專利名稱：養(yǎng)魚系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明的技術領域和背景技術本發(fā)明涉及在籠中飼養(yǎng)水生動物，本發(fā)明特別涉及具有可根據(jù)需要浸沒在水中和從水中撈出的籠的養(yǎng)魚系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及一種能夠根據(jù)需要使魚籠浸沒在水中和從水中撈出的方法。盡管下面涉及的是“魚”，但是應該理解的是，本發(fā)明的飼養(yǎng)系統(tǒng)可用于飼養(yǎng)其他水生動物，諸如蝦、牡蠣等。
目前，隨著魚蛋白質在世界范圍內的需求快速增加，人們已經(jīng)進行了許多努力。除了日益完善的遠海捕魚，目前市場上的大部分魚是利用現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖技術飼養(yǎng)和收獲的。目前已經(jīng)以大型人造池的形式成功地建造各種養(yǎng)魚場。但是，修建和使用這些養(yǎng)魚場是昂貴的并且總是不能再現(xiàn)魚類生長的最佳條件。
近年來，人們逐漸利用大籠來養(yǎng)魚，使大籠在海、湖或者其他自然水域中剛剛離岸(下面稱為“近岸”)的水面或者其附近漂浮。魚籠系統(tǒng)包括一個或者多個大籠，所述大籠通常是由一些形狀適合的剛性框架構成的并且被能夠使水自由地流入到籠中和從籠中流出的網(wǎng)覆蓋，但是所述網(wǎng)的網(wǎng)孔足夠細小以將魚保持在籠內。
這樣的魚籠的優(yōu)點在于，它們不占據(jù)緊缺的土地并且無需建造昂貴的池子。另外，水的條件(例如，鹽分、溫度、氧含量)接近開闊水域的自然條件，與在人造陸地上的池中模擬的條件相比更適合魚類生長。
盡管這樣的魚籠近岸布置以便于接近，但是這樣的布置還帶來一些缺點。隨著近岸水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展，適合設置附加的籠子的地點越來越少。許多地點存在著由于魚廢物和剩下的魚食所導致的缺氧以及來自于附近岸邊工業(yè)、農(nóng)業(yè)和家庭的廢棄物的污染。
因此，通常需要避開陸上地點并且將籠設置在離岸較遠的地點，下面稱之為“深水區(qū)域”，即，不會受到廢棄物的影響并且具有能夠稀釋養(yǎng)育場廢物的較強烈的水循環(huán)的區(qū)域。
但是，將魚籠系統(tǒng)設置在遠離岸邊的地點也存在一些問題。其中主要問題是，需要保證魚籠系統(tǒng)在暴風雨中，諸如大浪和強風的條件下的適航性能，這些條件比在近岸地點遇到的條件惡劣得多。
另外，已知在暴風雨中水面附近的水流是特別狂亂的，通常大部分時間在供氧最充足的水面附近區(qū)域的魚暫時遷離水面到達水流不受暴風雨影響的深度，從而避免受到傷害和壓力作用。
為了使魚和籠受到的損害達到最小或者完全消除，已經(jīng)開發(fā)了幾種能夠在受到暴風雨襲擊之前根據(jù)需要使魚籠下沉到一定深度以在冬天避開冷的水面和/或冰面以及在夏天避開熱的水面或者避開各種有毒污染物(諸如有毒的水或者漏出的油)的魚籠系統(tǒng)。在Zemach等人的美國專利US 5412903中披露了幾種這樣的現(xiàn)有的籠系統(tǒng)，并且提出了一種能夠克服一些現(xiàn)有主要缺點和限制的魚籠系統(tǒng)，Zemach等人的美國專利US 5412903所披露的全部內容在這里作為參考。


圖1和圖2示意性示出了現(xiàn)有技術中在Zemach等人的美國專利US5412903中所涉及的魚籠，其中省略了一些原始細節(jié)。
圖1示出了魚籠100，魚籠100通常由金屬骨架結構制成的，并且在金屬骨架結構上設有網(wǎng)孔尺寸適合的網(wǎng)102(部分地示出)以使水能夠自由流過籠100但不能使籠內的魚逃出。一個或者多個魚籠纜索104與籠100相連。籠100和纜索104具有通過浮力室或者元件106提供的向上浮力，浮力室或者元件106能夠確保至少籠100的上部浮出水面或者浮在水面上。如果需要使籠100暫時下降到一定深度，那么該系統(tǒng)還裝有與纜索104相連的下沉物108。根據(jù)專利US 5412903，在一個基本實施例中，下沉物108具有固定的且不變的重量，所選擇的下沉物108的重量能夠克服上述籠100和籠繩索104的總凈浮力，從而當將下沉物108的重量加到魚籠100和魚籠纜索104上時，能夠使籠100下沉，最好以緩慢的且可控的速度下沉。在另一個實施例中，下沉物108具有可變的浮力，并且?guī)в屑词乖谙鲁廖?08下沉時也能夠通過引入空氣來增大浮力和通過釋放空氣來減小浮力的裝置。
