孟仲康 馮武衛(wèi)

[摘要]農(nóng)業(yè)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)變革的重要組成部分，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步的重要體現(xiàn)。隨著近年來國家對農(nóng)業(yè)機(jī)械化的重視，農(nóng)機(jī)械化事業(yè)也迎來了一個新的機(jī)遇期。但我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化仍舊落后于發(fā)達(dá)國家，很多農(nóng)業(yè)機(jī)械需要從發(fā)達(dá)國家進(jìn)口。漁業(yè)也是農(nóng)業(yè)的一部分，我國漁業(yè)機(jī)械更是落后于發(fā)達(dá)國家。為了方便漁民，使?jié)O業(yè)養(yǎng)殖機(jī)械化，設(shè)計了一種魚苗打標(biāo)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)魚苗自動分類、打標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]農(nóng)業(yè)機(jī)械化;魚苗;分類;打標(biāo)

[中圖分類號]S931.9[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

1 前言

過度捕撈是漁業(yè)資源衰退的主要因素，超強(qiáng)的捕撈壓力使一些原已破壞的資源無法恢復(fù)，一些品種出現(xiàn)種群退化跡象，也使生物群落的生存空間移位，出現(xiàn)汛期混亂，漁獲物質(zhì)量朝著不利于人類利用的方向發(fā)展，許多著名的傳統(tǒng)漁場基本消失，已經(jīng)沒有明顯漁汛期。

目前，由于大面積的捕撈作業(yè)，野生魚類越來越匱乏。2005年起，國際漁業(yè)組織開始號召禁止捕撈野生魚類。為此，2010年起，我國開始試點(diǎn)魚苗放養(yǎng)與選擇性捕撈作業(yè)方式，這種作業(yè)方式需要事先對放養(yǎng)魚苗進(jìn)行標(biāo)記，通常采用在育苗頭部、魚鰭或尾部注射磁性金屬絲的方式進(jìn)行標(biāo)記，除了人工打標(biāo)之外，自動化打標(biāo)設(shè)備主要采用進(jìn)口，成本較高。本文設(shè)計一種自動魚苗打標(biāo)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)魚苗自動分類、打標(biāo)。對養(yǎng)殖魚的漁民來說，選擇性捕撈難度很大，必須對自己養(yǎng)殖的魚苗做好標(biāo)記，這樣捕撈起來才方便。手工對魚苗做標(biāo)記難度很大，并且需要大量的時間，耗費(fèi)人力物力。增加漁民養(yǎng)殖的成本。為了方便漁民給魚做標(biāo)記，選擇性捕撈。促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化的程度，本文設(shè)計了一種自動魚苗打標(biāo)機(jī)。

2 機(jī)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則

魚苗打標(biāo)機(jī)是農(nóng)業(yè)裝備中的一種，因此在設(shè)計時除遵循農(nóng)業(yè)裝備的一般設(shè)計準(zhǔn)則的同時，還要結(jié)合魚類的生物特性，考慮魚苗打標(biāo)機(jī)的特殊性。魚苗打標(biāo)機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則有以下幾點(diǎn)：

2.1 可靠性和安全性

魚苗打標(biāo)機(jī)的使用者是漁民，他們不具有專業(yè)的機(jī)械和控制相關(guān)知識，而且一般魚苗打標(biāo)在養(yǎng)殖場外作業(yè)，受環(huán)境影響較大，因此需要保證打標(biāo)機(jī)具有高度的可靠性，生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。

2.2 易操作性

在設(shè)計中需要考慮到使用者的實(shí)際操作能力，避免如國外復(fù)雜設(shè)備對操作者要求高的情況，盡量使魚苗打標(biāo)簡單方便，以減少繁雜的技術(shù)培訓(xùn)。

2.3 精準(zhǔn)性和保護(hù)操作對象

由于每個魚苗體形尺寸不能完全一致，注射過程中容易因魚苗尺寸的不一致性而導(dǎo)致注射時魚苗不能精確定位和夾持，造成機(jī)械損傷，所以既要實(shí)現(xiàn)對魚苗的精準(zhǔn)定位和夾持，又要保護(hù)魚苗盡量減少其受到機(jī)械損傷。

