[摘要]中國東海大陸架海洋區(qū)域蟹類資源豐富，其中三疣梭子蟹具有極高的經(jīng)濟、食用價值，廣受消費者喜愛。中國現(xiàn)有蟹籠漁船已經(jīng)具備機械化捕撈三疣梭子蟹水平，但并未完全實現(xiàn)自動化捕撈。通過研究蟹籠漁船的捕撈設備;著重講述脫鉤器、掛鉤、傳送裝置、卷繩機等;利用ANSYS對蟹籠掛鉤進行力學分析。

{關鍵詞]捕撈設備;脫鉤器;掛鉤

[中圖分類號]S972.6 [文獻標識碼]B

東海區(qū)蘊藏豐富的蟹類資源，其中三疣梭子蟹（Portunustrituberculatus）是沿海漁民重要捕撈對象。20世紀90年代以后，東海蟹類產(chǎn)量在其海洋捕撈產(chǎn)量中所占比重逐年上升，舟山作為東海地區(qū)三疣梭子蟹的重要產(chǎn)地，生產(chǎn)的梭子蟹物美價廉，口味鮮美深受消費者青睞。蟹籠漁船在作業(yè)過程中主要使用蟹籠進行捕撈，蟹籠捕撈是利用籠狀器具，引誘捕撈對象進入從而捕獲的一種作業(yè)方式。每一年對于近海三疣梭子蟹資源開發(fā)利用的規(guī)模逐漸擴大，取得可觀的經(jīng)濟效益。但是，目前針對蟹籠漁船捕撈裝備，還存在一些問題：①捕撈裝備自動化水平落后，盡管蟹籠漁船出海作業(yè)基本實現(xiàn)機械化，但仍然需要人工輔助完成一些工作，如放籠、收籠、分類以及存儲等;②安全事故頻繁發(fā)生，在高溫、大風、大浪等惡劣環(huán)境中工作人員需要以22個/min的速度完成手工卸籠，工作難度極大。

中國蟹籠船裝備自動化提升技術的研究較晚，投入也不足。目前，國內相關人員設計新型蟹籠掛鉤，脫鉤原理別具創(chuàng)意，可是在起籠作業(yè)時會脫落掉進海中造成一定的損失。所以，在研究中仍然使用傳統(tǒng)手壓式蟹籠掛鉤，并且設計相關的自動脫鉤器等一系列自動裝置以實現(xiàn)高效蟹籠回收，降低強度，提高作業(yè)安全性能。

1 三痊梭子蟹捕撈裝備

如圖1所示蟹籠漁船捕撈裝備，其主要由框架、蟹籠、脫鉤器、卷繩機、主繩、傳送帶等部分組成。該裝備工作原理為：當蟹籠漁船進行起籠作業(yè)時，卷繩機拉動主繩提供動力，在此過程中有2000m的主繩處于拉緊狀態(tài)。支繩上端連接主繩，下端連接掛鉤與蟹籠。卷繩機提供動力拉動主繩，蟹籠掛鉤進入自動脫鉤機中，由脫鉤器自動脫掉蟹籠掛鉤。此時，蟹籠與支繩分離掉到振動臺上。振動臺振動將蟹籠與其中的梭子蟹分離，梭子蟹通過管道進入集裝箱，蟹籠沿滑板進入傳送帶，由工作人員收集。因此，本三疣梭子蟹捕撈裝備提高了工作的安全性能，減輕了工作人員的工作強度。

2 脫鉤器模塊

上文對三疣梭子蟹捕撈裝備進行整體描述，其中脫鉤器如圖2所示，脫鉤器由底部擋板、配合孔、掛鉤進入部位、左、右側擋板、頂部擋板等部位組成。脫鉤器內部凹槽為掛鉤頂尖部位提供受力點，當掛鉤進入其中通過主繩提供動力，脫鉤器發(fā)生旋轉達到自動脫鉤的目的。

3 手壓式蟹籠掛鉤模塊

3.1 蟹籠掛鉤結構

如圖3所示蟹籠掛鉤，目前蟹籠漁船上廣泛使用上述蟹籠掛鉤，以其結構簡單、實用性強、耐磨損、價格便宜而廣受漁民青睞。此種蟹籠掛鉤是由302不銹鋼制作而成。具體參數(shù)為：長150mm，寬35mm，蟹籠支繩孔直徑15mm，支繩環(huán)孔直徑10mm，蟹籠掛鉤整體是由直徑3.5mm的302號圓柱不銹鋼制作而成。

