三疣梭子蟹捕捞装备研究
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[摘要]中国东海大陆架海洋区域蟹类资源丰富，其中三疣梭子蟹具有极高的经济、食用价值，广受消费者喜爱。中国现有蟹笼渔船已经具备机械化捕捞三疣梭子蟹水平，但并未完全实现自动化捕捞。通过研究蟹笼渔船的捕捞设备;着重讲述脱钩器、挂钩、传送装置、卷绳机等;利用ANSYS对蟹笼挂钩进行力学分析。
{关键词]捕捞设备;脱钩器;挂钩
[中图分类号]S972.6 [文献标识码]B
东海区蕴藏丰富的蟹类资源，其中三疣梭子蟹（Portunustrituberculatus）是沿海渔民重要捕捞对象。20世纪90年代以后，东海蟹类产量在其海洋捕捞产量中所占比重逐年上升，舟山作为东海地区三疣梭子蟹的重要产地，生产的梭子蟹物美价廉，口味鲜美深受消费者青睐。蟹笼渔船在作业过程中主要使用蟹笼进行捕捞，蟹笼捕捞是利用笼状器具，引诱捕捞对象进入从而捕获的一种作业方式。每一年对于近海三疣梭子蟹资源开发利用的规模逐渐扩大，取得可观的经济效益。但是，目前针对蟹笼渔船捕捞装备，还存在一些问题：①捕捞装备自动化水平落后，尽管蟹笼渔船出海作业基本实现机械化，但仍然需要人工辅助完成一些工作，如放笼、收笼、分类以及存储等;②安全事故频繁发生，在高温、大风、大浪等恶劣环境中工作人员需要以22个/min的速度完成手工卸笼，工作难度极大。
中国蟹笼船装备自动化提升技术的研究较晚，投入也不足。目前，国内相关人员设计新型蟹笼挂钩，脱钩原理别具创意，可是在起笼作业时会脱落掉进海中造成一定的损失。所以，在研究中仍然使用传统手压式蟹笼挂钩，并且设计相关的自动脱钩器等一系列自动装置以实现高效蟹笼回收，降低强度，提高作业安全性能。
1 三痊梭子蟹捕捞装备
如图1所示蟹笼渔船捕捞装备，其主要由框架、蟹笼、脱钩器、卷绳机、主绳、传送带等部分组成。该装备工作原理为：当蟹笼渔船进行起笼作业时，卷绳机拉动主绳提供动力，在此过程中有2000m的主绳处于拉紧状态。支绳上端连接主绳，下端连接挂钩与蟹笼。卷绳机提供动力拉动主绳，蟹笼挂钩进入自动脱钩机中，由脱钩器自动脱掉蟹笼挂钩。此时，蟹笼与支绳分离掉到振动台上。振动台振动将蟹笼与其中的梭子蟹分离，梭子蟹通过管道进入集装箱，蟹笼沿滑板进入传送带，由工作人员收集。因此，本三疣梭子蟹捕捞装备提高了工作的安全性能，减轻了工作人员的工作强度。
2 脫钩器模块
上文对三疣梭子蟹捕捞装备进行整体描述，其中脱钩器如图2所示，脱钩器由底部挡板、配合孔、挂钩进入部位、左、右侧挡板、顶部挡板等部位组成。脱钩器内部凹槽为挂钩顶尖部位提供受力点，当挂钩进入其中通过主绳提供动力，脱钩器发生旋转达到自动脱钩的目的。
3 手压式蟹笼挂钩模块
3.1 蟹笼挂钩结构
如图3所示蟹笼挂钩，目前蟹笼渔船上广泛使用上述蟹笼挂钩，以其结构简单、实用性强、耐磨损、价格便宜而广受渔民青睐。此种蟹笼挂钩是由302不锈钢制作而成。具体参数为：长150mm，宽35mm，蟹笼支绳孔直径15mm，支绳环孔直径10mm，蟹笼挂钩整体是由直径3.5mm的302号圆柱不锈钢制作而成。
3.2 蟹笼挂钩工作原理
