新型伸縮式魷釣鉤設計的製作方法

2023-06-01 13:49:16

專利名稱：：新型伸縮式魷釣鉤設計的製作方法
技術領域：
：本發明涉及魷釣鉤漁具，屬於水產學領域。
背景技術：
：頭足類是重要的海洋經濟動物，廣泛分布於太平洋、大西洋、印度洋和南極等海域。其中大洋性柔魚類是主要捕撈對象，其產量約佔世界頭足類總產量的70%左右，年產量在250萬噸以上。大洋性柔魚類的主要捕撈工具為釣鉤。目前，我國從事遠洋魷釣的漁船在350-400艘，年產量在40萬噸左右，是世界上主要的遠洋魷釣國家。捕撈對象為柔魚、太平洋褶柔魚、莖柔魚、阿根廷滑柔魚等種類。光誘魷釣技術是利用柔魚類的趨光特性和兇猛的攝食習性，運用集漁燈進行誘集魷魚，利用擬餌複合傘鉤進行釣捕的作業方式。擬餌複合傘鉤是以鋒利、無倒刺的鉤刺直接釣捕柔魚類的釣鉤。根據實際生產情況，目前魷釣作業中主要存在以下問題1.脫鉤率較高脫鉤率是制約漁獲量提高的一個重要因素，不同捕撈對象，脫鉤率不同。由於目前吊鉤採用的是針傘結構，吊鉤的角度固定，且無倒刺結構，所以在魷魚上鉤後拖拽過程中，或魷魚釣出水面時由於拖拽速度無法保持勻速，很容易發生脫鉤現象。目前小型柔魚的機釣鉤脫鉤率平均在25%-40%之間，手釣鉤平均脫鉤率約為20%。2.相鄰釣線糾纏在實際生產中釣機配置在船舷兩側，每個釣機之間的間隔三米左右。如果採用手釣作業，每位船員之間的間距平均2米左右。由於釣鉤採用的是傘狀釣鉤，在生產作業中相鄰釣機或船員的釣鉤之間很容易發生釣線糾纏事件。特別在海流變化較大的海域，釣線在水中發生大幅度傾斜，同舷釣線或異舷釣線往往糾纏在一起。一旦釣線糾纏往往要耗用較多的時間來整理釣線，嚴重影響了捕撈生產，降低了捕撈效率。3.掛線在魷釣作業中需要不斷抖動釣線以帶動釣鉤抖動，從而吸引魷魚完成捕撈。在釣線的抖動中釣鉤非常容易與牽引自己的釣線發生掛線事件。由於傘鉤非常鋒利，在掛線過程中傘鉤很容易刮傷釣線，進而發生釣線斷裂，整副釣鉤漂失，嚴重影響生產。由於掛線頻繁，船員一般每天都要更換釣線，這也也增加了船員的勞動強度，增加了作業成本。同時掛線後，在釣線往上拉的過程中，釣鉤的受力發生變化，當漁獲物較大時由於釣線受力過大，掛線的釣鉤經常發生彎曲，導致無法使用。4.釣鉤纏線釣鉤纏線比較容易發生在手釣作業中。在手釣作業過程中，從海中拉上來的釣線、釣鉤都是凌亂的堆積在一起，一旦發生套環情況那麼在釣線下放過程中釣線與釣鉤纏繞在一起。由於傘鉤鋒利、鉤刺數目較多，釣線的整理會耗用較多時間。根據觀察，釣線的整理平均耗用整個魷釣作業的1/5的時間，嚴重影響作業生產。5.刺傷船員由於每個傘鉤有較多的單刺，而且非常鋒利，在魷釣生產中經常發生釣鉤刮傷船員的情況。
發明內容本發明的目的是提供一種新型魷釣鉤，可以解決目前魷釣作業中普遍存在的脫鉤率高、釣線與釣鉤糾纏等問題，是一種選擇性漁具，可保證魷魚高效捕撈。對於目前釣鉤存在的問題分析可知，問題的根源主要為傘鉤無法伸縮，所以我們根據魷魚捕食習性及流體力學原理設計釣鉤。頭足類屬於掠食性動物，在捕食時，兩根比其身體長几倍的觸腕突然從囊中伸出伸向獵物，觸腕穗上的吸盤抓住獵物，然後將其拉入短腕的包圍中，由短腕抱持送入口中。整個過程非常迅速，只需要幾秒鐘時間。所以根據這一特性，我們設想將傘鉤根據雨傘的原理收縮在釣鉤周圍。