下沉物108還與下沉物纜索110相連，下沉物纜索110還與采用任何適合設計形式的浮標112相連。所設計的浮標112能夠在所有情況下浮在水面上。浮標112裝有交替地縮短和加長下沉物纜索110的有效長度的裝置，該裝置最好是設置在浮標112內的適合絞盤機構113，該裝置通常是由內燃機操作的。
在正常操作中，如
圖1中所示，使籠100浮在水面上。如上所述，籠100(加上魚籠纜索104)的浮力能夠使籠100保持在水面上。在這種情況下，在水中保持松弛狀態(tài)的魚籠纜索104上沒有被施加外力，這是由于還與魚籠纜索104相連的下沉物108通過拉緊的下沉物纜索110(
圖1)完全被浮標112支撐。所設計的浮標112具有足以支撐下沉物108(和下沉物纜索110)同時能夠保持浮在水面上的浮力。
在需要使籠100下沉時，例如通過松開安裝于浮標112中的絞盤113上的制動機構使下沉物纜索110加長，最好以可控的速度使下沉物纜索110加長。接著，下沉物108的重量將下沉物纜索110從絞盤103中拉出，使下沉物纜索110隨著下沉物108的下沉而加長。隨著下沉物108持續(xù)下沉，當魚籠纜索104拉緊時，下沉物108到達一個位置，下沉物的重量從松弛的下沉物纜索110上移動到拉緊的魚籠纜索104上。超過該位置，下沉物108的所有重量被施加在籠100上。如上所述，下沉物108的增重足以克服籠100的浮力并且能夠使籠100下沉，如現(xiàn)有技術的圖2中所示。
最好下沉慢速以使結構和魚受到的損害達到最小。例如可通過精心選擇下沉物108的重量以使該系統(tǒng)的總重量比方向向上的浮力大一點點來保證慢速下沉。下沉物在籠100上施加作用力時使籠100持續(xù)下沉。在下沉物108沉底后，這些作用力被消除，并且籠100停止向下移動。籠100穩(wěn)定在一個位置處，該位置是由魚籠纜索104的長度決定的(圖2)。
美國專利US 5412903中所披露的系統(tǒng)能夠使籠實際上下沉到任何所需深度，假設下沉物纜索110的長度是足夠長的。將下沉的籠設置在一定的深度處與水的深度無關，實現(xiàn)其所需要的是魚籠纜索104的適合的長度。例如，如果需要在200米深的水下進行操作并且還需要使籠下沉到100米的深度，那么下沉物纜索110應該至少有200米長，而魚籠纜索104的長度約為100米。
在需要使籠100重新回到其在水面上的正常位置時，啟動絞盤113或者類似機構以收緊下沉物纜索110。當下沉物纜索110拉緊時，絞盤113將下沉物108提高離開水底，并且將下沉物的重量從籠100上移開，現(xiàn)在籠100的浮力能夠使其升至水面，最好以足夠慢的速度使其升至水面以避免該系統(tǒng)受到結構損壞，以及使魚受到生理傷害(例如沉箱病)。最好，浮標112的下部被設計成這樣的形式，即，當籠100上升到水面時能夠避免浮標112被籠100提起。例如，如
圖1和圖2中所示，浮標112的下部被設計成這樣的形式，即，當籠100上升到水面時，使籠100以使其上邊緣沿著浮標112的傾斜下部向上滑動的方式將浮標112推開。
盡管在Zemach等人的美國專利US 5412903中所涉及的魚籠系統(tǒng)與現(xiàn)有技術中系統(tǒng)相比具有明顯的優(yōu)點，但是它仍然存在一些問題和缺點，下面列出了其中一些，并且本發(fā)明的目的就是為了解決這些問題當籠100在惡劣的天氣但并不是足以需要使籠下沉的暴風雨天氣下(例如浪高為0.8至1.8米)浮在水面上或者處于水面附近時，會出現(xiàn)一個問題。在這種情況下，籠100之間，特別是其元件106和浮標112之間出現(xiàn)頻繁地碰撞和摩擦?；\和浮標在水上的漂浮特性存在很大的不同，導致它們之間出現(xiàn)頻繁地碰撞，碰撞會對它們造成累積損壞。在出現(xiàn)緊急情況時，例如當絞盤113卡住并且需要被解除時，操作人員需要登上浮標112，并且如果需要在惡劣天氣下進行這樣的工作，這可能會對登上浮標的人員帶來生命危險。
如果下沉物108卡在泥濘或者多石的海底中，會出現(xiàn)另一個問題。這種意外情況需要浮標112具有特大的浮力(更大的)，從而當其試圖使被卡住的下沉物解脫時其本身不會下沉。類似地，由于同樣的原因而需要絞盤113具有特大的拉拔能力。由于浮標和絞盤在暴風雨的天氣下保持上浮，同時籠下沉，因此對浮標112或者絞盤113造成的損壞可能會阻止籠再次上浮。
