南极海域生物资源调查使用的速降式垂直拖网及使用方法与流程

本发明属于海洋生物采捕取样网具的技术领域，特别是涉及一种南极海域生物资源调查使用的速降式垂直拖网及使用方法。

背景技术：

海洋浮游生物包括浮游动物和浮游植物，浮游生物研究是研究海洋生物资源、海洋环境、渔业生态、鱼类生物学等学科的重要途径，浮游生物的采样根据海域状况，深度从十几米至数百米不等，特别是在南极海域开展南极磷虾等生物资源调查中，生物采样的深度可达200米以上，而且采样的站点通常需要几十个甚至上百个，工作量巨大。

目前常用的浮游生物采样技术是利用漏斗形垂直拖网，利用钢丝绳绞机将垂直拖网放到一定深度，然后将拖网拉上来进行取样。垂直拖网的网口直径一般在1m左右，采用钢管圆圈连接网口固定形状。此种结构下，网口尺寸如果太大则不宜携带，同时增加操作难度，网口尺寸受限也影响了生物采集效率。垂直拖网在下放时网口一般平行水面，水流作用下会略有倾斜，下降阻力较大，影响下降速度，从而使采样时间延长，增加了工作量。另外，钢管圆圈支撑的网口，下部连接收集容器，在风浪较大或流速较大时，会出现底部收集容器翻上进入网口的情况，导致无法完成采样工作。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种南极海域生物资源调查使用的速降式垂直拖网及使用方法，能够实现垂直拖网的收拢储存、运输和投放，有利于提高拖网投放到水体中的下降速度，有效避免倾覆情况的发生，方便取样。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种南极海域生物资源调查使用的速降式垂直拖网，包括收放纲、网口边纲、支撑杆、中心支撑、网衣、连接平台和收集桶，所述收放纲的下端与中心支撑连接，所述中心支撑沿周向呈放射状设有若干支撑杆，所述支撑杆的内侧端与中心支撑可转动连接，所述支撑杆向下转动到水平位时支撑杆的底部与中心支撑形成水平方向的限位支撑，所述网口边纲采用弹性纲且与周向的支撑杆外侧端连接，所述网衣的上端与网口边纲连接、下端与连接平台连接且网衣展开时呈漏斗形，所述收集桶的上端与连接平台之间通过快速可拆卸结构连接。

当该垂直拖网处于悬吊状态或者在海水中处于下降状态且所述支撑杆向上转动至网口收拢时，所述网口边纲的预紧力使得网口保持收拢；当该垂直拖网在海水中处于向上提升状态时，在水阻力作用下使支撑杆向下转动至水平位使得网口展开。

所述中心支撑上沿周向呈放射状地形成若干支撑杆卡槽，所述支撑杆卡槽的两侧分别设有平行的卡槽板，所述支撑杆卡槽的底部开设有竖向转动限位槽，所述竖向转动限位槽的外侧设有水平支撑限位凸台，所述支撑杆的内侧端插入到支撑杆卡槽中并与两侧的卡槽板可转动轴接，所述支撑杆向下转动至水平位时通过水平支撑限位凸台进行支撑形成限位、向上转动至极限位置时通过竖向转动限位槽外侧的限位端进行限位。

所述中心支撑与收集桶之间连接有保险绳，所述保险绳与收集桶之间可拆卸连接。

所述中心支撑的中心位置穿过中心支撑装套有连接件，所述连接件的上端设有上连接环、下端设有下连接环，所述收放纲的下端与上连接环连接，所述保险绳的上端与下连接环连接。

所述连接平台上沿周向设有底纲连接孔，所述网衣的底端与底纲连接，所述底纲通过底纲连接孔与连接平台连接。

所述连接平台包括连接环，所述连接环沿周向设有若干旋转卡槽，所述收集桶的顶部设置有与旋转卡槽相对应的支撑卡梁，所述支撑卡梁插入到旋转卡槽中通过连接平台与收集桶之间的相对旋转实现安装连接和拆卸。

所述收集桶包括顶圈、外支撑、底圈、支撑卡梁、支撑底梁和纱网，所述顶圈与底圈之间沿周向通过外支撑进行连接，所述顶圈内部通过支撑卡梁进行支撑加固，所述底圈内部通过支撑底梁进行支撑加固，所述纱网安装在外支撑和支撑底梁上且顶部敞口。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种上述的南极海域生物资源调查使用的速降式垂直拖网的使用方法，包括以下步骤：

