一种摆动式集鱼灯的制作方法

本发明涉及水产设备领域，尤其涉及一种摆动式集鱼灯。

背景技术：

渔船在海洋捕鱼生产中，使用灯光诱鱼，利用鱼的趋光性将鱼群吸引至渔船附近进行捕捞，是捕捞作业的常规手段。灯光诱鱼所消耗的能源成本在捕捞综合成本中占有重要比例。金卤集鱼灯是当前海洋捕鱼生产中最常用的集鱼灯。

灯光诱鱼所使用的集鱼灯通常悬挂在船舷的上方，传统集鱼灯的光线向四周均匀照射，照射在水面和水下的光能有效利用率很低，有待于通过技术改进，进一步提高。

此外，集鱼灯的部分光线会斜向上方照射，射向天空，这部分光线无法被有效利用，进一步降低了集鱼灯的能效。

由于现有技术中的集鱼灯能效水平较低，使得集鱼灯的能耗占据了渔船能耗的很大比例。渔船上的电能通常由燃油产生，对于远洋作业的渔船，其燃油的成本远远大于陆地，因此需要提高集鱼灯的能效。

集鱼灯照在渔船甲板上的光能，不仅对于捕捞生产没有贡献，而且在甲板上产生了强烈的光污染以及高热量，严重损害甲板作业人员的身体健康，应通过技术手段加以保护。

此外，现有技术中集鱼灯通常都是固定设置，其照射范围无法偏转，只能集中在距离渔船较近的区域，因此集鱼效果有限。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种摆动式集鱼灯，该摆动式集鱼灯在海面的照射范围可调节，可由远及近地集鱼，实现了集鱼灯效果的提升。

为了实现上述目的，本发明提供一种摆动式集鱼灯，固定设置在沿渔船的舷侧一周或若干段布设的支架上，其特征在于包括：

在所述支架上以刚性方式固定的灯座，所述灯座的下方通过灯头安装有竖直向下圆柱棒状的金卤灯，在金卤灯背向海洋面的背部设置水平截面为圆弧形板状的侧反光罩；

所述灯头相对灯座以转轴方式连接，所述灯头的顶部与所述灯座之间设置有摆动驱动装置，以驱动所述金卤灯摆动，使得棒状的金卤灯可以围绕沿水平方向设置的转轴进行朝向所述渔船或远离所述渔船的方向进行有级或无极地倾斜摆动，并使得金卤灯照射向海洋面的距离由远逐渐靠近所述渔船，其间可以若干角度，即若干距离作停留；

或者，所述金卤灯由人工方式摆动相应角度，并予固定。

本发明的进一步改进在于，所述摆动驱动装置为伸缩式驱动装置，其两端分别与所述灯座以及所述灯头转动连接；所述伸缩式驱动装置包括由螺杆以及螺母构成的用于调其长度的螺旋副以及用于驱动所述螺杆以及所述螺母相对转动的电机。

本发明的进一步改进在于，所述伸缩式驱动装置包括一螺套,所述螺母转动设置在所述螺套的一端，所述螺套的另一端设置有转动连接结构；所述螺杆的与所述螺母螺纹连接，并伸入所述螺套中；所述螺杆的外端设置有转动连接结构；所述电机固定安装在所述螺套上，并通过传动机构与所述螺母传动连接，以驱动所述螺母转动。

本发明的进一步改进在于，所述伸缩式驱动装置包括连接套筒以及两个连接基座，所述连接基座上均设置有转动连接结构以及一个螺杆；一个连接基座上设置有与其螺杆平行的导杆；所述连接套筒的两端各固定设置有一个螺母；两个所述螺杆分别与两个所述螺母螺纹连接；所述导杆上滑动设置有驱动模块，所述驱动模块包括一电机，该所述电机通过传动机构与所述连接套筒转动连接；两个所述连接基座上的螺杆具有相反的螺纹方向。

