本发明涉及深海渔业养殖技术领域，尤其涉及一种陀螺浮标式防风浪深水网箱。
背景技术：
我国海域辽阔，海岸线长且岛屿众多，促使沿海一带水产养殖业蓬勃发展。近些年来，因渔民过度捕捞的缘故，近海岸已面临无鱼可捕的状态；加之近岸养殖数量的增加，造成海域污染加剧，鱼质下降，促使近岸海水养殖受到商业冲击，其生存空间减小。因此，从可持续发展的角度出发，海洋渔业的发展将从捕捞转向养殖，其关键性技术在于深水网箱技术的发展，这已成为世界各国的共识。
深水网箱养殖是一种新型的渔业工程集约化、高密度化养殖的方法，其可充分利用良好的深海水流环境、辽阔海域等天然优势条件来进行鱼类养殖，具有可拓展养殖区域、减轻沿岸环境压力、提高养殖鱼品质和增加养殖收益的优势，故自始出现就得到了诸多水产养殖户的青睐。
深水网箱一般安装在离陆地较远海域，其所面临风浪较大，且将不断面临海上未知的极限海况。因此，如何设计网箱更适应于鱼类养殖的同时，实现其自身抗风浪性，避免灾害损失，降低其人类维护成本等，已成为其研究发展的主要课题。
技术实现要素：
本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种可实现深水网箱的下沉和上升运动，完成深水网箱布放水层的灵活调节和抗灾害性风浪的陀螺浮标式防风浪深水网箱。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明提供的陀螺浮标式防风浪深水网箱，其包括：
上端盖，向外凸起呈中空伞形壳体结构，所述上端盖的内部设有电气舱和浮力舱，所述电气舱内安装有电气元件，所述浮力舱内填充有浮力材料；
下壳体，设置在所述上端盖的下方，且与所述上端盖围合成陀螺形，所述下壳体的内部自上而下分别设置上平台、中平台和下平台，所述上平台、中平台和下平台将所述下壳体的内部分割成网箱舱、液压舱和油箱舱，所述网箱舱的侧壁镂空，且其内部放置有深水网箱，所述液压舱的内部安装有液压元器件，所述油箱舱的内部存放有液压油；
升降驱动系统，用于采集海上风浪信号，并根据所述风浪信号驱动所述深水网箱沿所述网箱舱的内部上升或下沉。
进一步地，所述深水网箱包括网箱体、网箱盖、多个缆绳和多个缆绳把手，所述网箱体和网箱盖可拆卸式连接，多个所述缆绳把手均匀地设置在所述网箱盖的上表面，多个所述缆绳的一端分别与所述缆绳把手固定连接，多个所述缆绳的另一端汇集成一股，并与所述升降驱动系统相连接。
进一步地，所述升降驱动系统包括电气控制单元、螺纹升降单元和液压升降单元，所述电器控制单元分别与所述螺纹升降单元和液压升降单元相连接，所述螺纹升降单元和液压升降单元均与所述深水网箱相连接。
进一步地，所述电气控制单元包括蓄电池、信息采集控制器和远程天线，所述蓄电池和信息采集控制器安装在所述电气舱中，所述远程天线固定安装在所述螺纹升降单元的上方，所述远程天线用于采集海上风浪信号，所述信息采集控制器用于根据所述风浪信号发送上升或下沉信号至所述螺纹升降单元和液压升降单元。
进一步地，所述螺纹升降单元包括：
多个滑杆，竖直固定所述上平台的下表面，且多个所述滑杆位于同一圆周上，所述网箱体的外侧壁上平均分布有多个竖向滑槽体，所述滑杆与所述滑槽体相配合；
左电机和右电机，分别通过左电机支架和右电机支架固定安装在电气舱内；
双向螺纹杆，两端分别与所述左电机和右电机相连接，且所述双向螺纹杆的两侧还分别螺纹套设有左螺纹滑块和右螺纹滑块；
左上连杆、右下连杆、右上连杆和左下连杆，所述左螺纹滑块分别与左上连杆的一端和左下连杆的一端铰链连接，所述右螺纹滑块分别与右上连杆的一端和右下连杆的一端铰链连接；所述左上连杆的另一端和右上连杆的另一端通过上铰链平台铰链连接；所述左下连杆的另一端和右下连杆的另一端通过下万向接头铰链连接，其中，所述上铰链平台还与所述远程天线相连接，所述下万向接头与多个所述缆绳的另一端相连接。
进一步地，所述双向螺纹杆的左右两侧和中部还分别设有左限位块、右限位块和中限位块。
