專利名稱：：新型伸縮式魷釣鉤設計的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及魷釣鉤漁具，屬于水產(chǎn)學領域。
背景技術：
：頭足類是重要的海洋經(jīng)濟動物，廣泛分布于太平洋、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(chǎn)量約占世界頭足類總產(chǎn)量的70%左右，年產(chǎn)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(chǎn)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，利用擬餌復合傘鉤進行釣捕的作業(yè)方式。擬餌復合傘鉤是以鋒利、無倒刺的鉤刺直接釣捕柔魚類的釣鉤。根據(jù)實際生產(chǎn)情況，目前魷釣作業(yè)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。由于目前吊鉤采用的是針傘結構，吊鉤的角度固定，且無倒刺結構，所以在魷魚上鉤后拖拽過程中，或魷魚釣出水面時由于拖拽速度無法保持勻速，很容易發(fā)生脫鉤現(xiàn)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(chǎn)中釣機配置在船舷兩側，每個釣機之間的間隔三米左右。如果采用手釣作業(yè)，每位船員之間的間距平均2米左右。由于釣鉤采用的是傘狀釣鉤，在生產(chǎn)作業(yè)中相鄰釣機或船員的釣鉤之間很容易發(fā)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(fā)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(chǎn)，降低了捕撈效率。3.掛線在魷釣作業(yè)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(fā)生掛線事件。由于傘鉤非常鋒利，在掛線過程中傘鉤很容易刮傷釣線，進而發(fā)生釣線斷裂，整副釣鉤漂失，嚴重影響生產(chǎn)。由于掛線頻繁，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(yè)成本。同時掛線后，在釣線往上拉的過程中，釣鉤的受力發(fā)生變化，當漁獲物較大時由于釣線受力過大，掛線的釣鉤經(jīng)常發(fā)生彎曲，導致無法使用。4.釣鉤纏線釣鉤纏線比較容易發(fā)生在手釣作業(yè)中。在手釣作業(yè)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(fā)生套環(huán)情況那么在釣線下放過程中釣線與釣鉤纏繞在一起。由于傘鉤鋒利、鉤刺數(shù)目較多，釣線的整理會耗用較多時間。根據(jù)觀察，釣線的整理平均耗用整個魷釣作業(yè)的1/5的時間，嚴重影響作業(yè)生產(chǎn)。5.刺傷船員由于每個傘鉤有較多的單刺，而且非常鋒利，在魷釣生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生釣鉤刮傷船員的情況。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種新型魷釣鉤，可以解決目前魷釣作業(yè)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。對于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(jù)魷魚捕食習性及流體力學原理設計釣鉤。頭足類屬于掠食性動物，在捕食時，兩根比其身體長幾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，然后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(jù)這一特性，我們設想將傘鉤根據(jù)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，利用觸腕作用于釣鉤的力將釣鉤打開，實現(xiàn)選擇性捕撈。同時根據(jù)捕撈作業(yè)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征，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(xiàn)高效捕撈。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?？蛰d上升分為水中加速上升、水中勻速上升、空中上升三個狀態(tài)。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，由于魷魚會向后逃散，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，釣鉤的夾角會變小，使魷魚無法逃脫，降低脫鉤率?？蛰d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(fā)生。當釣鉤拖出水面后，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)(圖3之3.1)，可以防止船員刮傷等情況發(fā)生。釣鉤主要部件為熒光體、鉤刺、彈簧、支架(見圖1)。主要參數(shù)為1.熒光體魷釣作業(yè)方式是根據(jù)頭足類趨光性原理設計的，目前的機釣鉤采用的是彩色外殼加熒光體結構，手釣鉤采用的是銅薄壁外殼，內填灌純鉛結構。根據(jù)海上試驗(參考案例1)可知，熒光體對魷魚誘集作用最佳，所以本發(fā)明釣鉤外部結構(外殼)全部采用硬質熒光物質構成。由于熒光體需要支撐鉤刺，根據(jù)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.鉤刺由于魷釣屬于海洋捕撈作業(yè)，鉤刺需要有不銹鋼材料制作，根據(jù)農(nóng)業(yè)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。對于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于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(jù)GB1973.3_89，釣鉤采用小型圓柱螺旋壓縮彈簧，材料選用不銹鋼鋼絲，最大芯軸直徑、最小套筒直徑根據(jù)支架直徑來確定。由于彈簧僅起支撐熒光體作用，當魷魚上鉤后不再有效，所以彈簧極限負荷下變形量要求大于熒光體上下活動距離。彈簧最為重要參數(shù)為彈性形變，鉤刺伸出熒光體的距離與彈簧形變距離相關，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。根據(jù)釣鉤在不同狀態(tài)下受力分析(參考案例2)，在空載狀態(tài)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?？