由于籠100下沉的深度必須通過選擇魚籠纜索104的長度來預定而導致了另一個問題。在下沉物108沉底后，纜索104的長度不能被改變，并且不能使籠100的下沉深度進一步改變。
如果下沉時的籠100在下沉物108沉底之前必須停在一定的中間深度處，那么會出現(xiàn)另一個問題。在這種情況下，下沉物纜索110會頻繁磨擦籠100，特別是磨擦其元件106，從而經(jīng)過幾個小時后，磨擦可能會使纜索110斷裂或者割穿元件106。因此存在最大“中間深度中途停留時間”，在超過最大“中間深度中途停留時間”后可能會出現(xiàn)損傷，惡劣的天氣條件可大大地縮短該時間。
下沉的籠100和漂浮的浮標112會帶來另一個問題，浮標112會根據(jù)風向和水流而改變位置。移動的浮標可使纜索110卷繞和纏結纜索104和元件106。在這種情況下，使籠100重新浮出的努力可能會使纜索110斷裂。解開這樣的纏結纜索110的努力需要潛水員進行復雜的水下操作。
因此，人們需要并且希望能夠提供一種能夠避免上述問題和限制的、在深水中使用的具有浮力可控的魚籠的飼養(yǎng)系統(tǒng)以及使這樣的魚籠下沉和重新浮出的方法。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，提供一種養(yǎng)魚系統(tǒng)，所述養(yǎng)魚系統(tǒng)包括浮力可控的魚籠；與籠相連的絞盤機構；下沉物，所述下沉物具有與絞盤機構相連的長度可變的下沉物纜索；能夠啟動所述絞盤機構的啟動器機構，從而使啟動限定下沉物纜索的有效長度；從而當浮力克服由系統(tǒng)重量施加的總作用力時使所述魚籠的至少一部分處于水面上或者在水面上方，以及當以可控的方式減小浮力時能夠使魚籠下沉到在水面下方的所需深度處，該深度是由下沉物纜索的有效長度確定的。
根據(jù)下面描述的本發(fā)明優(yōu)選實施例中的其他特征，所述魚籠包括多個用于提供所述可控浮力的垂直浮力元件。
根據(jù)所述優(yōu)選實施例中的其他特征，所述啟動器機構包括能夠接收無線指令的馬達，所述馬達與絞盤機構相連。
根據(jù)所述優(yōu)選實施例中的其他特征，所述啟動器機構還包括通信和控制導線管，所述通信和控制導線管的一端與所述絞盤機構在功能上相連；遙控器，所述遙控器與所述通信和控制導線管的另一端在功能上相連；容納所述遙控器的輔助漂浮裝置；從而當所述絞盤機構下沉時，所述遙控器和所述導線管有助于所述絞盤機構的啟動，以及所述輔助漂浮裝置防止所述遙控器與所述絞盤機構一起下沉。
根據(jù)所述優(yōu)選實施例中的其他特征，所述魚籠包括至少一個室。
根據(jù)所述優(yōu)選實施例中的其他特征，本發(fā)明所涉及的養(yǎng)魚系統(tǒng)還包括錨和錨浮標，所述錨通過錨纜索與魚籠相連，所述錨浮標與錨纜索相連。
根據(jù)所述優(yōu)選實施例中的其他特征，所述錨浮標具有可變的浮力。
根據(jù)所述優(yōu)選實施例中的其他特征，本發(fā)明所涉及的養(yǎng)魚系統(tǒng)還包括至少一個與所述至少一個室相連的工作平臺，從而可使所述絞盤機構安裝在所述至少一個平臺上。
根據(jù)所述優(yōu)選實施例中的其他特征，所述至少一個室包括從包括正方形、圓形、六邊形或者八邊形的一組形狀中選擇的橫截面形狀，所述橫截面處于基本上與水面平行的平面中。
根據(jù)所述優(yōu)選實施例中的其他特征，本發(fā)明所涉及的養(yǎng)魚系統(tǒng)還包括與所述魚籠相連的遙測裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，提供一種養(yǎng)魚系統(tǒng)，所述養(yǎng)魚系統(tǒng)包括浮力固定的魚籠；與籠相連的絞盤機構；浮力可變的下沉物，所述下沉物具有長度可變的下沉物纜索，所述下沉物通過下沉物纜索與絞盤機構相連；能夠啟動所述絞盤機構的啟動器機構，從而使啟動器機構限定下沉物纜索的有效長度；從而當魚籠的固定浮力克服由系統(tǒng)重量施加的總作用力時使所述魚籠的至少一部分處于水面上或者在水面上方，以及當以可控的方式減小可變的下沉物浮力時能夠使魚籠下沉到在水面下方的所需深度處，該深度是由下沉物纜索的有效長度確定的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供一種以可控的方式使養(yǎng)魚系統(tǒng)下沉到深水中以及使養(yǎng)魚系統(tǒng)重新浮出的方法，所述方法包括提供浮力可控的魚籠，所述魚籠包括至少一個室；使絞盤機構與所述籠相連；使具有長度可變的下沉物纜索的下沉物通過所述下沉物纜索與所述絞盤機構相連；啟動所述絞盤機構以改變所述下沉物纜索的有效長度；以及改變所述魚籠的所述浮力；從而當浮力克服由系統(tǒng)重量施加的總作用力時使所述魚籠的至少一部分處于水面上或者在水面上方，以及當以可控的方式減小浮力時能夠使魚籠下沉到在水面下方的所需深度處，該深度是由下沉物纜索的有效長度確定的。