进一步地，所述液压升降单元包括活塞缸、三位四通o型电磁阀、液压泵、两位四通换向阀和溢流阀组成；所述活塞缸固定安装在所述中平台的上表面，其活塞杆与所述网箱体的底部可拆式连接，所述液压泵经所述三位四通o电磁阀与所述活塞缸相连接，且所述液压泵还经所述溢流阀与所述两位四通换向阀相连接，其中，所述三位四通o型电磁阀、液压泵、两位四通换向阀和溢流阀均位于所述液压舱内。
进一步地，所述活塞缸的活塞杆为t型，所述t型活塞杆的下表面与所述中平台的上表面之间设置有柔性防腐膜。
进一步地，所述下壳体的底部外侧焊接有锚系凸台，所述锚系凸台上安装有锚系万向节，所述锚系万向节与锚系单元相连接。
进一步地，所述锚系单元包括锚链万向接头、锚链、浮球和锚块，所述锚链万向接头的一端与所述锚系万向节相连接，其另一端与锚链的首端相连接，所述浮球间隔分布在所述锚链上，所述锚块固定安装在所述锚链的末端。
进一步地，所述上端盖的顶部焊接有太阳能板支架，所述太阳能支架上安装有太阳能电池板，所述太阳能电池板与所述蓄电池相连接。
进一步地，所述浮力舱的外侧壁上还套设有防撞层。
本发明的有益效果在于：通过升降驱动系统采集海上风浪信号，并根据风浪信号驱动深水网箱沿网箱舱的内部上升或下沉，使深水网箱的移动灵活、沉浮可调，其不仅可灵活的调节深水网箱的布置水层以适应不同鱼类的养殖需求，最大限度的改善养殖品种的品质，提高经济性，而且还能在极端的海况天气下下沉，保障深水网箱的安全性和养殖鱼类的正常生活，避免灾害损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的陀螺浮标式防风浪深水网箱的结构示意图；
图2是本发明的陀螺浮标式防风浪深水网箱的剖视图；
图3是本发明的陀螺浮标式防风浪深水网箱的上端盖的结构示意图；
图4是本发明的陀螺浮标式防风浪深水网箱的下壳体的结构示意图；
图5是本发明的陀螺浮标式防风浪深水网箱的深水网箱的结构示意图；
图6是本发明的陀螺浮标式防风浪深水网箱的螺纹升降单元的结构示意图；
图7是本发明的陀螺浮标式防风浪深水网箱的液压升降单元的液压原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参阅图1-4所示，本发明的陀螺浮标式防风浪深水网箱，其包括：
上端盖1，向外凸起呈中空伞形壳体结构，上端盖1的内部设有电气舱11和浮力舱12，电气舱11内安装有电气元件，浮力舱12内填充有浮力材料；本发明中，上端盖1的外形类似于陀螺结构的上部分，上端盖1的内部可通过圆环形隔板分割成电气舱11和浮力舱12两个密封舱室，电气舱11内的电气元件为蓄电池、信息采集控制器、左电机和右电机等，浮力舱12内填充浮力材料，用于产生浮力将整个装置漂浮于海面上。
下壳体2，设置在上端盖1的下方，且与上端盖1围合成陀螺形，下壳体2的内部自上而下分别设置上平台21、中平台22和下平台23，上平台21、中平台22和下平台23将下壳体2的内部分割成网箱舱24、液压舱25和油箱舱26，网箱舱24的侧壁镂空，且其内部放置有深水网箱3，液压舱25的内部安装有液压元器件，油箱舱26的内部存放有液压油；本发明中，网箱舱24为侧壁镂空的设计，可有效对海上波浪进行消波，为养殖鱼类提供一个平稳水环境。
升降驱动系统4，用于采集海上风浪信号，并根据风浪信号驱动深水网箱3沿网箱舱24的内部上升或下沉。
较佳地，下壳体2的底部外侧焊接有锚系凸台5，锚系凸台5上安装有锚系万向节6，锚系万向节6与锚系单元7相连接。本发明的锚系单元7包括锚链万向接头71、锚链72、浮球73和锚块74，锚链万向接头71的一端与锚系万向节6相连接，其另一端与锚链72的首端相连接，浮球73间隔分布在锚链72上，以防止锚链72的缠绕和弯曲；浮球43为圆形塑料材质，具有一定的浮力。锚块74固定安装在锚链72的末端。
