提升上部主体结构到工作高度，避免深海波浪对上部主体结构的底板的抨击，减少波浪对整个装置的影响，大大提高了整个装置在深海中的工作性能。当移动式海洋牧场装置需要移动时，通过提升系统和支撑结构将上部主体结构下降到海面平浮状态后，拔桩，支撑结构的下端上升到一定高度，锁定后，采用拖轮拖动整个装置到下一个工作程序。

通过拖轮实现整个移动式海洋牧场装置在不同地点的移动。其整个工作原理分为拖航、定点沉桩、提升上部主体结构离开海水面到一定高度，工作完毕后下降上部主体结构到海面平浮状态、拔桩、再拖航，根据需要重复以上过程。在工作时，支撑结构利用自身的足部插入海底固定，整个上部主体结构通过液压马达带动齿轮齿条升降系统使其提升到海面以上，避免海水对上部主体结构的抨击，大大增强了整个装置在深海中的工作安全和使用性能。

本实施例的移动式海洋牧场装置，其整个结构为钢质材料制成，通过上述结构设置，同时满足了海洋渔业养殖综合支持、海洋生态环境监测及生态环境保护、海上旅游观光休闲以及海洋能源开发等多功能需求，促进了海洋旅游产业的发展，加强了海洋生态环境的监督监测保护，有效开发了海洋绿色能源，实现了我国海洋水产养殖业乃至海洋渔业可持续发展和海洋产业经济的增长。

实施例二

如图3至图4所示，本实施例移动式海洋牧场装置与实施例一的结构大致相同，其不同之处在于：桩腿311、312、313是圆柱型桩腿，提升系统为液压顶推升降系统42，通过液压顶推升降系统42中液压缸和插销的配合带动三个桩腿311、312、313升降。

在实际使用中，本实施例圆柱型桩腿311、312、313还可以与齿轮齿条升降系统配合，以实现上部主体结构2的上下移动。

实施例三

如图5所示，本实施例移动式海洋牧场装置与实施例一的结构大致相同，其不同之处在于：上部主体结构2为六边形箱型结构，其水平截面包括等腰梯形区域和与等腰梯形下底边相拼接并以该等腰梯形下底边为长边的矩形区域；该等腰梯形的上底边对应于上部主体结构2的首端，等腰梯形的两腰及该矩形的两短边为上部主体结构2的两侧。

具体地，上部主体结构2包括：平行的第一侧面21b和第二侧面22b，以及设于第一侧面21b和第二侧面22b之间的第三侧面23b、第四侧面24b、第五侧面25b和第六侧面26b，该六个侧面按照第一侧面21b、第四侧面24b、第三侧面23b、第二侧面22b、第五侧面25b和第六侧面26b的顺序依次相连，并与上部主体结构2的上表面和底板围成该六边形箱型结构。

第一侧面21b对应于等腰梯形的上底边，为移动式海洋牧场装置的首端；第二侧面22b对应于矩形的一个长边，为移动式海洋牧场装置的尾端。第四侧面24b和第六侧面26b对应于等腰梯形的两腰，第三侧面23b和第五侧面25b对应于矩形的两个短边。第三侧面23b和第四侧面24b同侧且为移动式海洋牧场装置的一侧，第五侧面25b和第六侧面26b同侧且为移动式海洋牧场装置的另一侧。

本实施例上部主体结构2的结构能够在布置功能模块时，提供更多的灵活性和空间。除了布置舒适的多功能生活区外，在甲板的周圈，可以灵活布置垂钓烧烤区、运动休闲区、观光日光浴区、监测区等。

实施例四

如图6所示，本实施例移动式海洋牧场装置与实施例三的结构大致相同，其不同之处在于：桩腿311、312、313是圆柱型桩腿，提升系统为液压顶推升降系统42（与图4中所示相同），通过液压顶推升降系统42中液压缸和插销的配合带动三个桩腿311、312、313升降。

在其他实施例中，上部主体结构2还可以是除上述实施例一至四的其他多边形箱型结构，其具有较大面积的上表面即可，此处不作限定。

本实用新型移动式海洋牧场装置与现有技术相比，其具有以下技术效果：

1、采用的三桩腿支撑结构配合升降系统及钢制船型，能够在较深海域恶劣环境下工作，移动灵活，提高了海洋牧场装置的安全性、稳定性、可靠性及可操作性，为目前国家海洋牧场装置的转型创新提供了技术保障，加速国家海洋牧场向中深海进军，促进了中深海海洋产业的快速发展。

2、上部主体结构的设计主尺寸范围大，可根据功能需求灵活设计，宽大的主体结构上表面面积能够保证多个功能模块的空间需求，便于多种设备的布置及功能设计，大大提高了海洋牧场装置的综合性能及利用率。

3、在传统海洋牧场装置设计的基础功能上，增加多个功能模块的集成布置，并辅以新型三桩腿支撑提升结构，全面满足了渔业养殖产业的综合支持、深海旅游产业、海洋生态环境监测及保护、深海绿色能源开发等多个功能，为海洋牧场装置带来了全新的设计理念，大大推动了我国海洋牧场装置的革新及市场发展。

虽然已参照以上典型实施方式描述了本实用新型，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。