題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 高效選擇性魷釣鉤設(shè)計(jì)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 目前魷釣作業(yè)中主要存在脫鉤率高、釣線糾纏、刺傷船員、兼捕嚴(yán)重等問題。本設(shè)計(jì)根據(jù)海上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合頭足類攝食習(xí)性及釣捕作業(yè)中釣鉤流體力學(xué)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，由熒光體、鉤刺、彈簧、支架構(gòu)成。鉤刺根據(jù)雨傘的原理收縮在熒光體內(nèi)，熒光體吸引魷魚進(jìn)行捕食，魷魚觸腕作用于熒光體的力將釣鉤打開，實(shí)現(xiàn)選擇性捕撈。新型魷釣鉤的使用顯著提高釣捕效率、保護(hù)船員身體健康、維護(hù)漁場(chǎng)生態(tài)平衡，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。
- 詳細(xì)介紹：
- 光誘魷釣技術(shù)是頭足類捕撈的重要作業(yè)方式，但在實(shí)際魷釣生產(chǎn)過程中卻存在許多問題，首先是由脫鉤率高、釣鉤糾纏導(dǎo)致的捕撈效率低下問題。其次為釣具選擇性不高，兼捕現(xiàn)象嚴(yán)重，給海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害。再者是由于釣鉤鉤刺鋒利，對(duì)漁民身體健康產(chǎn)生危害。本設(shè)計(jì)在于設(shè)計(jì)出新型高效選擇性魷釣鉤，顯著提高魷釣生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)及社會(huì)效益。 研究根據(jù)海上對(duì)頭足類生物學(xué)特點(diǎn)、捕食習(xí)性進(jìn)行調(diào)查分析，依據(jù)頭足類生物學(xué)、捕食特性借鑒雨傘收縮的原理設(shè)計(jì)而成。新型選擇性魷釣鉤由熒光體外殼、支架、鉤刺及彈簧四部分構(gòu)成。熒光體在釣捕過程中受到擾流阻力及頭足類觸腕的作用，從而在彈簧的作用于與支架發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，熒光體的上下活動(dòng)帶動(dòng)鉤刺轉(zhuǎn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)鉤刺的收縮與張開。 具體使用方法：釣鉤在釣捕作業(yè)中主要存在釣鉤下沉、空載上升、捕獲漁獲物上升三種情況。其中釣鉤的選擇性捕撈主要發(fā)生在空載上升的過程中，所以只對(duì)此過程進(jìn)行詳細(xì)分析。由于空載上升分為水中加速上升、水中勻速上升、空中上升三個(gè)狀態(tài)。加速上升時(shí)，繞流阻力逐漸變大，鉤刺開始伸出。釣鉤的加速運(yùn)動(dòng)會(huì)吸引魷魚前來(lái)捕食，當(dāng)魷魚伸出觸腕吸住釣鉤時(shí)觸腕被伸出的鉤刺掛住，由于魷魚會(huì)向后逃散，船員向上拖拽掉線，鉤刺完全展開，完成捕撈。然后船員拖拽釣鉤勻速上升，在上升過程中如果魷魚試圖逃跑，則由于釣鉤受力減小，釣鉤的夾角會(huì)變小，使魷魚無(wú)法逃脫，降低脫鉤率?？蛰d勻速上升時(shí)，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，可以防止兼捕其他生物，同時(shí)防止掛線、纏線等情況發(fā)生。當(dāng)釣鉤拖出水面后，如果有漁獲釣鉤必定處于打開狀態(tài)，如果空載，由于空中沒有繞流阻力，彈力小于水中狀態(tài)，所以釣鉤處于閉合狀態(tài)，可以防止船員刮傷等情況發(fā)生。所以通過分析可知，新型伸縮式魷釣鉤的應(yīng)用可以很好解決目前生產(chǎn)中廣泛存在的問題。 我國(guó)從事遠(yuǎn)洋魷釣的漁船在350－400艘之間，年產(chǎn)量在40萬(wàn)噸左右。根據(jù)海上試驗(yàn)，每釣捕一噸魷魚需要損耗一個(gè)魷釣鉤，所以我國(guó)魷釣鉤的需求量每年在40萬(wàn)個(gè)以上。魷釣鉤生產(chǎn)具有廣大的市場(chǎng)前景。 新型魷釣鉤的使用可以顯著提高釣捕效率在20%-30%之間，同時(shí)通過降低漁船能耗，同時(shí)再加上新型釣鉤使用后對(duì)釣捕方式的改進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益可以提高30%左右，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。新型魷釣鉤的使用可以顯著降低兼捕現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)良好的環(huán)境生態(tài)效益。