较佳地，上端盖1的顶部焊接有太阳能板支架8，太阳能支架8上安装有太阳能电池板9，太阳能电池板9与蓄电池相连接。该太阳能电池板9可以将太阳能转变为电能，存储于蓄电池中。
较佳地，浮力舱11的外侧壁上还套设有防撞层10。防撞层10为半圆形截面的环形结构，且为弹性耐腐蚀材料，其主要功能在于：防止拖船和上端盖1之间的碰撞，起到抗震和缓冲作用。
参阅图5所示，深水网箱3包括网箱体31、网箱盖32、多个缆绳33和多个缆绳把手34，网箱体31和网箱盖32可拆卸式连接，多个缆绳把手34均匀地设置在网箱盖31的上表面，多个缆绳33的一端分别与缆绳把手34固定连接，多个缆绳33的另一端汇集成一股，并与升降驱动系统相连接。
具体地，本发明的升降驱动系统4包括电气控制单元41、螺纹升降单元42和液压升降单元43，电器控制单元41分别与螺纹升降单元42和液压升降单元43相连接，螺纹升降单元42和液压升降单元43均与深水网箱3相连接。
其中，电气控制单元41包括蓄电池411、信息采集控制器412和远程天线413，蓄电池411和信息采集控制器412安装在电气舱11中，远程天线413固定安装在螺纹升降单元42的上方，远程天线413用于采集海上风浪信号(一般为后台推送信号)，信息采集控制器412用于根据风浪信号发送上升或下沉信号至螺纹升降单元42和液压升降单元43。
参阅图2和6所示，螺纹升降单元42包括：
多个滑杆421，竖直固定上平台21的下表面，且多个滑杆421位于同一圆周上，网箱体3的外侧壁上平均分布有多个竖向滑槽体35，滑杆421与滑槽体35相配合；
左电机422和右电机423，分别通过左电机支架424和右电机支架425固定安装在电气舱11内；
双向螺纹杆426，两端分别与左电机422和右电机423相连接，且双向螺纹杆426的两侧还分别螺纹套设有左螺纹滑块427和右螺纹滑块428；
左上连杆429、右下连杆4210、右上连杆4211和左下连杆4212，左螺纹滑块427分别与左上连杆429的一端和左下连杆4212的一端铰链连接，右螺纹滑块428分别与右上连杆4211的一端和右下连杆4210的一端铰链连接；左上连杆429的另一端和右上连杆4211的另一端通过上铰链平台4213铰链连接；左下连杆4212的另一端和右下连杆4210的另一端通过下万向接头4214铰链连接，其中，上铰链平台4213还与远程天线413相连接，下万向接头4214与多个缆绳33的另一端相连接。本发明中，通过左电机422和右电机423驱动双向螺纹杆426转动，即可带动左螺纹滑块427和右螺纹滑块428水平相互靠近或相互远离移动，再通过左上连杆429、右下连杆4210、右上连杆4211和左下连杆4212，带动下万向接头4214上升或下降，从而实现网箱体3的上升和下沉。
本发明中，为了提高安全性，双向螺纹杆426的左右两侧和中部还分别设有左限位块4215、右限位块4216和中限位块4217。
参阅图7所示，液压升降单元43包括活塞缸431、三位四通o型电磁阀432、液压泵433、两位四通换向阀434和溢流阀435组成；活塞缸431固定安装在中平台22的上表面，其活塞杆与网箱体3的底部可拆式连接，液压泵433经三位四通o电磁阀432与活塞缸431相连接，且液压泵433还经溢流阀435与两位四通换向阀434相连接，其中，三位四通o型电磁阀432、液压泵433、两位四通换向阀434和溢流阀435均位于液压舱25内。较佳地，为避免海水的腐蚀性，活塞缸431的活塞杆为t型，t型活塞杆的下表面与中平台22的上表面之间设置有柔性防腐膜436。
本发明的工作过程如下：
1、常规工作状态：
该装置通过上端盖1中的浮力舱12，正常漂浮在海面上，通过锚系单元7固定在某一指定海域；此时，螺纹升降单元42中的左螺纹滑块427和右螺纹滑块428根据养殖需要，停留在双向螺纹杆426的两侧，此时，由四杆机构(左上连杆429、右下连杆4210、右上连杆4211和左下连杆4212)牵引着深水网箱3处在养殖所需的海水水层。