當魷魚觸腕穗的吸盤抓住釣鉤在拉入短腕的過程用，利用觸腕作用於釣鉤的力將釣鉤打開，實現選擇性捕撈。同時根據捕撈作業中不斷抖動釣線的特點，我們設想改變釣鉤在水中的受力特徵，使得海水在釣鉤加速上升的過程中對釣鉤形成足夠的作用力，以打開傘鉤，實現高效捕撈。釣鉤在釣捕作業中主要存在釣鉤下沉、空載上升、捕獲漁獲物上升三種情況。空載上升分為水中加速上升、水中勻速上升、空中上升三個狀態。加速上升時，繞流阻力逐漸變大(參考案例2)，鉤刺開始伸出(圖3之3.2)。釣鉤的加速運動會吸引魷魚前來捕食，當魷魚伸出觸腕吸住釣鉤時觸腕被伸出的鉤刺掛住，由於魷魚會向後逃散，船員向上拖拽掉線，鉤刺完全展開(圖3之3.4)，完成捕撈。然後船員拖拽釣鉤勻速上升，在上升過程中如果魷魚試圖逃跑，則由於釣鉤受力減小，釣鉤的夾角會變小，使魷魚無法逃脫，降低脫鉤率。空載勻速上升時，所受彈力減小，彈性形變減小以使鉤刺收縮，鉤刺不露出外殼(圖3之3.3)，可以防止兼捕其他生物，同時防止掛線、纏線等情況發生。當釣鉤拖出水面後，如果有漁獲釣鉤必定處於打開狀態，如果空載，由於空中沒有繞流阻力，彈力小於水中狀態，所以釣鉤處於閉合狀態(圖3之3.1)，可以防止船員刮傷等情況發生。釣鉤主要部件為螢光體、鉤刺、彈簧、支架(見圖1)。主要參數為1.螢光體魷釣作業方式是根據頭足類趨光性原理設計的，目前的機釣鉤採用的是彩色外殼加螢光體結構，手釣鉤採用的是銅薄壁外殼，內填灌純鉛結構。根據海上試驗(參考案例1)可知，螢光體對魷魚誘集作用最佳，所以本發明釣鉤外部結構(外殼)全部採用硬質螢光物質構成。由於螢光體需要支撐鉤刺，根據具體捕撈對象個體大小，需要選擇不同材料以保證足夠強度。2.鉤刺由於魷釣屬於海洋捕撈作業，鉤刺需要有不鏽鋼材料製作，根據農業部頒布的漁具標準化(推薦)(編號SC/T4015-2002)鉤刺的物理性能指標為表1鉤刺物理性能指標*表示當單刺變形量達到2.OOmm時所承受的力值；有關角度見圖2，其中α1為第一針錐角；α2為第二針錐角；α3為第三針錐角。對於鉤刺長度有嚴格限定，(見圖3)具體為當釣鉤靜止時鉤刺長度小於鉤刺支點到外殼的距離(圖3之3.1)，當釣鉤加速運動時鉤刺部分伸出(圖3之3.2)，當釣鉤勻速運動時鉤刺與鉤刺支點到外殼距離基本相等(圖3之3.3)。3.彈簧彈簧是伸縮式釣鉤最重要部件，根據GB1973.3_89，釣鉤採用小型圓柱螺旋壓縮彈簧，材料選用不鏽鋼鋼絲，最大芯軸直徑、最小套筒直徑根據支架直徑來確定。由於彈簧僅起支撐螢光體作用，當魷魚上鉤後不再有效，所以彈簧極限負荷下變形量要求大於螢光體上下活動距離。彈簧最為重要參數為彈性形變，鉤刺伸出螢光體的距離與彈簧形變距離相關，其中形變距離需要根據螢光體在各種狀態下受力狀況決定。根據釣鉤在不同狀態下受力分析(參考案例2)，在空載狀態下，當釣鉤加速上升時彈簧形變距離最大，要求形變距離保證鉤刺部分伸出。當勻速上升時形變距離減小，鉤刺伸出外殼距離減小或不伸出。空中勻速上升時，彈簧形變最小，鉤刺縮到外殼內。4.支架支架是整個釣鉤的支撐，需要高強度、耐腐蝕材料製作，例如不鏽鋼。釣鉤整體呈紡錘形。由於鉤刺支點與針孔分別處於支架及外殼上，所以為了保證支架與外殼間位置不變，在螢光體與支架首尾連接處支架為菱形結構(參考圖4)。