手压式蟹笼挂钩工作原理：以手握住蟹笼挂钩，拇指处于着力点1处，食指、中指、小指、无名指分别处于着力点2、3、4、5。此时握紧蟹笼挂钩，拇指施加朝向着力点2、3、4、5，手掌施加与拇指相反的力，蟹笼挂钩就会打开实现脱离支绳的目的。
4 传送装置模块
如图4所示的传送装置，其主要由以下部分组成：①传送框架;②传送履带;③电动机;④链条等。传送框架为所有的组成部分提供了依附载体;电机驱将电能转化为机械能驱动链条带动传送履带传递蟹笼。
传送装置的主要功能如下：①当蟹笼渔船出海作业时，工作人员可将连接在主绳上的蟹笼放置在传送装置的履带上，通过传送装置将蟹笼放置在规定海域。②蟹笼渔船进行起笼作业时，蟹笼经过振动台振动分离出梭子蟹，空蟹笼就会通过滑板进入传送装置的履带上，将之传送到相应的蟹笼堆放区。
由于蟹笼传送装置具有稳定性高、质量轻、使用方便等明显特点，广受渔民青睐。但是，在蟹笼渔船出海作业时由于船只摇晃，需将框架和蟹笼渔船板面相固定，以达到安全使用的效果。
5 卷绳机模块
由于蟹笼渔船出海捕捞三疣梭子蟹换绳工艺极为复杂，工作人员劳动强度大，为解决上述问题，研发捕捞三疣梭子蟹主绳卷绳机以代替人工。
如图5所示卷绳机装置，其主要由螺钉、传动轮、主轴、固定块、齿轮、电动机、皮带、框架等部分组成。起笼作业时，卷绳机提供动力将带有蟹笼的主绳从海中拉出。
6 蟹笼挂钩关键部位ANSYS力学分析
在捕捞三疣梭子蟹作业过程中蟹笼挂钩的作用很重要，必须使用ANSYS软件对其进行力学分析，了解蟹笼挂钩在自动脱钩过程中关键受力部位能承受多大的力，进而对其进行改进。由于，蟹笼挂钩的材料是302不锈钢，通过查阅资料得知其屈服强度超过207MPa，故取207MPa，对其进行力学分析。
由图6（a）蟹笼挂钩等效应力可知蟹笼挂钩所受到的最小压强为OPa，最大压强为1.51×1012Pa。由图6（b）等效弹性应变可知，蟹笼挂钩的最小等效弹性应变为2.49×10-34Pa，最大等效弹性应变为9APa。由图6（c）总变形可知蟹笼挂钩的最小总应变为0Pa，最大总变形应变为3.26Pa。综上图（a）（b）（c）可知，蟹笼挂钩变形最大在图6中“1”处，“1”处所受到得力最大，但是远远小于302不锈钢的屈服强度，所以该蟹笼挂钩是安全的在使用过程中不会发生塑性变形以及断裂等情况。
7 总结
通过对机械装备的一些关键技术进行升级、研发，提高渔业装备的机械化程度，实现机器换人、渔船减员等目标。提高渔业装备安全技术水平，减少安全隐患及事故。提高渔船使用的舒适性、可靠性能等。
[参考文献]
[1]俞存根，宋海棠，姚光展，等东海大陆架海域经济蟹类种类组成和数量分布[J].海洋与湖沼，2006（01）：53-60.
[2]俞存根，宋海棠，姚光展.东海蟹类群落结构特征的研究[J].海洋与湖沼，2005（03）：213-220.
[3]林杭宾，郑基，王玉明.浙江岱山蟹笼渔具渔法调查分析[J].浙江海洋学院学报（自然科学版），2013，32（04）：319-322.
[收稿日期]2020-04-02
[基金项目]舟山市科技计划项目“蟹笼渔船蟹笼自动脱钩机及回收装置研究”（项目编号：2018021014）。
[作者简介]蒋猛（1991-），男，江苏淮安人，硕士研究生;研究方向：渔业机械化。
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