本发明的进一步改进在于，所述摆动驱动装置包括一个电机，该所述电机固定设置在所述灯座上，并通过齿轮传动机构与所述灯头传动连接。

本发明的进一步改进在于，所述灯座的侧面设置有锁紧螺栓，所述锁紧螺栓通过其内端与所述灯头抵靠接触以固定所述灯头；所述锁紧螺栓的外端设置有旋钮把手。

本发明的进一步改进在于，所述灯头的侧面设置有多数量的插销孔，所述灯座的侧面设置有定位孔；所述定位孔以及所述插销孔的轴线到所述转轴的距离相等；一个所述定位销穿设在所述定位孔以及所述插销孔中，以对所述灯头进行固定。

本发明的进一步改进在于，所述灯座的边缘向下弯折延伸，形成遮挡所述灯座侧边的遮罩边缘；所述遮罩边缘的外表面设置有固定块，所述固定块上设置有螺孔。

本发明的进一步改进在于，所述侧反光罩朝向所述金卤灯的一侧为侧向反光面，所述金卤灯的中心在水平截面上与所述侧反光罩侧向反光面的距离为0.2—0.8倍的侧反光罩的侧向反光面的曲面半径，距离自所述反光面侧计算。

本发明的有益技术效果为：

(1)侧反光罩的形状以及金卤灯与侧向反光面之间的位置关系使得侧反光罩反射的光线较为分散，进而使得集鱼灯的发出的光束具有一定的指向性的同时，还具有更大的照明范围，可以覆盖更大的海面面积，当渔船颠簸或者集鱼灯摆动时，其在海面形成的照明范围具有更好的持续性，便于鱼类追踪，具有更好的集鱼效果；

(2)顶反光罩可以将斜向上发射的部分光线向下斜下方反射，并照向海面，提高光能的有效利用率。在保持原有生产所需光能水平下，实现节省能源；

(3)集鱼过程中，金卤灯可以进行摆动，使得其照射范围由远向近移动，使得较远处的鱼可以追逐光束聚集到渔船周边，扩大了集鱼范围，从而提高了集鱼效果。

附图说明

图1为摆动式集鱼灯的侧视图；

图2为摆动式集鱼灯的局部剖视图；

图3为摆动式集鱼灯摆动状态的示意图；

图4为摆动式集鱼灯的正面视图；

图5为摆动式集鱼灯的另一实施例的局部剖视图；

图6为摆动式集鱼灯的另一实施例的正面视图；

图7为摆动式集鱼灯的截面视图；

图8为金卤灯和侧反光罩的设置位置的示意图；

图9为金卤灯和侧反光罩的设置位置的一个对比示意图；

图10为金卤灯和侧反光罩的设置位置的另一对比示意图；

图11为摆动式集鱼灯的顶反光罩的示意图；

图12为金卤灯的照射范围处于较远位置时的示意图；

图13为金卤灯的照射范围处于较近位置时的示意图。

具体实施方式

下面根据附图1，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。

请参阅图1所示，本发明的实施例包括一种摆动式集鱼灯，其包括灯座3、灯头1、金卤灯2。灯头1设置在灯座3的下方，并与之转动连接；灯头1的下方设置有竖直向下、呈圆棒状的金卤灯2。金卤灯2的中部设置有同轴的发光体21，发光体21为集鱼灯的发光部位。摆动式集鱼灯还包括一个摆动驱动装置，摆动驱动装置用于驱动灯头1以及金卤灯2摆动。

摆动式集鱼灯用于设置在渔船舷侧的支架上。支架围绕渔船一周设置，或者在渔船线侧的若干端间隔布置。在间隔布置的情况下，支架优先布设在渔船两侧。摆动式集鱼灯的灯座3与支架固定连接，以便金卤灯2摆动时，其照明范围可以按照预定的方式移动。每个支架上设置有多个摆动式集鱼灯。

如图2、3所示，本实施例中，摆动驱动装置为伸缩式驱动装置4。灯头1的顶部与所述灯座3的底部通过转轴11转动连接。伸缩式驱动装置4的端与所述灯座3的底部转动连接，另一端与所述灯头1的后侧面转动连接，伸缩式驱动装置4与控制系统电性连接。伸缩式驱动装置4用于在控制系统的控制下驱动所述灯头1以及所述金卤灯2摆动。