(1)将垂直拖网悬吊到起吊绞机上并使得垂直拖网处于收拢状态；

(2)利用起吊绞机，连续释放收放纲，使得垂直拖网入水后沉降，沉降过程中受到向上方向的水阻力作用保持支撑杆处于收拢状态；

(3)垂直拖网投放深度达到实验要求后，操作起吊绞机向上提升垂直拖网，提升过程中垂直拖网受到向下方向的水阻力作用使得支撑杆向下转动使得拖网网口达到展开状态，将垂直拖网收至调查船；

(4)将收集桶从连接平台上快速卸下，采集收集桶内部收集到的浮游生物样品。

所述步骤(2)中根据需要在连接平台上连接配重，所述配重的位置低于收集桶的高度且在自然悬吊状态下不得将拖网网口拉开。

有益效果

第一，本发明的垂直拖网能够折叠收拢，方便了拖网的储存、运输。

第二，本发明的垂直拖网在下降过程中能够保持收拢状态，方便投放操作，提升过程中利用水阻力实现拖网网口自动展开，操作简便。本发明能够提高拖网投放到水体中的下降速度，从而提高生物采样的效率，这也有利于大尺寸网口的垂直拖网在深海域开展调查实验的实现。另外，拖网保持收拢状态能够有效避免倾覆情况的发生，防止风浪较大或者流速较大导致底部收集容器翻上进入网口的情况，有利于保证采样工作的顺利完成。

第三，本发明中收集桶设计为可快速安装和拆卸的结构，能够在采集生物样品时迅速地将收集桶卸下，达到及时送样的目的，有利于提高调查结果的准确性。

附图说明

图1为本发明展开状态的结构示意图。

图2为本发明完全收拢状态的结构示意图。

图3为网口支撑杆展开状态的结构示意图。

图4为网口支撑杆收拢状态的结构示意图。

图5为支撑杆与中心支撑连接结构示意图。

图6为拖网底部通过连接平台连接收集桶的结构示意图。

图7为连接平台与收集桶之间预装配结构示意图。

图8为收集桶的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1和图2所示的一种南极海域生物资源调查使用的速降式垂直拖网，包括收放纲1、网口边纲3、支撑杆4、中心支撑5、网衣6、连接平台24和收集桶9。

收放纲1为垂直拖网的收放纲绳，材料为钢丝绳，收放纲1的下端与中心支撑5连接。中心支撑5为不锈钢焊接件，中心支撑5的中心位置设有穿孔，中心支撑5上穿过中心穿孔装套有不锈钢质的连接件，如图3所示，连接件的上端设有上连接环2，下端设有下连接环10，收放纲1的下端与上连接环2连接。

如图1和图3所示，中心支撑5沿周向呈放射状设有六根支撑杆4，支撑杆4为长度约700mm、宽度20mm、厚度8mm的铝合金杆，两端开孔，外侧端的开孔为支撑杆外孔11，孔径8mm，内侧端的开孔为支撑杆内侧孔15，孔径11mm。支撑杆4的内侧端与中心支撑5之间可转动连接。如图4和图5所示，中心支撑5上沿周向呈放射状地形成六个支撑杆卡槽12，支撑杆卡槽12的两侧分别设有平行的卡槽板14，间距10mm，两侧卡槽板14上开设有对称的卡板槽开孔19。支撑杆4的内侧端插入到支撑杆卡槽12中，并与两侧的卡槽板14通过螺栓13可转动连接，螺栓13穿过支撑杆内侧孔15和两侧卡槽板14上的卡板槽开孔19，并通过拧上螺母进行限位。

中心支撑5上对应支撑杆卡槽12的底部开设有竖向转动限位槽16，竖向转动限位槽16的内端为圆弧结构，外端为楔形的限位端17，竖向转动限位槽16的外侧设有水平支撑限位凸台18。当支撑杆4向下转动至水平位时，能够通过水平支撑限位凸台18对支撑杆4的底部进行支撑形成水平方向的限位，有利于提高支撑杆4的支撑强度。当支撑杆4向上转动至极限位置时，通过竖向转动限位槽16外侧的限位端17对支撑杆4的内底角20进行限位，防止支撑杆4向上过度转动，限位端17的楔形直角边与中心支撑5的夹角为85°，使支撑杆4收折后不能到达垂直位置，处于略外张的状态，便于向上提升拖网时受到水流冲力后及时张开。支撑杆4的外底角21设置为倒角结构，有利于提高支撑杆4转动的顺畅性。