2、网箱抗风浪下沉过程：
当大风浪来临时，由远程天线413接收后台风浪信号，信号采集控制器412处理信号，并发出下沉信号促使螺纹升降单元42中的左电机422和右电机423同时正转，此时，双向螺纹杆426也转动，带动左螺纹滑块427和右螺纹滑块428相向移动(相互靠近)，四杆机构(左上连杆429、右下连杆4210、右上连杆4211和左下连杆4212)带动深水网箱3通过滑槽体35和滑杆421的配合完成下降运动，当左螺纹滑块427和右螺纹滑块428运动到双向螺纹杆426中间位置触碰到中限位块4217后，信号采集控制器412发出信号，促使左电机422和右电机423停止转动，此时，深水网箱3则处于所需要的安全海水深度距离。
协同螺纹升降单元42的运动，液压升降单元43的运动过程是：当信号采集控制器412促发左电机422和右电机423正转时，同时促发电信号使液压升降单元43中的液压泵433工作，三位四通o型电磁阀432的右端s2得电，两位四通换向阀s3得电；此时，液压泵433从油箱舱26中吸出液压油经过三位四通o型电磁阀432进入到活塞缸431的推杆腔中，推动活塞杆引导深水网箱3沿着滑杆421向下运动，在此过程中，两位四通换向阀s3得电，旨在通过溢流阀435对系统进行稳压，促使活塞杆的稳定运动；当螺纹升降单元42中的左螺纹滑块427和右螺纹滑块428运动到双向螺纹杆426中间位置触碰到中限位块4217时，信号采集控制器412触发电信号使三位四通o型电磁阀432的右端s2断电，两位四通换向阀s3断电，液压泵433停止工作，此时，三位四通o型电磁阀432处于中位，活塞缸431中的推杆停止运动，活塞缸431两腔中的液压保持恒定，以支撑深水网箱3的重量而促使其保持固定深度；此过程中，两位四通换向阀434(s3)断电，则液压泵433通过溢流阀435，再通过两位四通换向阀434卸荷，完成对液压泵433的保护。
3、深水网箱上升过程：
当大风浪来离去，深水网箱3需要回到最佳设定水层，此时，远程天线413接收后台上升信号，信号采集控制器412处理信号，并促发螺纹升降单元42中的左电机422和右电机423同时反转，进而双向螺纹杆426同时带动左螺纹滑块427和右螺纹滑块428从其中心位置向其两端部移动，此时，四杆机构(左上连杆429、右下连杆4210、右上连杆4211和左下连杆4212)带动深水网箱3通过滑槽体35沿着下壳体2中的滑杆421完成上升运动，当左螺纹滑块427和右螺纹滑块428触碰到左限位块4215、右限位块4216时，信号采集控制器412触发信号，促使左电机422和右电机423停止转动，此时，深水网箱3则处于系统所设定的最佳海水养殖深度。
在此过程中，液压升降单元43配合螺纹升降单元42的运动过程是：当信号采集控制器412触发信号促发左电机422和右电机423同时反转时，同时，促发电信号使液压升降单元43中的液压泵433工作，三位四通o型电磁阀432的右端s1得电，两位四通换向阀s3得电；液压泵433从油箱舱26中吸出液压油经过三位四通o型电磁阀432左位进入到活塞缸431的下腔中，推动活塞杆杆向上运动，引导深水网箱3沿着滑杆421向上运动；此过程两位四通换向阀s3得电，旨在通过溢流阀435对系统进行稳压，促使活塞杆的稳定上升；当左螺纹滑块427和右螺纹滑块428触碰到左限位块4215、右限位块4216时，信号采集控制器412同时触发电信号使三位四通o型电磁阀432的右端s1断电，两位四通换向阀s3断电，液压泵433停止工作；此时，三位四通o型电磁阀432处于中位，活塞缸431中的推杆停止运动，活塞缸431两腔中的液压保持恒定，支撑和固定深水网箱3而促使其保持在最佳海水深度；此过程两位四通电池阀s3断电，则液压泵433通过两位四通换向阀434卸荷，完成对其自身的保护。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。