一种网箱与鱼礁耦合系统的制作方法

本实用新型涉及水产养殖技术领域，具体涉及一种网箱与鱼礁耦合系统。

背景技术：

目前，升降式网箱和人工鱼礁作为海洋牧场工程建设的重要组成部分，已经引起了人们的广泛关注。海水升降式网箱是一种新型的养殖载体，与传统小网箱相比，它集约化程度高、网箱中养殖鱼类的食物来源更为丰富、鱼类生长速度更快、肉质更好、品质更接近野生鱼类。能有效缓解传统捕捞方式给渔业资源带来的压力。人工鱼礁是人为在海中投放的构造物，可为海洋生物提供一个良好的栖息、生长、繁育的场所。人工鱼礁投放到海域后会产生饵料效应和流场效应。但由于海水网箱养殖活动直接在天然水体中进行高密度集约化养殖，在养殖过程中残饵、粪便等大量进入养殖水体，造成网箱周围水体中的氮、磷、悬浮颗粒物等污染物严重超标，极易对海域生态环境造成难以恢复的污染。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种网箱与鱼礁耦合系统，以解决改善网箱周围水环境，提高鱼类产量，并且保护养殖环境的技术问题。

本实施例的网箱与鱼礁耦合系统是这样实现的：

一种网箱与鱼礁耦合系统，包括

渔业网箱，包括由网衣围成的网箱本体，设于所述网箱本体上端的漂浮框，以及设于所述漂浮框上等间距设置的多根系泊绳；

辅助鱼礁组，包括至少四个分别通过锚绳与所述网箱本体相连的人工鱼礁；若干个所述人工鱼礁分布在网箱本体的外周侧。

在本实用新型可选的实施例中，所述网箱本体为圆柱体结构；

所述网箱本体外侧附着有水草生物。

在本实用新型可选的实施例中，所述网箱本体为四棱柱体结构；

所述网箱本体外侧附着有水草生物。

在本实用新型较佳的实施例中，所述辅助鱼礁组包括至少四个人工鱼礁，每个所述人工鱼礁均为内部中空的方形人工鱼礁；且

每个所述人工鱼礁均通过所述锚绳与所述系泊绳顶部固定连接。

在本实用新型较佳的实施例中，所述漂浮框为内部中空结构，且所述漂浮框的形状与所述网箱本体顶部边缘一周的形状一致；以及

所述漂浮框为透明材料制成；所述漂浮框内安装有LED发光灯。

在本实用新型较佳的实施例中，所述网箱本体底部设有一用于调节网箱本体在水中位置高低的浮力调节机构；

所述浮力调节机构包括设于所述网箱本体底部的浮体、与所述浮体固定连接的进气管、与所述进气管连接的高压气源、与所述高压气源连接的第一动力元件、与所述浮体连接的出气管、与所述出气管连接的真空泵，以及与所述真空泵连接的第二动力元件；其中