支撑杆4的外侧端通过支撑杆外孔11与网口边纲3连接成圈，网口边纲3用于支撑网口形状。网衣6的上端与网口边纲3连接，下端与连接平台24连接且网衣6展开时呈漏斗形。网衣6为网目1mm的尼龙纱网，用于捕获海洋生物。网口边纲3采用弹性纲，网口边纲3的弹性需要满足以下条件，当该垂直拖网处于悬吊状态或者在海水中处于下降状态且支撑杆4向上转动至网口收拢时，网口边纲3的预紧力使得网口保持收拢；当该垂直拖网在海水中处于向上提升状态时，在水阻力作用下能够克服网口边纲3的预紧力，使得支撑杆4向下转动至水平位使得网口展开。

如图6所示，连接平台24上沿周向设有底纲连接孔28，孔径5mm，网衣6的底端与底纲连接，底纲通过底纲连接孔28与连接平台24连接。如图8所示，收集桶9包括顶圈29、外支撑25、底圈27、支撑卡梁23、支撑底梁32和纱网26，收集桶9的主体结构为不锈钢材料制成。顶圈29与底圈27之间沿周向通过均匀间隔分布的外支撑25进行连接。顶圈29内部通过三根支撑卡梁23进行支撑加固，三根支撑卡梁23沿顶圈29的周向均匀间隔分布，支撑卡梁23的宽度6mm，厚度5mm。底圈27内部通过三根支撑底梁32进行支撑加固，三根支撑底梁32沿底圈27的周向均匀间隔分布。纱网26为网目1mm的尼龙纱网，安装在外支撑25和支撑底梁32上，纱网26的顶部敞口，用于收集网衣6中捕获到的浮游生物。

收集桶9的上端与连接平台24之间通过快速可拆卸结构连接。如图7所示，连接平台24包括连接环22，连接环22上沿周向均匀间隔设有三个旋转卡槽30，旋转卡槽30类似于倒“凹”形结构，收集桶9的顶部的三根支撑卡梁23插入到旋转卡槽30中，通过连接平台24与收集桶9之间的相对旋转实现快速的安装连接和拆卸。支撑卡梁23的中心位置固定有不锈钢材质的收集桶连接环22，中心支撑5与收集桶9之间连接有保险绳7，保险绳7上端与下连接环10连接，下端通过弹簧钩8与收集桶连接环22连接，便于快速连接和拆卸。通过保险绳7，能够有效防止收集桶9脱离后丢失。

该南极海域生物资源调查使用的速降式垂直拖网在使用时：

(1)先将垂直拖网悬吊到起吊绞机上，并使得垂直拖网处于收拢状态

(2)利用起吊绞机，连续释放收放纲1，使得垂直拖网入水后沉降，沉降过程中受到向上方向的水阻力作用保持支撑杆4处于收拢状态。如果底部重量不足或者流速过大，造成网衣横向漂流，可根据情况在连接平台24上连接配重，配重的位置不能高于收集桶9，且在自然悬吊状态下不得将拖网网口拉开。

(3)垂直拖网投放深度达到实验要求后，操作起吊绞机向上提升垂直拖网，提升过程中垂直拖网受到向下方向的水阻力作用使得支撑杆4向下转动使得拖网网口达到展开状态，将垂直拖网收至调查船。

(4)垂直拖网收到甲板，连接在起吊绞机上，此时可将收集桶9稍用力向上推并逆时针旋转，支撑卡梁23可从旋转卡槽30内脱出，然后将收集桶9上部的保险绳7下部的弹簧钩8从收集桶连接环22中打开取下，采集收集桶9内的样品。根据需要，可及时更换另外的收集桶9进行连续取样，或到达下一调查站点后继续开展采样工作。

本发明的垂直拖网在下降过程中能够保持收拢状态，提升过程中利用水阻力实现拖网网口的自动展开，操作简便，有利于提高拖网投放到水体中的下降速度。需要说明的是，在实际应用过程中，垂直拖网在下降过程中由于受力水流的作用，拖网网口可能难以一直保持完全的收拢状态，而是处于接近于收拢状态的收展动态变化过程中，即相对收拢状态，相对收拢状态同样能够达到提高垂直拖网下降速度的目的，而且应当被认为是属于收拢状态而受到本发明的保护。