伸缩式驱动装置4包括由螺杆以及螺母构成的螺纹副，该螺纹副用于调节伸缩式驱动装置4的长度。伸缩式驱动装置4还包括一个电机43，用于驱动螺杆以及螺母相对转动，以使得伸缩式驱动装置4进行伸缩。

具体的，如图4所示，在一些实施例中，伸缩式驱动装置4包括螺杆41、螺套42以及螺母45。螺母45转动设置在螺套42的第一端，螺套42的第二端设置有用于和灯座3转动连接的转动连接结构。螺杆41的内端与螺母45螺纹连接，并可伸入螺套42中；螺杆41的外端设置有用于和灯头1连接的转动连接结构。电机43固定安装在螺套42上，并通过传动机构与螺母45传动连接，以驱动螺母45转动，从而使得伸缩式驱动装置4伸长或缩短。

螺套42以及螺杆41上的转动连接结构为开设有铰接孔的连接耳，二者的转动连接结构分别通过销轴44a、44b与所述灯座3以及所述灯头1转动连接；两个销轴44a、44b均与所述转轴11平行。

如图5所示，在另一些实施例中，伸缩式驱动装置4包括连接套筒46以及两个连接基座47。连接基座47上均设置有转动连接结构以及一个螺杆41；一个连接基座47上设置有与其螺杆41平行的导杆48。连接套筒46的两端各固定设置有一个螺母45，螺母45与连接套筒46同轴设置。两个螺杆41分别与两个螺母45螺纹连接。导杆48上滑动设置有驱动模块49，驱动模块49包括一电机43，该电机43通过传动机构与连接套筒46转动连接；两个连接基座47上的螺杆41具有相反的螺纹方向。

上述伸缩式驱动装置4在工作过程中，电机43通过驱动连接套筒46以及其两端的螺母45转动，使得螺母45与螺杆41相对转动，进而使得伸缩式驱动装置4伸长或缩短。在上述过程中，驱动模块49可沿着导杆48自由滑动。

伸缩式驱动装置4采用螺纹副进行伸缩，这种结构具有自锁特性，使灯座3和金卤灯2不会产生意外移动，此外螺纹副还具有较强的驱动能能力，可以通过较小的功率驱动自重较大的灯座3和金卤灯2。但是自锁特性使得伸缩式驱动装置4必须依靠控制系统，一旦控制系统故障，金卤灯便难以转动。

如图6所示，在一些实施例中，摆动驱动装置采用电机61和齿轮传动机构直接驱动灯座3进行转动。该电机61固定设置在灯座3上，通过齿轮组与灯头1传动连接。本实施例中，采用电机61直接驱动灯头1转动，相比于伸缩式驱动机构，具有更好的快速响应能力。齿轮传动机构通常不具有自锁能力，因此本实施例中电机61应该具有抱闸或者采用步进电机。

在上述实施例中，可采用手动控制的方式作为备份。手动控制指的是使用人员手动将金卤灯2摆动至相应的角度，并予以固定。手动的固定方式可采用螺栓进行锁紧，或者采用插销的方式进行锁定。

如图6所示，一个具体实施例中，采用螺栓对灯头1进行锁紧。灯座3的侧面设置有锁紧螺栓62，所述锁紧螺栓62通过其内端与所述灯头1抵靠接触以固定所述灯头。锁紧螺栓62的轴线与灯头1的转动轴线平行。锁紧螺栓62的外端设置有旋钮把手。在手动摆动金卤灯2的过程中，拧松锁紧螺栓62，使得金卤灯2以及灯头1可以自由摆动。金卤灯2摆动至预定的角度之后，将锁紧螺栓62旋紧，使得锁紧螺栓62的内端抵靠在灯头1的侧面，以固定金卤灯2以及灯头1，从而使得金卤灯2以及灯头1保持的预定的角度。