罩袆蛩偕仙龝r，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、耐腐蝕材料制作，例如不銹鋼。釣鉤整體呈紡錘形。由于鉤刺支點與針孔分別處于支架及外殼上，所以為了保證支架與外殼間位置不變，在熒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(fā)明使用后，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(yè)成本，不再發(fā)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(fā)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(tài)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熒光體受力圖。圖中標號1.1、閉合狀態(tài)1.2、打開狀態(tài)3.1、鉤刺閉合狀態(tài)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(fā)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。由于海況條件、捕撈作業(yè)時間、船員釣捕技術、釣鉤使用時間等對捕撈效率均產(chǎn)生一定的影響。為了盡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、粉紅的先后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(chǎn)位置，在每天2100-2300進行。不同顏色上鉤數(shù)目為該顏色上鉤的尾數(shù)與該釣鉤脫鉤的數(shù)目之和。脫鉤的數(shù)目根據(jù)掛有觸腕或口球的釣鉤數(shù)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5，八角重鉤屬于第6位置，但由于其未在實驗考慮范圍內，其釣捕效率未進行統(tǒng)計。由于在實驗中限定了釣鉤、海況、作業(yè)技術等條件，所以認為除釣鉤顏色及位置外其他因素產(chǎn)生的均為系統(tǒng)誤差。由于數(shù)據(jù)(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(chǎn)量統(tǒng)計<table>tableseeoriginaldocumentpage7</table>通過分析可知(表2)，釣鉤位置因素P<0.01，捕撈效率差異極顯著，釣鉤的顏色及兩者相互作用P>0.05，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<table>tableseeoriginaldocumentpage7</table>由于每個因素的類別超過3個，采用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(xiàn)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.熒光體水中受力分析流體繞經(jīng)物體，會作用于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未受干擾時的來流速度；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(shù)00、物體的形狀、物體表面的粗糙度等因素決定。雷諾數(shù)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(shù)關系曲線多由實驗確定。對于球形物體可近似為所以對于確定的物體及流體，則有μ、A、d是確定的。由于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。由于釣鉤被魷魚捕食后必定完全打開，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(tài)(參考圖8熒光體受力圖)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。由于釣鉤加速上升，所以FD+G_fff。由于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.必定小于加速上升階段。3空中勻速上升時(見圖8之8.3)f彈=G所以f彈小于水中運動的任何狀態(tài)。權利要求一種新型伸縮式魷釣鉤設計，其特征在于釣鉤主要部件為熒光體、鉤刺、彈簧、支架，釣鉤在釣捕作業(yè)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，則由于釣鉤受力減小，釣鉤的夾角會變?。凰軓椓p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)。2.根據(jù)權利要求1所述的魷釣鉤設計，其特征在于當釣鉤靜止時鉤刺長度小于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(jù)權利要求1所述的魷釣鉤設計，其特征在于所述的釣鉤采用小型圓柱螺旋壓縮彈簧，材料選用不銹鋼鋼絲，最大芯軸直徑、最小套筒直徑根據(jù)支架直徑來確定；在空載狀態(tài)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(jù)權利要求2所述的魷釣鉤設計，其特征在于所述的釣鉤的鉤刺支點與針孔分別處于支架及外殼上；在熒光體與支架首尾連接處支架為菱形結構。5.根據(jù)權利要求4所述的魷釣鉤設計，其特征在于所述的鉤刺布置為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(jù)權利要求4所述的魷釣鉤設計，其特征在于所述的釣鉤整體呈紡錘形，外殼全部采用硬質熒光物質構成，所述的鉤刺需要有不銹鋼材料制作，所述的支架是整個釣鉤的支撐，需要高強度、耐腐蝕材料制作。全文摘要本發(fā)明涉及魷釣鉤漁具，一種新型伸縮式魷釣鉤設計。根據(jù)魷魚捕食習性及流體力學原理設計釣鉤，釣鉤主要部件為熒光體、鉤刺、彈簧、支架，整體呈紡錘形。本發(fā)明將傘鉤根據(jù)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，利用觸腕作用于釣鉤的力將釣鉤打開，實現(xiàn)選擇性捕撈。同時根據(jù)捕撈作業(yè)中不斷抖動釣線的特點，本發(fā)明設想改變釣鉤在水中的受力特征，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(xiàn)高效捕撈。本發(fā)明使用后，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(yè)成本，不再發(fā)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(yōu)先權日2010年5月13日發(fā)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