所述进气管上还设有第一压力传感器和调压电磁阀；所述出气管上还设有第二压力传感器和单向阀。

在本实用新型较佳的实施例中，所述网箱本体的底部设有一与所述LED发光灯和所述浮力调节机构电性连接的发电机构，以及与所述发电机构连接的蓄电池组；

所述发电机构包括潮流振动获能组件、获能发电组件和电路组件。

在本实用新型较佳的实施例中，所述潮流振动获能组件包括振子、振子支架、支撑框架、弹簧和导杆；

所述支撑框架为倒U型结构；所述振子支架为对称框架式结构；

所述振子支架两侧上下两端分别通过所述弹簧与所述支撑框架弹性连接，所述导杆固定在所述振子支架的上部；所述导杆穿设在所述支撑框架的顶部；

所述获能发电组件包括多个堆叠在一起的发电单元；

所述发电单元包括环形外框架、内框架和人工肌肉薄膜；所述环形外框架固设在所述支撑框架的顶部；所述环形外框架包围住所述内框架；

所述人工肌肉薄膜固定在所述环形外框架和所述内框架之间，所述人工肌肉薄膜通过所述内框架固定在所述导杆的顶部，所述人工肌肉薄膜的两个表面涂有柔性电极层；以及

所述电路组件包括充电电路和蓄能电路；

所述充电电路包括连接在一起的放电电源和第一开关；所述放电电源和所述第一开关分别连接所述人工肌肉薄膜的两个所述柔性电极层；

所述蓄能电路包括与所述蓄电池组连接的第二开关，所述蓄电池组和所述第二开关分别连接所述人工肌肉薄膜的两个所述柔性电极层。

在本实用新型较佳的实施例中，所述支撑框架的上端部设置有横梁，所述导杆通过导套穿设在所述横梁上；

所述支撑框架的两侧设置有导轨，所述振子支架的两侧设置有滑块，所述振子支架滑动连接在所述导轨上。

在本实用新型较佳的实施例中，所述环形外框架上设置有多层铝箔纸，所述铝箔纸与对应的所述柔性电极层连接；

所述充电电路和所述蓄能电路通过对应层的铝箔纸与所述人工肌肉薄膜的两个所述柔性电极层连接。

本实用新型的有益效果是，本实用新型采用网箱和人工鱼礁结合使用形成网箱与鱼礁的耦合系统，网箱下方的人工鱼礁以网箱中废泄物为养料，净化网箱周围水环境，为网箱中的鱼提供可靠的生存环境；网箱与鱼礁耦合系统即可减缓捕捞压力又可修护环境，将有效解决近年来渔业资源衰退的问题。

进一步的，网箱锚绳底端与设置的人工鱼礁相连，人工鱼礁中的生物可以对网箱底部鱼类的排泄物及饲料废物进行吸收；将下方人工鱼礁设计为组合型中空方形鱼礁，方型鱼礁孔隙率较小，其背涡流的回流较强，能够更好地发挥鱼礁的环境资源修复功能。

又进一步的，配合浮力调节机构和发电机构，可以调整网箱本体在水中的位置，以便调整网箱本体能够适应不同鱼类需要的生存环境，适用范围广；并且LED发光灯可以将鱼类生存环境改善，形成微光环境。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例的网箱与鱼礁耦合系统的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的网箱与鱼礁耦合系统的漂浮框结构示意图；

图3是本实用新型实施例的网箱与鱼礁耦合系统的浮力调节机构结构示意图；

图4是本实用新型实施例的网箱与鱼礁耦合系统的发电机构结构示意图；

图5是本实用新型实施例的发电机构的发电单元的俯视图；

图6是本实用新型实施例的发电机构的人工肌肉薄膜处于拉伸状态的电路原理图；

图7是本实用新型实施例的发电机构的人工肌肉薄膜处于自然状态的电路原理图。

图中：网箱本体110、漂浮框120、LED发光灯130、系泊绳140、人工鱼礁210、锚绳220、浮力调节机构300、浮体310、进气管320、第一压力传感器321、调压电磁阀322、高压气源330、第一动力元件340、出气管350、第二压力传感器351、单向阀352、真空泵360、第二动力元件370、发电机构400、振子410、振子支架420、滑块421、支撑框架430、横梁431、导轨432、弹簧440、导杆450、导套451、环形外框架460、内框架470、人工肌肉薄膜480、电路组件490、充电电路491、蓄能电路492、第一开关493、第二开关494、放电电源495、蓄电池组500。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

请参阅图1所示，一种网箱与鱼礁耦合系统，包括渔业网箱和辅助鱼礁组。采用网箱和人工鱼礁210结合使用形成网箱与鱼礁的耦合系统，网箱下方的人工鱼礁210以网箱中废泄物为养料，净化网箱周围水环境，为网箱中的鱼提供可靠的生存环境；网箱与鱼礁耦合系统即可减缓捕捞压力又可修护环境，将有效解决近年来渔业资源衰退的问题。

渔业网箱，包括由网衣围成的网箱本体110，设于网箱本体110上端的漂浮框120，以及设于漂浮框120上等间距设置的多根系泊绳140。系泊绳140便于渔船的吊装回收以及释放至水中。

具体的，作为一种可选实施例，网箱本体110为圆柱体结构，网箱本体110外侧附着有水草生物。附着的水草生物可以增加网箱内微生物以及浮游生物，给鱼类提供丰富的饵料，改善鱼类的生存环境。

作为另一种可选实施例，网箱本体110为四棱柱体结构，网箱本体110外侧附着有水草生物。附着的水草生物可以增加网箱内微生物以及浮游生物，给鱼类提供丰富的饵料，改善鱼类的生存环境。