根據(jù)本發(fā)明方法的上述優(yōu)選實施例中的附加特征，所述啟動步驟包括使用指令的無線傳輸。
根據(jù)本發(fā)明方法的上述優(yōu)選實施例中的其他附加特征，所述啟動步驟還包括使通信和控制導線管的一端與所述絞盤機構在功能上相連；使所述遙控器與所述通信和控制導線管的另一端在功能上相連；使遙控器與輔助漂浮裝置相連以防止遙控器下沉；以及將來自于遙控器的控制輸入通過所述導線管傳輸?shù)剿鼋g盤機構以啟動所述絞盤機構。
根據(jù)本發(fā)明方法的上述優(yōu)選實施例中的其他附加特征，本發(fā)明方法還包括使平臺與所述魚籠相連；以及將所述絞盤機構安裝在所述平臺上。
根據(jù)本發(fā)明方法的上述優(yōu)選實施例中的其他附加特征，本發(fā)明方法還包括通過錨纜索使錨與所述籠相連；以及使浮力可變的浮標與所述錨纜索相連。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種浮力可變的浮標，所述浮標包括浮力固定部分；以及與所述浮力固定部分相連的浮力可變部分，從而當所述浮標下沉時能夠使所述浮力可變浮標的浮力減小。
本發(fā)明通過提供沒有現(xiàn)有技術限制的用于使魚籠下沉和重新浮出的養(yǎng)魚系統(tǒng)和方法成功地克服了目前已知結構的不足之處。
附圖的簡要說明現(xiàn)將參照附圖利用示例對本發(fā)明進行描述。盡管對附圖進行了詳細地參照，但是應該強調的是，所示的細節(jié)是示例性的并且僅是為了說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，提供附圖以及對實施例的詳細描述是因為，我們認為這對于本發(fā)明的原理和概念特征的說明是最適用的并且便于理解。因此，無需為了理解本發(fā)明而更詳細地示出本發(fā)明的結構細節(jié)，本領域普通技術人員根據(jù)結合附圖的說明顯然能夠給出本發(fā)明的其他一些實施方式。
在附圖中
圖1是浮在水面上的現(xiàn)有技術所涉及的魚籠的示意圖；圖2是
圖1中所示的現(xiàn)有技術所涉及的魚籠在下沉狀態(tài)下的示意圖；圖3是本發(fā)明所涉及的多室魚籠的優(yōu)選實施例的示意圖；圖4是表示具有多個室的本發(fā)明所涉及的魚籠的示意圖，其中示出了多個室的形狀(a)正方形、(b)圓形、(c)六邊形以及(d)八邊形。
圖5是表示被平臺覆蓋的魚籠的中心室的放大細節(jié)的視圖，其中示出了與平臺相連的絞盤以及通過下沉物纜索與絞盤相連的下沉物；圖6是本發(fā)明所涉及的魚籠的優(yōu)選實施例的示意圖(a)浮在水面上；以及(b)利用被動”模式下沉；圖7是本發(fā)明所涉及的魚籠的優(yōu)選實施例的示意圖(a)浮在水面上；以及(b)利用“主動”模式下沉；以及圖8是本發(fā)明所涉及的浮力可變的錨浮標的示意圖。
優(yōu)選實施例的描述本發(fā)明涉及一種養(yǎng)魚系統(tǒng)，該養(yǎng)魚系統(tǒng)可用于在實際的任何深度的水域中養(yǎng)魚，特別是在開放的海域中深水養(yǎng)魚，該養(yǎng)魚系統(tǒng)能夠以可控的速度使魚籠下沉到實際的任何所需深度。參照附圖和下面的說明可以更好地理解本發(fā)明所涉及的系統(tǒng)的原理和操作。
現(xiàn)參照附圖，圖3示出了本發(fā)明所涉及的典型的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有任何適合尺寸和大小的魚籠200，魚籠200包括但不限于