3.2 蟹籠掛鉤工作原理

手壓式蟹籠掛鉤工作原理：以手握住蟹籠掛鉤，拇指處于著力點1處，食指、中指、小指、無名指分別處于著力點2、3、4、5。此時握緊蟹籠掛鉤，拇指施加朝向著力點2、3、4、5，手掌施加與拇指相反的力，蟹籠掛鉤就會打開實現(xiàn)脫離支繩的目的。

4 傳送裝置模塊

如圖4所示的傳送裝置，其主要由以下部分組成：①傳送框架;②傳送履帶;③電動機;④鏈條等。傳送框架為所有的組成部分提供了依附載體;電機驅將電能轉化為機械能驅動鏈條帶動傳送履帶傳遞蟹籠。

傳送裝置的主要功能如下：①當蟹籠漁船出海作業(yè)時，工作人員可將連接在主繩上的蟹籠放置在傳送裝置的履帶上，通過傳送裝置將蟹籠放置在規(guī)定海域。②蟹籠漁船進行起籠作業(yè)時，蟹籠經(jīng)過振動臺振動分離出梭子蟹，空蟹籠就會通過滑板進入傳送裝置的履帶上，將之傳送到相應的蟹籠堆放區(qū)。

由于蟹籠傳送裝置具有穩(wěn)定性高、質量輕、使用方便等明顯特點，廣受漁民青睞。但是，在蟹籠漁船出海作業(yè)時由于船只搖晃，需將框架和蟹籠漁船板面相固定，以達到安全使用的效果。

5 卷繩機模塊

由于蟹籠漁船出海捕撈三疣梭子蟹換繩工藝極為復雜，工作人員勞動強度大，為解決上述問題，研發(fā)捕撈三疣梭子蟹主繩卷繩機以代替人工。

如圖5所示卷繩機裝置，其主要由螺釘、傳動輪、主軸、固定塊、齒輪、電動機、皮帶、框架等部分組成。起籠作業(yè)時，卷繩機提供動力將帶有蟹籠的主繩從海中拉出。

6 蟹籠掛鉤關鍵部位ANSYS力學分析

在捕撈三疣梭子蟹作業(yè)過程中蟹籠掛鉤的作用很重要，必須使用ANSYS軟件對其進行力學分析，了解蟹籠掛鉤在自動脫鉤過程中關鍵受力部位能承受多大的力，進而對其進行改進。由于，蟹籠掛鉤的材料是302不銹鋼，通過查閱資料得知其屈服強度超過207MPa，故取207MPa，對其進行力學分析。

由圖6（a）蟹籠掛鉤等效應力可知蟹籠掛鉤所受到的最小壓強為OPa，最大壓強為1.51×10¹²Pa。由圖6（b）等效彈性應變可知，蟹籠掛鉤的最小等效彈性應變?yōu)?.49×10^-34Pa，最大等效彈性應變?yōu)?APa。由圖6（c）總變形可知蟹籠掛鉤的最小總應變?yōu)?Pa，最大總變形應變?yōu)?.26Pa。綜上圖（a）（b）（c）可知，蟹籠掛鉤變形最大在圖6中“1”處，“1”處所受到得力最大，但是遠遠小于302不銹鋼的屈服強度，所以該蟹籠掛鉤是安全的在使用過程中不會發(fā)生塑性變形以及斷裂等情況。

7 總結

通過對機械裝備的一些關鍵技術進行升級、研發(fā)，提高漁業(yè)裝備的機械化程度，實現(xiàn)機器換人、漁船減員等目標。提高漁業(yè)裝備安全技術水平，減少安全隱患及事故。提高漁船使用的舒適性、可靠性能等。

[參考文獻]

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[收稿日期]2020-04-02

[基金項目]舟山市科技計劃項目“蟹籠漁船蟹籠自動脫鉤機及回收裝置研究”（項目編號：2018021014）。

[作者簡介]蔣猛（1991-），男，江蘇淮安人，碩士研究生;研究方向：漁業(yè)機械化。