【摘要】：為了滿足市場的需要,國內(nèi)有大量的南美對蝦養(yǎng)殖場,每天要對蝦進行多次投喂,基本上都是以人工投餌為主,工人繞蝦塘拋灑餌料,勞動強度大,工作效率低。人工無法實現(xiàn)均勻投餌,對餌料的浪費大,餌料堆積嚴(yán)重,很多殘留的餌料還會污染水體,使蝦類感染病毒;而現(xiàn)有的撞擊拋料投餌機對餌料的撞擊力極大,會導(dǎo)致餌料破碎率高,破碎的餌料同樣會污染水體,無法用于蝦塘投餌。目前市場上也有一些為蝦塘投餌而專門研發(fā)的移動式投餌設(shè)備,有些是直接把撞擊拋料投餌設(shè)備放置在船體上進行投餌,還有些是直接把現(xiàn)有投餌機去掉拋料機構(gòu)放置在浮體上投餌,這些創(chuàng)新都沒有解決餌料破碎率高和餌料拋灑效率低兩個核心問題。針對以上現(xiàn)狀,研發(fā)了蝦塘移動式投餌系統(tǒng),實現(xiàn)低破碎率和均勻高效拋餌。根據(jù)蝦塘投餌的需求,確定移動式投餌方案,投餌機使用螺旋送料方式送料、360度拋料盤拋料。采用雙體船式移動平臺,使用雙螺旋槳推進,按鍵式遙控器控制投餌系統(tǒng)工作。為獲得低扭矩、高輸送效率的送料機構(gòu),通過理論計算對比相同規(guī)格的剛性送料軸和柔性送料軸的工作扭矩、送料效率。計算得出使用相同尺寸送料軸,柔性送料軸的扭矩為剛性送料軸扭矩的71.68%,且柔性送料軸的送料效率提高了11%,因此選用柔性送料軸輸送餌料。使用Solidworks軟件對送料軸進行有限元分析。設(shè)計送料軸對比送料實驗,實驗測得柔性送料軸比剛性送料軸提高送料效率6.44%。為了設(shè)計低破碎率和高拋灑效率的拋料盤,應(yīng)用ADAMS軟件對現(xiàn)有拋料盤進行了仿真研究,獲得影響破碎率、均勻性和拋灑范圍大小的初步機理。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了新的拋料盤——閉式拋料盤。制作投餌機樣機進行餌料破碎率和拋灑距離測試,通過實驗測得閉式拋料盤的拋料破碎率比傳統(tǒng)的拋料盤降低了70%,餌料拋灑更均勻,拋灑范圍增加了100%。為了實現(xiàn)移動投餌,設(shè)計了雙體船,根據(jù)雙體船的載荷和設(shè)備大小計算確定了雙體船的結(jié)構(gòu)尺寸。為了保證船體的穩(wěn)定性,合理布局了設(shè)備位置。結(jié)合雙體船參數(shù)和2m/s的設(shè)計航速進行推進器功率計算,使用雙180W推進器能夠滿足要求。最后設(shè)計了投餌機和雙體船的控制系統(tǒng),使投餌機的投餌速度與雙體船的行駛速度匹配,同時滿足蝦在不同養(yǎng)殖階段投餌量可調(diào)。實驗測得船速以2m/s航行時能夠在4min內(nèi)完成7畝蝦塘所需餌料的投放。該投餌系統(tǒng)樣機在蝦塘進行了長時間工作性能測試,測試結(jié)果表明該蝦塘移動式投餌系統(tǒng)投餌均勻、破碎率低和效率高,滿足養(yǎng)殖場對蝦類養(yǎng)殖的投餌要求,具有較廣闊的應(yīng)用前景和推廣價值,為將來的自動化養(yǎng)殖和智能化養(yǎng)殖奠定了基礎(chǔ)。
【圖文】：

等設(shè)計了工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖自動投飼系統(tǒng)。該投餌系統(tǒng)用于室內(nèi)工廠化養(yǎng)殖，，主要由軌道行走系統(tǒng)、投飼裝置、電力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成，如圖1-1所示。其基本原理為：在魚池上方架設(shè)H 型鋼軌道，在軌道上對應(yīng)每個魚池設(shè)置相應(yīng)的定位識別點，投飼裝置沿軌道行走到識別點后，根據(jù)自動控制系統(tǒng)發(fā)出的投飼指令，完成相應(yīng)的投飼動作。下料口啟閉和開度主要由拉壓力傳感器配合步進電機控制，從而精確控制投飼速度和投飼量。該投餌設(shè)備既可以養(yǎng)魚又可以養(yǎng)蝦，但是僅限于室內(nèi)工廠化室內(nèi)養(yǎng)殖，不適合現(xiàn)有蝦類養(yǎng)殖場。1.軌道 2.滑觸線 3.集電器 4.行走滑車 5.直流電機 6.拉壓力傳感器7.料倉 8.下料機構(gòu) 9.定位傳感器 10.隨機控制箱 11.終端控制箱圖1-1 工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖自動投飼系統(tǒng)Fig.1-1 Factory aquaculture automatic feeding system1.2.2 浮體式移動投餌系統(tǒng)浮體式移動投餌系統(tǒng)研究的比較多，也有較多的方案。主要有江蘇大學(xué)的河蟹養(yǎng)殖船載自動均勻投餌系統(tǒng)[22]，上海海洋大學(xué)的一種雙軸多口落料投餌機[23,24]和雙盤對稱拋料投餌機[25,26]等。孫月平、趙德安等設(shè)計了河蟹養(yǎng)殖船載自動均勻投餌系統(tǒng)[22]

也是拋料盤撞擊拋料，導(dǎo)致餌料破碎率很大，不適合養(yǎng)蝦，送料機構(gòu)是一個下料器，可以借鑒。圖1-2 河蟹養(yǎng)殖船載自動均勻投餌系統(tǒng)Fig.1-2 Boat base automatic uniform bait casting system for crabs feeding上海海洋大學(xué)的一種雙軸多口落料投餌機[23,24]，如圖1-3所示，該投餌系統(tǒng)主要由投餌機、浮體和牽引繩組成，該投餌系統(tǒng)沒有行走能力，根據(jù)養(yǎng)殖現(xiàn)場情況可以由不同的動力裝置牽引。工作時下料電機驅(qū)動兩側(cè)的單輸入雙輸出的同轉(zhuǎn)向減速器，單輸入雙輸出的同轉(zhuǎn)向減速器的輸入軸上齒輪與輸出軸上齒輪通過中間齒輪實二級現(xiàn)減速傳動并保證兩輸出軸和輸入軸的轉(zhuǎn)向相同以實現(xiàn)雙軸同向運送餌，減速器驅(qū)動兩平行下料管內(nèi)螺旋送料軸，料箱內(nèi)的餌料從兩平行下料管的 6個均布小進料口進入到下料管內(nèi)，管下端相互錯開的落料口使得餌料在行走方向上均勻落下，右邊對稱布置的機構(gòu)以同樣的方式工作，投餌機就能在指定區(qū)域內(nèi)均勻投餌
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S969.3

【參考文獻】

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本文編號：2647543