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、目的： 本設(shè)計(jì)在于設(shè)計(jì)出新型高效選擇性魷釣鉤，顯著提高魷釣生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)及社會(huì)效益。該設(shè)計(jì)解決了目前實(shí)際操作中脫鉤情況嚴(yán)重、鉤線纏繞等問題。 二、基本思路： 目前魷釣作業(yè)中存在脫鉤率高、釣線糾纏、刺傷船員、兼捕嚴(yán)重等問題。問題出現(xiàn)的原因主要是由于目前使用的釣鉤鉤刺固定張開，無(wú)法收縮。針對(duì)這個(gè)問題，根據(jù)海上實(shí)驗(yàn)，我們借鑒雨傘收縮張開的原理對(duì)釣鉤進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 三、創(chuàng)新點(diǎn)： 1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)證明了頭足類顏色選擇性，同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)采用熒光體材質(zhì)作為外殼的制作材料。 2、根據(jù)頭足類捕食習(xí)性設(shè)計(jì)了鉤刺伸縮式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)選擇性捕撈。 3、根據(jù)釣捕技術(shù)特點(diǎn)分析同時(shí)結(jié)合仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)了紡錘體形外殼，進(jìn)一步確保實(shí)現(xiàn)選擇性捕撈。 四、技術(shù)關(guān)鍵： 1、釣鉤外部結(jié)構(gòu)全部采用硬質(zhì)熒光物質(zhì)構(gòu)成且根據(jù)具體捕撈對(duì)象個(gè)體大小，需要選擇不同材料以保證足夠強(qiáng)度。鉤刺需要由不銹鋼材料制作。支架需要高強(qiáng)度、耐腐蝕材料制作。 2、由于彈簧僅起支撐熒光體作用，當(dāng)魷魚上鉤后不再有效，所以彈簧極限負(fù)荷下的變形量要求大于熒光體上下活動(dòng)距離同時(shí)鉤刺伸出熒光體的距離與彈簧形變距離相關(guān)，其中形變距離需要根據(jù)熒光體在各種狀態(tài)下受力狀況決定。 3、由于頭足類存在嚴(yán)重的種間殘食，所以基于仿生學(xué)考慮，需要將釣鉤外形設(shè)計(jì)得更接近頭足類外部形態(tài)特征。 4、由于釣鉤的成本要求不得過高，同時(shí)釣鉤尺寸不大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求盡可能簡(jiǎn)單有效。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、作品基于海上科學(xué)實(shí)驗(yàn)首次提出了頭足類對(duì)于顏色的選擇性問題。以往研究認(rèn)為頭足類對(duì)于顏色是具有顯著選擇性的，但是以往調(diào)查中只是針對(duì)魷釣過程中釣鉤的顏色進(jìn)行研究，沒有考慮釣鉤位置的因素。通過海上科學(xué)實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析證實(shí)在釣捕過程中存在顯著差異的是釣鉤的位置，而非釣鉤彩殼的顏色。該結(jié)論結(jié)合頭足類視網(wǎng)膜色素細(xì)胞得到證實(shí)。 根據(jù)此結(jié)論設(shè)計(jì)采用熒光體材料制作釣鉤的外殼，通過新型釣鉤在海中閃動(dòng)的效果起到誘集作用，顯著提高釣捕效率。同時(shí)釣鉤誘集作用加強(qiáng)，可以降低魷釣船上裝配的金屬鹵化物燈的發(fā)光功率，降低漁船能耗，實(shí)現(xiàn)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 2、作品根據(jù)頭足類捕食習(xí)性同時(shí)結(jié)合魷釣作業(yè)方式及仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)完成紡錘形外殼，鉤刺伸縮式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高效選擇性捕撈?？梢员苊饽壳棒溼炆a(chǎn)中廣泛存在的脫鉤率高，釣線糾纏、掛線、釣線纏繞、兼捕現(xiàn)象嚴(yán)重等問題。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 1、莖柔魚攝食習(xí)性研究論文《9－10月秘魯外海莖柔魚攝食習(xí)性的初步研究》發(fā)表于《上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào)》2010年19期，頁(yè)碼663-667 2、莖柔魚顏色選擇性論文《秘魯外海莖柔魚顏色選擇性研究》發(fā)表于《上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào)》2011年19期，頁(yè)碼98-102
