在高檔經(jīng)濟魚類的工廠化養(yǎng)殖過程中,魚苗分級是分池養(yǎng)殖前不可或缺的步驟。我國現(xiàn)有的分級技術(shù)主要以人工分級和重量傳感分級為主,對魚苗分級裝備的研究仍存在不足,對分級機的工作參數(shù)和適應(yīng)性研究相對較少,存在人力成本高、效率和精度低等問題,因此需要研發(fā)高準(zhǔn)確率和高效率的輥道式魚苗分級機。本論文圍繞輥道式魚苗分級機的研制,按照魚苗體型參數(shù)和三等級分級目標(biāo),確定以體寬作為判別條件對魚苗分級,進(jìn)而提出整機設(shè)計要求與結(jié)構(gòu)布局方案,并采用試驗驗證、理論分析及離散元仿真模擬相結(jié)合的方法進(jìn)行魚苗分級機的工作參數(shù)優(yōu)化和適應(yīng)性研究。本論文完成的主要工作如下:(1)根據(jù)體寬分級的需求,提出了整機設(shè)計要求和結(jié)構(gòu)布局,設(shè)計了整機的總體機械結(jié)構(gòu),繪制了三維和二維設(shè)計圖。對關(guān)鍵機構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析,確定了傾角調(diào)節(jié)裝置和分級裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù),為后續(xù)探究魚苗分級機分級部件與魚苗的相互作用機理奠定基礎(chǔ)。最后根據(jù)設(shè)計結(jié)果制作了試驗樣機。(2)以分魚準(zhǔn)確率和魚苗進(jìn)槽率作為分級性能評價指標(biāo),并采用離散元軟件建立的魚苗-分級部件耦合動力學(xué)模型,研究分級部件與魚苗的相互作用機理。最后為檢驗動力學(xué)模型的準(zhǔn)確性,在實際工況下進(jìn)行整機試驗,結(jié)果表明:樣機試驗結(jié)果與仿真數(shù)據(jù)的整體變化趨勢具有較好的一致性。(3)為探究不同工作參數(shù)對分級性能的影響,通過建立的仿真模型進(jìn)行工作參數(shù)的單因素和多因素正交試驗確定各工作參數(shù)對分級機影響主次順序,依次為輥道傾角、進(jìn)魚量、輥道轉(zhuǎn)速。然后采用多目標(biāo)多變量優(yōu)化方法,對正交試驗進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,發(fā)現(xiàn)當(dāng)參數(shù)組合為輥道轉(zhuǎn)速為138.40r/min,輥道傾角為10.47°,進(jìn)魚量為3.00尾/s時,分級機的分級綜合性能較高。(4)在較優(yōu)工作參數(shù)組合基礎(chǔ)上,以分魚準(zhǔn)確率和魚苗進(jìn)槽率為適應(yīng)性評價指標(biāo),以魚苗的體長、體寬和體高為試驗因素,研究魚苗分級機針對不同魚苗的體型參數(shù)下適應(yīng)性。經(jīng)過單因素和三因素三水平正交試驗確定影響魚苗分級機適應(yīng)性的主次順序為體長、體寬、體高。最后基于試驗結(jié)果分析鯽魚、草魚、鰱魚和鳊魚的適應(yīng)性,結(jié)果表明鯽魚的適應(yīng)性最高、鳊魚最低。
【學(xué)位單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：S969.3
【部分圖文】：

FJ－001型分級機

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文3備有限公司和某公司制造的尤為出色。某機械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的FXJ－001是針對外皮較薄的水果研發(fā)的一款分級機，具有耗能低、噪音小和使用壽命久等特點。如圖1.2所示，該設(shè)備采用的是硅膠材質(zhì)的分級帶，利用的是果品直徑的大小間隙來分級。首先將果品倒入設(shè)備的入果箱里，隨著傳送帶的轉(zhuǎn)動，果品自動落在輥軸軌道上，再用軌道之間的間隙大小來進(jìn)行分級[11]。某公司生產(chǎn)的SST4512型，采用全銅電機提供動力，其外觀尺寸360×75×90厘米深受客戶的喜愛。該機型通過各機構(gòu)配合有序完成水果的下料、分級、壞果挑級，適合各類圓形、橢圓形果蔬的分級。分級軌道與水果接觸部位采用硅膠帶材料，機身由高檔全不銹鋼材質(zhì)制造，分級過程不傷果，分級尺寸任意可調(diào)[12]。圖1.2FXJ－001輥道式分級機智能傳感器式分級機多用于小規(guī)模產(chǎn)品分級，其生產(chǎn)商以某機械有限公司和某企業(yè)為代表。某機械作為國內(nèi)研發(fā)第一臺小型重量分級機的公司，在分級機研發(fā)領(lǐng)域很有權(quán)威，推出了眾多機型。其于2017年推出的一臺小型稱重分級機在海鮮水產(chǎn)類、屠宰畜牧類和中草藥類分級具有出色的表現(xiàn)，設(shè)備體積孝速度快、分級精確和設(shè)備耐用等特點深受到客戶高度的評價[13]。某企業(yè)于2018年推出一款轉(zhuǎn)盤式重量分級機，其具有自動追蹤、分級精度高等特點在市場上深受熱捧。如圖1.3所示，該機由傳送區(qū)、稱重區(qū)、加速區(qū)和分級區(qū)組成，每區(qū)設(shè)有輸送裝置，其輸送裝置皆帶有進(jìn)口傳感器，檢測速度最高300次/分鐘，最高精度±0.1g，可以根據(jù)用戶需求設(shè)置分級重量范圍[14]。

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1.3轉(zhuǎn)盤式重量分級機1.2.2魚苗分級機械研究現(xiàn)狀魚苗分級機作為工廠化養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的重要環(huán)節(jié)，其分級方式一直是魚苗分級機械的研究內(nèi)容。根據(jù)中國養(yǎng)殖狀況，目前應(yīng)用最多的是重量分級。重量分級又分為傳統(tǒng)人工分級和智能傳感重量分級兩種方式實現(xiàn)魚苗分級與歸類等工作。傳統(tǒng)人工分級領(lǐng)域主要依靠分級工人師傅根據(jù)視覺和手感來判斷魚的大小及重量并分到不同的區(qū)域內(nèi)，如圖1.4所示。此類分級方式需要較高的人力強度，且分級處于有水環(huán)境，分級效果較差。因此，21世紀(jì)魚苗分級機械研究主要在重量分級與傳感器相結(jié)合方面，將傳感器識別的魚苗通過擋板、托盤機械部件分到對應(yīng)的區(qū)域，如圖1.5所示。2000年，加拿大學(xué)者SebastienCadieux等[15]首次利用紅外線傳感器獲取魚的輪廓，并經(jīng)計算機處理輪廓，進(jìn)而對魚類實現(xiàn)分級。2013年，珠海市大航工業(yè)自動化技術(shù)有限公司[16]研制的分級機采用皮帶輸送魚苗，經(jīng)激光識別重量信號和尼龍擋板對魚分級，其激光傳感器上設(shè)置擋風(fēng)罩避免識別信號受外界干擾。2016年，中國海洋大學(xué)的彭磊等[17]針對現(xiàn)有分魚機械體積大，不易移動等缺點，研制出一臺小型轉(zhuǎn)盤式分魚機，該機不僅整合了傳感識別和轉(zhuǎn)盤分級功能，還增設(shè)了噴淋裝置，有效減少魚苗的表皮損傷。
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本文編號：2882300