圖1和圖2中所示的現(xiàn)有技術所涉及的系統(tǒng)的設計形式以及其他設計形式。最好，魚籠200包括多個高度相等的相鄰的室202，室202的水平橫截面(基本上平行于水面)采用任何適合的幾何形狀。圖3中所示的魚籠包括九個矩形的這樣的室，分別用A至I表示(I是中心室，如下面描述的，中心室可被覆蓋，因此不可用作一個養(yǎng)殖室)。對于其他能夠采用的室的橫截面，圖4示出了具有下列橫截面形狀的九個室，其中(a)正方形、(b)圓形、(c)六邊形以及(d)八邊形。其他形狀當然也是可以的，為了簡單起見，這里不再對它們進行描述。通常，籠200和室202是由金屬、硬塑料或者其他任何適合的材料的骨架構成并且具有水平元件204和垂直元件206。元件204和206沒有在圖4中的實施例中詳細示出，但是應該理解的是，它們是存在的并且與圖3中所示的類似。如圖3中所示，在骨架上設有網(wǎng)孔尺寸適合的網(wǎng)208(部分地示出)以使水能夠自由流過籠100但不能使籠內的魚逃出。元件204和206通常是空心管，最好是由鋼、鋁或者硬塑料制成，最好設有能夠引入空氣和釋放空氣的單獨的控制裝置，從而可用作浮力元件。最好，在圖3和圖4中所示的每一個結構中的中心室被工作平臺210覆蓋。平臺210通常用作適于進行諸如保養(yǎng)、維修和喂魚等活動的中心區(qū)域。在圖5中所示系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例中，平臺210用作能夠交替地縮短和加長下沉物纜索212的有效長度的裝置的支撐結構，該裝置最好是適合的絞盤機構214。絞盤機構214可利用電動、氣動、液壓或者其他任何防水的馬達操作。最好，機構214是一種“絞盤”式機構，其中下沉物纜索212的殼體部分可被存儲在纜索存儲裝置213中。機構214下面被稱為絞盤214。平臺210可由能夠長期經(jīng)受海中水下環(huán)境的任何適合的材料制成，諸如鋼、鋁、硬塑料或者網(wǎng)。也可不將絞盤214安裝在平臺210上，而將絞盤214與籠200直接相連，例如通過連接在水平元件204中間的剛性梁，可取消平臺210。但是，平臺210的存在便于接近絞盤214并且能夠簡化其操作。可利用設置在室202頂部并與平臺210相連的附加的人行道式結構(未示出)接近不與平臺210相鄰的室202的頂部區(qū)域。
在圖5中，所示的下沉物216與下沉物纜索212的一端相連。下沉物216可采用任何適合的設計形式并且可包含固體和/或液體和/或氣體。這里所用的術語“纜索”應該被理解為，包括纜繩、鏈條、繩和其他類似的由各種材料制成的和具有任何設計形式的裝置，只要它們適合于這里所述的目的即可?；\200的浮力是可控的并且是可改變的，最好以例如在美國專利US 5655938中所披露的方式將空氣或者水引入到垂直浮力元件206中和將空氣或者水從中排出，美國專利US 5655938及其參考文獻所披露的所有內容在這里作為參考?；蛘?，在美國專利US5412903中所述類型的浮力可變的下沉物可提供使籠200下沉和重新浮出所需的可控的和可變的浮力，在該情況下，籠200本身的浮力可是固定的?！案×勺儭钡南鲁廖镏傅氖抢缈赏ㄟ^引入和排出空氣來改變下沉物的重量(下沉物始終具有負浮力)。當養(yǎng)魚系統(tǒng)的浮力方向向上時，至少籠200的上部浮在水面上或者略微浮在水面上方，如圖6a和7a中所示，這是養(yǎng)魚的正常情況。
籠200在需要時可以兩種優(yōu)選的方式或者模式中任何一種下沉，下面將這兩種優(yōu)選的方式稱之為“被動”模式和“主動”模式。圖6示出了“被動”模式。在圖6a中所示的第一步驟中，首先例如通過松開位于平臺210上的絞盤214上的制動機構使下沉物纜索212加長，最好以可控的速度加長。將下沉物纜索212從絞盤214中拉出的下沉物216的重量使下沉物纜索212隨著下沉物216的下沉而加長。當下沉物纜索212的有效長度達到預定值時，約等于當下沉物216處于海底218處時下沉的籠與海底218之間的垂直距離，例如通過使絞盤214上的制動機構接合來鎖定下沉物纜索212。接著，例如通過與一個或者多個垂直元件206的頂端相連的閥從一個或者多個垂直元件206中釋放空氣來以輕微和可控制的方式減小籠200的向上浮力，通過通道(未示出)從工作平臺210容易接觸這些閥。元件206通常具有開放的底部，當在頂部釋放空氣時水可通過開放的底部進入，減小浮力直至下沉物216的重量足以使籠200下沉。接著停止空氣的釋放。接著進行在圖6b中所示的被動”模式的第二步驟，其中使籠200下沉。最好，進行慢速下沉以使結構和魚受到的損害達到最小。下沉物216在籠200上施加作用力時使籠200持續(xù)下沉。在下沉物216沉入海底218后，這些作用力被消除，并且籠200停止向下移動，這樣使下沉的籠200處于選擇的深度處，如圖6b中所示。