為保證魷魚觸腕與鉤刺接觸面積，鉤刺布置為4層8孔結構，單層間每個孔間隔45°，每層間角度間隔22.5°(參考圖5、圖6、圖7)。有益效果本發明使用後，將顯著降低脫鉤率，避免了釣線糾纏，提高了捕撈效率。減輕了船員的勞動強度，減少了作業成本，不再發生釣鉤刮傷船員的情況。下面結合附圖與實施案例進一步說明本發明。圖1釣鉤結構示意；圖2鉤刺針尖的基本結構圖；圖3鉤刺不同狀態示意圖；圖4釣鉤整體剖面圖；圖5圖4之A剖面圖6圖4之B、C剖面圖及D、F剖面圖；圖7圖6之F剖面圖的展開圖；圖8螢光體受力圖。圖中標號1.1、閉合狀態1.2、打開狀態3.1、鉤刺閉合狀態3.2、鉤刺開始伸出3.3、鉤刺不露出外殼3.4、鉤刺完全展開8.1、水中加速上升8.2、水中勻速上升8.3、空中勻速上升具體實施例方式下面通過二個實施案例，進一步說明本發明。案例1.顏色選擇性實驗手釣鉤由八角型重鉤和鉤體顏色為綠色、粉紅、熒白、深紅、橙色等5種釣鉤與釣線相連而成，每根釣線裝6枚釣鉤。由於海況條件、捕撈作業時間、船員釣捕技術、釣鉤使用時間等對捕撈效率均產生一定的影響。為了儘量減少其他因素影響，實驗選用6枚嶄新釣鉤，按照熒白、橙色、深紅、綠色、粉紅的先後順序每天調整其所在手釣鉤中的位置。同時實驗選取海況基本相同的10天，由同一名船員在同一個生產位置，在每天2100-2300進行。不同顏色上鉤數目為該顏色上鉤的尾數與該釣鉤脫鉤的數目之和。脫鉤的數目根據掛有觸腕或口球的釣鉤數計算。結果分析實驗中定義指向八角重鉤的方向為正方向，釣鉤的位置依次為1至5，八角重鉤屬於第6位置，但由於其未在實驗考慮範圍內，其釣捕效率未進行統計。由於在實驗中限定了釣鉤、海況、作業技術等條件，所以認為除釣鉤顏色及位置外其他因素產生的均為系統誤差。由於數據(表1)上側概率為0.326，Bartlett檢驗ρ=0.19543，所以按照隨機事件固定模型進行方差分析。表2不同釣鉤顏色和位置組合產量統計tableseeoriginaldocumentpage7通過分析可知(表2)，釣鉤位置因素P0.05，均未達到顯著水平。表3二因素隨機事件(固定模型)方差分析tableseeoriginaldocumentpage7由於每個因素的類別超過3個，採用SNK檢驗比較每個位置釣捕效率的差異水平。分析可知(表3)，5個位置的釣捕效率依次加強，位置5的捕撈效率最佳。以5%的顯著水平檢驗，位置5與位置4捕撈效率相同，位置4與位置3差異顯著，位置1至位置3未出現顯著差異。以的顯著水平驗證，位置3至位置5兩兩之間差異顯著，位置1至位置3捕撈效率相同。表4不同位置多重比較案例2.螢光體水中受力分析流體繞經物體，會作用於物體與流向相同的繞流阻力作用。繞流阻力的計算公式為Fd物體受到的繞流阻力；Q3繞流阻力因素；Utl未受幹擾時的來流速度；P流體的密度；A物理與來流垂直方向的迎流投影面積。繞流阻力因素Cd主要由雷諾數00、物體的形狀、物體表面的粗糙度等因素決定。雷諾數為《,=，，μ表示流體的運動粘度。一般情況下Cd很難由理論計算得出，阻力因素、雷諾數關係曲線多由實驗確定。對於球形物體可近似為所以對於確定的物體及流體，則有μ、A、d是確定的。由於紡錘體可以參照球形物體，所以物體受到的繞流阻力主要與U。