在另一个具体实施例中，灯头1的侧面设置有多数量的插销孔，灯座3的侧面设置有定位孔。定位孔以及所述插销孔的轴线到所述转轴11的距离相等；一个定位销穿设在所述定位孔以及一个插销孔中，以对灯头进行固定。定位孔以及各插销孔的轴线与转轴11的轴线平行。在手动调节金卤灯的角度过程中，将定位销拔下；调节至预定角度后，将定位销依次穿设在定位孔以及相应的插销孔中。通过这种方式进固定，金卤灯1仅能按照有级的方式进行角度调节。角度调节的级数取决于插销孔的个数，角度调节的步长取决于插销孔的分布距离。有级调节的优点在于，使用者更容易将各金卤灯1调节至相同倾角。

为了控制电动的摆动驱动装置，控制系统包括与摆动驱动装置电性连接的灯具姿态控制装置以及与所述灯具姿态控制装置通信连接的中控计算机。中控计算机用于发出数字指令，而灯具姿态控制装置将数字指令转换为模拟量，以控制各摆动驱动装置的电机进行转动。

控制系统的实现方式不限于上述实方式，控制系统还可采用模拟电路进行搭建，或者采用继电器或者plc的方式进行实现。例如，采用运算放大器可搭建输出电压值随时间变化的积分电路，灯具姿态控制装置可根据积分电路的输出电压值控制各控制摆动驱动装置的伸缩长度或旋转角度。本实施例中采用计算机进行控制，可充分利用计算机的可编程能力以及强大的运算能力，但是这不是实施本发明的必要方式，采用继电器以及plc可同样实现时序控制。控制系统的实现过程可不需要专用的软件，且其实现方式为现有技术，本领域技术人员可根据本实施例的描述实现本实施例中的控制系统。

在金卤灯2背向海洋面的背部设置水平截面为圆弧形板状的侧反光罩5。侧反光罩5朝向金卤灯2的一侧为侧向反光面，其两侧向金卤灯2所在的方向弯曲，使得侧反光罩5的侧向反光面的水平截面为圆弧形。侧反光罩5的顶部与灯头1固定连接。

此外，灯头1的侧面环绕装配有斜向上呈翻边帽沿状的顶反光罩6。顶反光罩6沿所述灯头1的环向长度与侧反光罩5环向长度互补，围成一圈如图1或4所示，或顶反光罩6的两侧延伸至所述侧反光罩5两侧的顶部边缘的上方，以遮住侧反光罩5的两侧顶部；顶反光罩6朝向斜下方的表面为顶部反光面，顶部反光面的表面设置有反射膜。

如图1和图11所示，顶反光罩6的下表面为回转体的侧面，对于经过金卤灯2的轴线的参考面，其与顶反光罩6的顶部反光面的相交线为直线。顶反光罩6用于将发光体21斜向上发射的光线向斜下方反射，并照向海面。为了确保顶反光罩6的反光效果，与顶反光罩6的顶部反光面相切的切面与金卤灯2的轴线的交点高于发光体21的最低点、低于金卤灯2的灯管顶点。

如图1、7所示，侧反光罩5采用聚合物通过注塑工艺制成，侧反光罩5侧向反光面的表面自内向外依次为反射膜和防腐蚀膜。金卤灯2的中心轴线在水平截面上与侧反光罩5侧向反光面的最小距离b小于圆弧形侧反光罩5的侧向反光面的曲面半径r。侧反光罩5可以将金卤灯产生的照向甲板的光线反射至海面方向，避免光线在甲板上产生光污染和热量，提高了集鱼灯的能效。

现有技术中，反光罩通常采用抛物线截面，灯具设置在反光罩的焦点处，这使得反光罩的反射光线更加聚焦，但是这种反光罩是不适合应用在渔船上。当渔船随着海浪颠簸或者集鱼灯摆动时，过于聚焦的光束会在海面上快速掠过，使得鱼类来不及跟踪反映，集鱼效果较差。而本实施例中，侧反光罩5的形状以及金卤灯2与侧向反光面之间的位置关系使得侧反光罩反射的光线较为分散，使得集鱼灯的发出的光束具有一定的指向性的同时，还具有更大的照明范围，可以覆盖更大的海面面积，当渔船颠簸或者集鱼灯摆动时，其在海面形成的照明范围具有更好的持续性，便于鱼类追踪，具有更好的集鱼效果。