利用下面將描述的啟動機構實現(xiàn)絞盤214的啟動，包括上述松開和接合制動機構。例如，為了使籠浮出返回水面，可利用來自于位于水上方的遙控器(未示出)的遙控信號或者輸入通過有線的或者無線的通信裝置傳輸?shù)较鲁恋慕g盤214上來啟動絞盤。有線裝置的一個示例是一端與絞盤214在功能上(例如電連接)相連的并且另一端與遙控器相連的通信控制導線管220，遙控器本身與輔助漂浮裝置，例如浮標222相連或者包含在其中。圖6b中示出了導線管220和浮標222。遙控器可包括用于將指令輸送到絞盤214上所需的發(fā)射器和電子器件；顯示絞盤214狀態(tài)的診斷系統(tǒng)；GPS導航系統(tǒng)；用于液壓或者氣壓系統(tǒng)的泵和控制裝置等。常規(guī)的輸入可包括電和電子信號；在液壓系統(tǒng)中的油循環(huán)、用于氣壓系統(tǒng)的壓縮空氣等。導管220可為由任何適合材料制成的圓筒形中空管，例如由鋼、橡膠、尼龍、塑料等制成，導管220通常包含啟動諸如位于絞盤214附近或者與其相連的液壓馬達、氣動馬達或者電動馬達的扭矩裝置所需的液壓或者壓縮空氣管和電纜。也可利用設置在絞盤214附近但無需與例如液壓管或者氣壓管的水面實際連接且可接收遠程無線指令的扭矩裝置啟動絞盤214。這樣的裝置例如可是提供有其自身電池的電動馬達、提供有相連的壓縮空氣氣缸的氣動馬達或者更廣義的任何連接有其自身的相鄰能量源的馬達。這樣的馬達接著可連有能夠使其接收來自于遙控器的遙控指令的電子接收器，其中無需殼體導管220并且可利用適用于無線傳輸指令的無線頻道代替。這樣，可利用本領域已知的無線裝置啟動絞盤214。在本發(fā)明中，所用術語“啟動器機構”是適用于所有在下沉和重新浮出的操作中啟動絞盤所需的裝置的通用術語，包括遙控器、扭矩裝置和上述通信導線管或者無線通信裝置。
在有線或者無線信號不能達到絞盤214或者絞盤214被卡住的緊急情況下，可以人工的方式啟動被卡住的絞盤214，例如由潛水員來完成。絞盤214啟動以松開下沉物纜索212，最好以緩慢且可控制的方式，并且接著使籠200在其向上的浮力作用下緩慢地升至水面，其向上的浮力不受下沉物216的影響，下沉物216繼續(xù)處于海底218。在籠返回水面時，空氣被泵送到元件206中以使浮力增大到能夠克服下沉物216重量的程度?；蛘撸?雖然不是優(yōu)選的，這是由于它需要向沉底的下沉物提供空氣)，如在美國專利US 5412903中所述的下沉物216具有可變的且可控制的浮力，那么可略微增大其浮力以使籠的浮力能夠克服下沉物和下沉物纜索的重量。接著，緩慢地將下沉物216向上拉動到所需的任何位置處。
圖7中示出了使籠200下沉和重新浮出的主動模式。在圖7a中，籠200浮在水面上。利用啟動器機構啟動絞盤214，并且緩慢地松開下沉物纜索212直至下沉物216沉入海底218。鎖定絞盤214，并且從一個或者多個元件206中排出空氣，略微將浮力減小到能夠克服籠200和下沉物纜索212的總重量但不增加下沉物216的重量的程度。現(xiàn)在啟動絞盤214，以使下沉物纜索212的長度緩慢減小。如圖7b中所示，現(xiàn)在使籠200緩慢下沉，由于下沉物216仍然處于海底218，因而將籠200拉向海底。當籠200到達所需深度，絞盤214停止工作并且鎖定下沉物纜索212。按照與上述“被動”情形的相同步驟使籠上浮返回水面。應該注意的是，與Zemach等人的美國專利US 5412903中所涉及的系統(tǒng)不同的是，在本發(fā)明中，可通過遠程啟動器機構并且通過啟動器機構啟動絞盤214容易地改變下沉的籠200的深度。
如圖3、圖6和圖7中所示的本發(fā)明系統(tǒng)還包括單點錨泊系統(tǒng)，所述單點錨泊系統(tǒng)包括錨300，錨300通過錨纜索302與籠200相連。錨浮標306與錨纜索302相連。浮標306的一個作用是指示位置。當籠下沉時浮標306與籠200一起下沉。另外，浮標306的相當重要的功能是吸收由于在惡劣天氣下在纜索302和籠200之間的張力變化而施加在籠200上的震動。另一個主要的作用是支撐錨纜索302的一些重量。當籠200下沉時，錨纜索302的大部分處于海底，并且纜索302需要來自于浮標306較少的支撐。如果浮標306的浮力是固定的，那么浮標將會在水中上升到高于籠200的位置處，并且存在著與導管220纏結的危險。因此當籠200的下沉深度增大時，浮標306的浮力必須被減小。根據(jù)本發(fā)明，如圖8中詳細示出的，通過為錨浮標306提供可變浮力可以實現(xiàn)當籠200的下沉深度增大時減小浮標306的浮力。