有關。由於釣鉤被魷魚捕食後必定完全打開，此時彈簧對外殼不起作用，所以只考慮彈簧在釣鉤空載的運動狀態(參考圖8螢光體受力圖)1水中加速上升時(見圖8之8.1)ma=f彈+f浮-Fd-G其中f.彈簧彈力；f外殼浮力；Fd外殼所受繞流主力；G外殼重力。由於釣鉤加速上升，所以FD+G_fff。由於Fd僅隨U0變化，所以在加速運動開始時f.最小，加速度結束前f.最大。2水中勻速上升時(見圖8之8.2)0=f彈+f浮-Fd-G即f.=FD+G_fff，所以勻速上升階段f.必定小於加速上升階段。3空中勻速上升時(見圖8之8.3)f彈=G所以f彈小於水中運動的任何狀態。權利要求一種新型伸縮式魷釣鉤設計，其特徵在於釣鉤主要部件為螢光體、鉤刺、彈簧、支架，釣鉤在釣捕作業中空載上升中1)、加速上升時，繞流阻力逐漸變大，鉤刺開始伸出；當魷魚伸出觸腕吸住釣鉤時觸腕被伸出的鉤刺掛住，船員向上拖拽掉線，鉤刺完全展開；2)、勻速上升時，則由於釣鉤受力減小，釣鉤的夾角會變小；所受彈力減小，彈性形變減小以使鉤刺收縮，鉤刺不露出外殼；3)、當釣鉤拖出水面後，如果有漁獲釣鉤必定處於打開狀態；如果空載，由於空中沒有繞流阻力，彈力小於水中狀態，所以釣鉤處於閉合狀態。2.根據權利要求1所述的魷釣鉤設計，其特徵在於當釣鉤靜止時鉤刺長度小於鉤刺支點到外殼的距離；當釣鉤加速運動時鉤刺部分伸出；當釣鉤勻速運動時鉤刺與鉤刺支點到外殼距離基本相等。3.根據權利要求1所述的魷釣鉤設計，其特徵在於所述的釣鉤採用小型圓柱螺旋壓縮彈簧，材料選用不鏽鋼鋼絲，最大芯軸直徑、最小套筒直徑根據支架直徑來確定；在空載狀態下，當釣鉤加速上升時彈簧形變距離最大；當勻速上升時形變距離減小，鉤刺伸出外殼距離減小或不伸出；空中勻速上升時，彈簧形變最小，鉤刺縮到外殼內。4.根據權利要求2所述的魷釣鉤設計，其特徵在於所述的釣鉤的鉤刺支點與針孔分別處於支架及外殼上；在螢光體與支架首尾連接處支架為菱形結構。5.根據權利要求4所述的魷釣鉤設計，其特徵在於所述的鉤刺布置為4層8孔結構，單層間每個孔間隔45°，每層間角度間隔22.5°。6.根據權利要求4所述的魷釣鉤設計，其特徵在於所述的釣鉤整體呈紡錘形，外殼全部採用硬質螢光物質構成，所述的鉤刺需要有不鏽鋼材料製作，所述的支架是整個釣鉤的支撐，需要高強度、耐腐蝕材料製作。全文摘要本發明涉及魷釣鉤漁具，一種新型伸縮式魷釣鉤設計。根據魷魚捕食習性及流體力學原理設計釣鉤，釣鉤主要部件為螢光體、鉤刺、彈簧、支架，整體呈紡錘形。本發明將傘鉤根據雨傘的原理收縮在釣鉤周圍，當魷魚觸腕穗的吸盤抓住釣鉤在拉入短腕的過程中，利用觸腕作用於釣鉤的力將釣鉤打開，實現選擇性捕撈。同時根據捕撈作業中不斷抖動釣線的特點，本發明設想改變釣鉤在水中的受力特徵，以使得在釣鉤加速上升的過程中海水對釣鉤形成足夠的作用力，以打開傘鉤，實現高效捕撈。本發明使用後，避免了釣線糾纏，提高了捕撈效率。減輕了船員的勞動強度，減少了作業成本，不再發生釣鉤刮傷船員的情況。文檔編號A01K91/08GK101836622SQ20101017517公開日2010年9月22日申請日期2010年5月13日優先權日2010年5月13日發明者呂凱凱,晉偉紅,李綱,殷遠,王敏法,賈濤,陳新軍申請人:上海海洋大學