在一个具体施例中，圆弧形的侧反光罩5的侧向反光面的曲面半径r与所述金卤灯2的半径的比值为4至7。侧反光罩5的两侧与金卤灯2的距离相等，且经过侧反光罩5两侧边的平面经过金卤灯2。侧反光罩5的顶部边缘向侧向反光面所在的一侧水平弯折，形成连接边沿，该连接边沿通过螺丝与灯头1的底部固定连接。灯侧反射罩3的竖向长度大于所述金卤灯2的竖向长度。灯侧反射罩3的中部开设有沿竖向延伸的缝隙51。该缝隙51可防止反射光再次穿过金卤灯2的发光体，导致其进一步聚热，还有有利于作为反光罩温度最高处的散热缝隙51设置的位置与金卤灯2的距离最近。

如图7、8所示，在一个具体实施例中，金卤灯2在水平截面上与侧反光罩5侧向反光面的距离b为管状金卤灯2的中轴线与侧反光面的竖向中轴线之间的距离，该距离为0.2—0.8倍的侧反光罩5的侧向反光面的曲面半径r。该距离范围经理论计算和实际试验，在本发明设定的范围内，可以起到明显节能的效果，况且照射和反射出的光带增加了一定范围，又具有适合的照亮度，诱捕鱼的效果也特别突出。

与图8相比，图9中金卤灯2与侧反光罩5的最小距离接近侧向反光面的曲面半径r，这会使得侧反光罩5的反射光线较为集中，同时很多放射光线会经过金卤灯2的发光体，容易造成发光体过热。图10所示为另一对比例，图10所示的结构中，金卤灯2与侧反光罩5的最小距离大于侧向反光面的曲面半径r，这会使得侧反光罩5无法有效反射金卤灯2的发出的光线，金卤灯2向侧后方发射的光线无法被反射。因此图9和图10所示的情况下，集鱼灯无法充分利用灯光，能耗较高，不利于诱鱼捕鱼。

如图1、11所示，顶反光罩6的顶部边缘以及底部边缘均为圆弧形，其顶部边缘的圆弧半径与底部边缘的圆弧半径的比值为3至6。顶反光罩6底部边沿向其内侧延伸形成连接边沿，连接边沿通过螺栓与灯头1的底面固定连接。顶反光罩6为薄壳结构，其上表面设置有防腐膜。

本实施例中，渐进式集鱼指的是摆动式集鱼灯射出的光线可由远及近的移动，使得距离渔船较远的鱼也可被灯光所吸引。渐进式集鱼的一个必要条件是侧反光罩5形成的具有较大的照明范围又具有适合的照亮度的光束，该光束使得金卤灯2在摆动过程中其照射范围不会快速略过海面，会存在一个渐变的过程，该过程会使得照射范围中的鱼类有足够的时间跟随金卤灯2的灯光移动至渔船附近。因此，为了实现渐进式集鱼，摆动驱动装置以及侧反光罩5二者相辅相成，缺一不可。

如图12、13所示，当伸缩驱动装置4进行伸缩运动时，棒状的金卤灯2可以围绕沿水平方向设置的转轴11进行朝向渔船或远离渔船的方向进行有级或无极地倾斜摆动。有级的摆动通常需要无刷电机作为伸缩驱动装置4的电机43,无刷电机的驱动方式较为复杂，且成相应的灯具姿态控制装置本较高，但是其控制精度较好，可以实现复杂且精密的运动方式。

在渐进式集鱼的过程中，渔船上所有的金卤灯2可以同步一起动作倾斜摆动，也可以分段，每段中的金卤灯2一起同步倾斜摆动。如前文所述，金卤灯2照射向海洋面的距离由远逐渐靠近所述渔船，其间可以若干角度，即若干距离作停留。停留的作用是，使得鱼类有足够的时间追上金卤灯的照明区域。

本发明的实施例还包括一种渐进式集鱼方法，采用上述的摆动式集鱼灯进行实现，在渐进式集鱼过程中，通过控制系统控制各金卤灯2摆动，使得各所述金卤灯2的照明范围在海面由远至近的方式移动。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。