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利權(quán)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 模型、圖紙、圖片、磁盤、錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 一、使用說明。釣鉤的選擇性捕撈主要發(fā)生在空載上升的過程中。加速上升時(shí)，繞流阻力逐漸變大，鉤刺開始伸出。當(dāng)魷魚伸出觸腕吸住釣鉤時(shí)觸腕被伸出的鉤刺掛住，由于魷魚會(huì)向后逃散，船員向上拖拽掉線，鉤刺完全展開，完成捕撈。然后船員拖拽釣鉤勻速上升，如果魷魚試圖逃跑，則由于釣鉤受力減小，釣鉤的夾角會(huì)變小，使魷魚無(wú)法逃脫，降低脫鉤率。空載勻速上升時(shí)，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，可以防止兼捕其他生物，同時(shí)防止掛線、纏線等情況發(fā)生。當(dāng)釣鉤拖出水面后，空載時(shí)彈力小于水中狀態(tài)，所以釣鉤處于閉合狀態(tài)，可以防止船員刮傷等情況發(fā)生。 二、技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。研究均是采用海上科學(xué)調(diào)查對(duì)頭足類生物學(xué)特點(diǎn)、捕食習(xí)性進(jìn)行分析，根據(jù)頭足類特性結(jié)合魷釣方式設(shè)計(jì)而成。 三、市場(chǎng)及經(jīng)濟(jì)效益分析。我國(guó)魷釣鉤每年需求量在40萬(wàn)個(gè)以上，魷釣鉤生產(chǎn)具有廣大的市場(chǎng)前景。新型魷釣鉤的使用可以顯著提高釣捕效率，同時(shí)降低漁船能耗，同時(shí)再加上新型釣鉤使用后對(duì)釣捕方式的改進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益可以提高30%左右，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 魷釣漁業(yè)生產(chǎn)開始于17世紀(jì)，日本漁民利用頭足類趨光性及捕食特點(diǎn)設(shè)計(jì)了該種漁法。我國(guó)從1989年開始由上海水產(chǎn)大學(xué)引入該漁法進(jìn)行北太平洋柔魚資源量探捕，獲得成功。目前使用的釣具均來(lái)自于日本相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)對(duì)于魷釣鉤設(shè)計(jì)、使用特性等方面還沒有進(jìn)入深入研究。由于該釣鉤的設(shè)計(jì)依據(jù)頭足類顏色選擇性、攝食習(xí)性兩方面研究結(jié)果進(jìn)行。所以文章將從魷釣作業(yè)方式，頭足類顏色選擇性研究、頭足類攝食習(xí)性三方面進(jìn)行國(guó)內(nèi)外研究水平概述。 1、魷釣作業(yè)方式研究 頭足類捕撈頭足類的作業(yè)方式主要有釣鉤、拖網(wǎng)和流刺網(wǎng)三種，其中光誘釣捕是最重要的作業(yè)方式，其產(chǎn)量約占頭足類總產(chǎn)量的50%以上，該技術(shù)已成為我國(guó)遠(yuǎn)洋漁業(yè)中重要的漁法。光誘魷釣技術(shù)是利用柔魚類的趨光特性和兇猛的攝食習(xí)性，運(yùn)用集漁燈進(jìn)行誘集魷魚，利用擬餌復(fù)合傘鉤進(jìn)行釣捕的作業(yè)方式。擬餌復(fù)合傘鉤是以鋒利、無(wú)倒刺的鉤刺直接釣捕柔魚類的釣鉤。 2、頭足類顏色選擇性研究 在釣捕作業(yè)中，釣鉤對(duì)捕撈效率的影響是多方面的，釣具顏色就是其中之一。Ehrhardt等對(duì)加利福尼亞海域莖柔魚，錢衛(wèi)國(guó)對(duì)智利外海莖柔魚，孫滿昌對(duì)北太平洋柔魚等對(duì)于釣鉤顏色的選擇性進(jìn)行了研究，認(rèn)為頭足類對(duì)釣鉤顏色具有明顯選擇性。 頭足類具有非常發(fā)達(dá)的眼睛，其光感受器為感桿型，能辨別釣具的光學(xué)特性。頭足類視網(wǎng)膜中含有兩種光敏色素體系，視紫紅質(zhì)和視網(wǎng)膜色素。據(jù)研究，柔魚中兩者的吸收峰值分別為480及495，但是這種情況并不意味著其有色覺功能，通過本次實(shí)驗(yàn)證明了這一點(diǎn)。 3、頭足類攝食習(xí)性研究 魚類攝食習(xí)性的研究,是判斷魚類生長(zhǎng)好壞、行動(dòng)規(guī)律、洄游性質(zhì)、種間關(guān)系以及數(shù)量變動(dòng)等方面問題的重要方法之一，也是漁業(yè)生物學(xué)研究的基本內(nèi)容之一。陳新軍等對(duì)于雙柔魚，鳶烏賊，黃洪亮對(duì)太平洋柔魚，Vladimir Laptikhovsky對(duì)阿根廷滑柔魚等的攝食習(xí)性都做了深入研究。頭足類在發(fā)現(xiàn)獵物后并非馬上捕食，而是兩眼緊盯目標(biāo)并與其保持一定距離，待其發(fā)現(xiàn)時(shí)機(jī)適合時(shí)突然發(fā)動(dòng)攻擊。