请参阅图2所示，图2中以网箱本体110为圆柱体为例描述。漂浮框120为内部中空结构，且漂浮框120的形状与网箱本体110顶部边缘一周的形状一致；以及漂浮框120为透明材料制成；漂浮框120内安装有LED发光灯130。漂浮框120可以增强渔业网箱的漂浮力，LED发光灯130可以为网箱中的鱼类提供微光环境，使鱼类更好的生长。

辅助鱼礁组，包括至少四个分别通过锚绳220与网箱本体110相连的人工鱼礁210；若干个人工鱼礁210分布在网箱本体110的外周侧。

本实施例以辅助鱼礁组包括的四个人工鱼礁210为例，每个人工鱼礁210均为内部中空的方形人工鱼礁210；且每个人工鱼礁210均通过锚绳220与系泊绳140顶部固定连接。

在网箱本体110的下方设置的四个中空的方形人工鱼礁210；将下方人工鱼礁210设计为组合型中空方形鱼礁，方型鱼礁孔隙率较小，其背涡流的回流较强，能够更好地发挥鱼礁的环境资源修复功能。

下方组合型的中空方形鱼礁会形成的上升流和背涡流，上升流能把海域底层的营养盐向表层水体输送，提高海域的基础饵料水平，其背涡流的回流较强，使人工鱼礁210处聚集鱼类生物。下部人工鱼礁210处的生物，会消化分解网箱中鱼类的排泄物、多余饲料以及网壁污染物，净化网箱周围水环境，为网箱中的鱼提供可靠的生存环境。

一方面，网箱下方的人工鱼礁210以网箱中废泄物为养料，净化网箱周围水环境，为网箱中的鱼提供可靠的生存环境；另一方面，网箱与鱼礁耦合系统即可减缓捕捞压力又可修护环境，将有效解决近年来渔业资源衰退的问题。

实施例2：

在实施例1的网箱与鱼礁耦合系统的基础上，本实施例的网箱与鱼礁耦合系统还包括在网箱本体110底部设有的用于调节网箱本体110在水中位置高低的浮力调节机构300。此处需要说明的是，锚绳220的长度适于浮力调节机构300的调范围。

请参阅图3所示，图3以网箱本体110为圆柱体结构为例描述。浮力调节机构300包括设于网箱本体110底部的浮体310、与浮体310固定连接的进气管320、与进气管320连接的高压气源330、与高压气源330连接的第一动力元件340、与浮体310连接的出气管350、与出气管350连接的真空泵360，以及与真空泵360连接的第二动力元件370。其中进气管320上还设有第一压力传感器321和调压电磁阀322；出气管350上还设有第二压力传感器351和单向阀352。

浮体310的形状为类似游泳圈的形状，设于渔业网箱底部，与渔业网箱底部四周边贴合，并且形状与渔业网箱底部行成的形状一致。

浮力调节机构300利用进气管320进气以及出气管350出气调整浮体310浮力，以改变网箱本体110在水体中的位置。第一、第二压力传感器感应浮体内部压力。出气管350的单向阀352保证不会有水进入浮体。浮力调节机构300可以根据不同鱼群适合生存的水底深度，从而改变渔业网箱在水中的位置，使得渔业网箱的使用范围更广，更好的为渔业增殖服务。

可选的，本实施例的浮力调节机构300连接有一控制机构，控制机构与第一、第二压力传感器，单向阀352，第一、第二动力元件，高压气源330以及真空泵360电性连接，可以提前设置好所需浮力，在网箱本体进入水体后，由控制机构控制调节。控制机构则可通过无线收发单元，使得浮力调节机构300可以被远程操作控制。

实施例3：

在实施例1或实施例2的基础上，本实施例的网箱与鱼礁耦合系统的网箱本体110的底部设有的适于与LED发光灯130和/或浮力调节机构300电性连接的发电机构400，以及与发电机构400连接的蓄电池组500。其中，发电机构400包括潮流振动获能组件、获能发电组件和电路组件490。

潮流振动获能组件包括振子410、振子支架420、支撑框架430、弹簧440和导杆450；支撑框架430为倒U型结构，振子支架420为对称框架式结构；振子支架420两侧上下两端分别通过弹簧440与支撑框架430弹性连接，导杆450固定在振子支架420的上部，导杆450穿设在支撑框架430的顶部。