“浮力可變”的浮標306包括兩個主要部分，浮力固定的頂部308和浮力可變的底部310。最好，部分308具有在本領域中采用的常規(guī)的、剛性的、固定體積的中空結構，而位于部分308下方并且利用任何適合的連接裝置與其相連的部分310具有撓性的、體積可變的中空結構。部分310例如可是由橡膠、塑料或者其他氣密性撓性材料制成的袋，部分310通常充填有空氣并且達到一定的壓力，同時浮標306浮在水面上，并且部分310被放置在剛性的中空外殼330中，通過任何適合的方式使中空外殼330與部分308鉚接、焊接或者連接在一起。充填空氣后的部分310不能從外殼330中取出或者脫離外殼330。
當浮標306下沉時，被下沉的籠向下拉動，部分310上的增大的壓力壓縮其中的空氣，使其體積減小，從而減小浮力。部分310的浮力以及浮標306的浮力會隨著下沉深度的增大而減小，使浮標306更靠近籠200，從而避免出現(xiàn)上述纏結的危險。
本發(fā)明的單點錨泊系統(tǒng)相對于現(xiàn)有技術系統(tǒng)提供了其他重要的優(yōu)點，其中包括相對于美國專利US 5412903的單點錨泊系統(tǒng)的優(yōu)點。一個重要的優(yōu)點是，籠200始終處于這樣的位置，即，最靠近錨浮標306的室(圖3、圖6和圖7中的室A、B和H)面對進入的水流或者“上游”方向，而與錨浮標306距離最遠的室(E、F和D)處于“下游”。如果水流改變方向，籠200將只是圍繞錨泊點轉動以使它們朝向室A。利用這種“自動調整”籠定向性具有很大的優(yōu)點，根據(jù)尺寸設定魚類的位置，在最靠近進入的水流的室(例如室A)中設置最大的魚，并且在其他的對角端(例如室E)設置籠中最小的魚。養(yǎng)魚場這樣取向至少在三個方面具有優(yōu)勢第一，較大的魚需要較多的氧氣，面對進入水流的室中的含氧量最大；第二，需要較少的氧的較小的魚可在遠離進入水流的室受到更好的保護；以及第三，在單點周圍錨泊的籠可在最大為錨纜索302的長度的半徑內圍繞其轉動，使得魚產(chǎn)生的廢物擴散到較大的區(qū)域，這樣減小了可能由于廢物而導致的問題，諸如生病。
本發(fā)明的系統(tǒng)還包括遙測裝置320，遙測裝置320包含各種遙測部件，諸如溫度測量部件、深度指示部件、聲檢測器、攝象機等，遙測裝置320可在方便的位置處與籠200相連，如圖5中所示，并且可通過本領域已知的無線或者有線裝置將信息傳送到遠離水域的遠程用戶。
盡管已經(jīng)參照有限數(shù)量的實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應該理解的是，可對本發(fā)明進行各種改進、變型或者其他應用。
權利要求
1.一種養(yǎng)魚系統(tǒng)，所述養(yǎng)魚系統(tǒng)包括i.浮力可控的魚籠；ii.與籠相連的絞盤機構；iii.下沉物，所述下沉物具有長度可變的下沉物纜索，所述下沉物通過下沉物纜索與絞盤機構相連；iv.能夠啟動所述絞盤機構的啟動器機構，從而使所述啟動器機構限定下沉物纜索的有效長度；從而當浮力克服由系統(tǒng)重量施加的總作用力時使所述魚籠的至少一部分處于水面上或者在水面上方，以及當以可控的方式減小浮力時能夠使魚籠下沉到在水面下方的所需深度處，該深度是由下沉物纜索的有效長度確定的。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述魚籠包括多個用于提供所述可控浮力的垂直浮力元件。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述啟動器機構包括能夠接收無線指令的馬達，所述馬達與絞盤機構在功能上相連。
4.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述啟動器機構還包括i.通信和控制導線管，所述通信和控制導線管的一端與所述絞盤機構在功能上相連；ii.遙控器，所述遙控器與所述通信和控制導線管的另一端在功能上相連；iii.容納所述遙控器的輔助漂浮裝置；從而當所述絞盤機構下沉時，所述遙控器和所述導線管有利于所述絞盤機構的啟動，以及所述輔助漂浮裝置防止所述遙控器與所述絞盤機構一起下沉。
5.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述魚籠包括至少一個室。