获能发电组件包括多个堆叠在一起的发电单元；具体的，发电单元包括环形外框架460、内框架470和人工肌肉薄膜480，环形外框架460固设在支撑框架430的顶部，环形外框架460包围住内框架470，人工肌肉薄膜480固定在环形外框架460和内框架470之间，人工肌肉薄膜480通过内框架470固定在导杆450的顶部，人工肌肉薄膜480的两个表面涂有柔性电极层。

电路组件490包括充电电路491和蓄能电路492，充电电路491包括连接在一起的放电电源495和第一开关493，放电电源495和第一开关493分别连接人工肌肉薄膜480的两个柔性电极层；蓄能电路492包括与蓄电池组500连接的第二开关494，蓄电池组500和第二开关494分别连接人工肌肉薄膜480的两个柔性电极层。

具体的，本实施例的发电机构400将振子支架420通过弹簧440弹性连接在支撑框架430上，当振子410在潮流的作用下，做上下往复运动时，振子支架420也会随之上下往复运动，从而带动导杆450和固定在导杆450上的内框架470做上下往复运动，环形外框架460处于固定状态，当导杆450上下往复运动时，设置于内框架470和环形外框架460之间的人工肌肉薄膜480处于拉伸或收缩状态，人工肌肉薄膜480的两个表面涂有柔性电极层，人工肌肉薄膜480是绝缘材料，在其两面涂上可随动的柔性电极层，两个柔性电极层相当于两个电容极板，可等效为一个平行板可变电容，当导杆450往上运动时，人工肌肉薄膜480处于拉伸状态，此时，第一开关493开启，充电电路491闭合，人工肌肉薄膜480的厚度变小，两个柔性电极层之间的距离变小，人工肌肉薄膜480的电容变大，外界的机械能转换成人工肌肉薄膜480的弹性应变能；当导杆450往下运动时，人工肌肉薄膜480恢复自然状态，第一开关493闭合，充电电路491断开，两个柔性电极层之间的距离变大，人工肌肉薄膜480的电容变小，电场力做负功，人工肌肉薄膜480所含的弹性应变能减少，两个柔性电极层间的电压升高，电能增加，人工肌肉薄膜480的弹性应变能转换成电能，电能储存到蓄电池中。在具体实施过程中，根据洋流的流速不同，可以通过选择振子410的直径和密度、弹簧440的弹性模量和长度等参数，使振子410产生涡激振动，驱动振子支架420上下往复运动。当导杆450往下运动时，第二开关494开启，蓄能电路492闭合，人工肌肉薄膜480所含的弹性应变能转换成电能，存入蓄能电路492的蓄电池组500中，人工肌肉薄膜480恢复自然状态，当导杆450往上运动时，第二开关494闭合，蓄能电路492断开，防止电能的损失。

为了在运动时对导杆450起到导向作用，支撑框架430的上端部设置有横梁431，导杆450通过导套451穿设在横梁431上。具体的，通过设置横梁431以及导套451，可以维持导杆450在竖直方向上做上下往复运动时，对导杆450起到导向的作用，从而有效的减少动能的损失。

为了更有效的减少动能的损失，支撑框架430的两侧设置有导轨432，振子支架420的两侧设置有滑块421。具体的，通过设置导轨432和滑块421，可以保持振子410支架在竖直方向上沿着导轨432运动，有效减少了动能的损失。

环形外框架460上设置有多层铝箔纸，铝箔纸与对应的柔性电极层连接；充电电路491和蓄能电路492通过对应层的铝箔纸与人工肌肉薄膜480的两个柔性电极层连接。

本实施例发电机构400，通过设置潮流振动获能组件、获能发电组件和电路组件490，可以有效的将外界的动能转换成人工肌肉发电组的弹性应变能，进而将人工肌肉发电组的弹性应变能转换成电能，储存到蓄电池中；通过设置横梁431和导套451，可以有效的维持导杆450的竖直运动，减少动能的损失；通过在支撑框架430上设置导轨432，在振子支架420上设置滑块421，可以有效的维持振子支架420在竖直方向上运动，更加有效的减少动能的损失；通过在外框加上设置铝箔纸，可以有效的将两个柔性电极层与电路组件490连接在一起，防止电路脱落；通过将直流蓄电池和第一开关493与环形外框架460的铝箔纸相连接，可以方便的对所有的人工肌肉薄膜480进行充电；通过设置蓄能电路492，可以有效的收集和存贮电能。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。