6.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括至少一個與所述至少一個室相連的工作平臺，從而可使所述絞盤機構安裝在所述至少一個平臺上。
7.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括錨和錨浮標，所述錨通過錨纜索與魚籠相連，所述錨浮標與錨纜索相連。
8.如權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述錨浮標具有可變的浮力。
9.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個室包括從包括正方形、圓形、六邊形或者八邊形的一組形狀中選擇的橫截面形狀，所述橫截面處于基本上與水面平行的平面中。
10.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括與所述魚籠相連的遙測裝置。
11.一種養(yǎng)魚系統(tǒng)，所述養(yǎng)魚系統(tǒng)包括i.浮力固定的魚籠；ii.與籠相連的絞盤機構；iii.浮力可變的下沉物，所述下沉物具有長度可變的下沉物纜索，所述下沉物通過下沉物纜索與絞盤機構相連；iv.能夠啟動所述絞盤機構的啟動器機構，從而使啟動器機構限定下沉物纜索的有效長度；從而當魚籠的固定浮力克服由系統(tǒng)重量施加的總作用力時使所述魚籠的至少一部分處于水面上或者在水面上方，以及當以可控的方式減小下沉物的可變的浮力時能夠使魚籠下沉到在水面下方的所需深度處，該深度是由下沉物纜索的有效長度確定的。
12.一種以可控的方式使養(yǎng)魚系統(tǒng)下沉到深水中以及使養(yǎng)魚系統(tǒng)重新浮出的方法，所述方法包括i.提供浮力可控的魚籠，所述魚籠包括至少一個室；ii.使絞盤機構與所述籠相連；iii.使具有長度可變的下沉物纜索的下沉物通過所述下沉物纜索與所述絞盤機構相連；iv.啟動所述絞盤機構以改變所述下沉物纜索的有效長度；以及v.改變所述魚籠的所述浮力；從而當浮力克服由系統(tǒng)重量施加的總作用力時使所述魚籠的至少一部分處于水面上或者在水面上方，以及當以可控的方式減小浮力時能夠使魚籠下沉到在水面下方的所需深度處，該深度是由下沉物纜索的有效長度確定的。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述啟動步驟包括使用指令的無線傳輸。
14.如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述啟動步驟還包括i.使通信和控制導線管的一端與所述絞盤機構在功能上相連；ii.使所述遙控器與所述通信和控制導線管的另一端在功能上相連；iii.使遙控器與輔助漂浮裝置相連以防止遙控器下沉；以及iv.將來自于遙控器的控制輸入通過所述導線管傳輸?shù)剿鼋g盤機構以啟動所述絞盤機構。
15.如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法還包括i.使平臺與所述魚籠相連；以及ii.將所述絞盤機構安裝在所述平臺上。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法還包括i.通過錨纜索使錨與所述籠相連；以及ii.使浮力可變的浮標與所述錨纜索相連。
17.一種浮力可變的浮標，所述浮標包括i.浮力固定部分；以及ii.與所述浮力固定部分相連的浮力可變部分，從而當所述浮標下沉時能夠使所述浮力可變浮標的浮力減小。
全文摘要
本發(fā)明提供一種深水養(yǎng)魚系統(tǒng)，該深水養(yǎng)魚系統(tǒng)包括具有一個或者多個室的浮力可控的魚籠，所述魚籠可以可控的速度下沉到任何深度或者重新浮出。絞盤機構最好安裝在覆蓋魚籠一部分的平臺上并且能夠松開和拉緊與下沉物相連的纜索。當系統(tǒng)的總重量克服浮力時，魚籠下沉到由在絞盤機構和下沉物之間的纜索的有效長度確定的深度，并且下沉物接觸到海底。通過遠程啟動絞盤機構可以使下沉的籠重新浮出到水面上，從而松開纜索，同時使下沉物保持在海底。當籠重新浮出到水面上時，浮力增大以將下沉物從海底拉出。本發(fā)明還提供一種以可控制的速度使魚籠下沉到深水中任何所需深度處以及使魚籠上升的方法。
文檔編號A01K61/00GK1457231SQ01815448
公開日2003年11月19日 申請日期2001年7月24日 優(yōu)先權日2000年9月11日
發(fā)明者沙龍·柴馬奇 申請人:漁場技術有限公司