2.4 高效率

由于魚苗的打標(biāo)注射數(shù)量大，因此要有較高的打標(biāo)效率，因而魚苗打標(biāo)機(jī)在生產(chǎn)中才具有實(shí)用價值。

2.5 經(jīng)濟(jì)性

農(nóng)業(yè)裝備的使用領(lǐng)域是農(nóng)業(yè)，過高的價格將阻礙農(nóng)業(yè)裝備的推廣使用。該魚苗打標(biāo)機(jī)的研制意義之一就是克服了國外相關(guān)設(shè)備價格昂貴的缺陷，以較低的生產(chǎn)成本滿足使用者的需求。

3 體內(nèi)標(biāo)志技術(shù)

體內(nèi)標(biāo)志技術(shù)是在魚的內(nèi)部放入標(biāo)志物。通常，體內(nèi)標(biāo)志主要是由鎳、銀、不銹鋼皮或鍍鎳鐵制成的，具有較高的磁導(dǎo)率。主要為了使標(biāo)記魚容易被電磁感應(yīng)到。

3.1 被動式整合雷達(dá)標(biāo)志法

被動式整合雷達(dá)標(biāo)志法是使用電子電路線圈構(gòu)成的一種獨(dú)特的標(biāo)志系統(tǒng)。該標(biāo)志其實(shí)是一個微型的信號傳播站。但是由于其沒有相應(yīng)的電源，必須通過勵磁系統(tǒng)才能產(chǎn)生電能，標(biāo)志的部位一般位于體腔。在標(biāo)志結(jié)束后，標(biāo)志的魚苗至少得暫養(yǎng)2～3天以確保其標(biāo)志依舊存在。此種標(biāo)志方法的保持率較高，且大多適用于小型魚的標(biāo)志，并且該標(biāo)志所產(chǎn)生的傷口愈合較快，不會對魚苗產(chǎn)生任何傷害。

3.2 編碼金屬標(biāo)

編碼金屬標(biāo)是一種廣泛使用的魚苗打標(biāo)方法，起源于二十世紀(jì)六十年代。它是由直徑為0.25mm的帶有磁性的金屬絲做成。并且在其標(biāo)上刻著一系列的編碼，對于不同的個體可以進(jìn)行分類，該方法是使用標(biāo)志槍將標(biāo)志注射到魚的體內(nèi)。且由于其注射的傷口較小，因此容易愈合。標(biāo)志槍具有兩種類型，第一種為手握標(biāo)志槍，第二種為自動標(biāo)志槍。前一種由于其便宜的價格和較小的體積，廣泛用于小規(guī)模的標(biāo)志試驗。而后一種較前一種的優(yōu)勢在于其標(biāo)志速度較快，常常用于比較大的規(guī)模標(biāo)志放流試驗。標(biāo)志魚的檢測分為便攜式檢測儀監(jiān)測和自動監(jiān)測儀監(jiān)測，便捷式檢測的價位較低，但速度慢，檢測比較復(fù)雜。而自動檢測的過程較為簡單，多為機(jī)器操作，不需要人工大量學(xué)習(xí)，但其缺點(diǎn)是價位較高。

3.3 分離式衛(wèi)星標(biāo)志放流標(biāo)記

分離式衛(wèi)星標(biāo)記放流技術(shù)主要是根據(jù)衛(wèi)星定位，并且追蹤魚類的一種標(biāo)記放流方法。它由耐腐蝕的分離裝置、帶有天線的流線型抗環(huán)氧樹脂外殼和浮置環(huán)構(gòu)成，當(dāng)標(biāo)記與魚體分離時，該浮環(huán)只能豎立。在其內(nèi)部裝有一只微處理器?？梢詢Υ娑噙_(dá)61d 的平均水溫（每小時抽樣記錄）。

4 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

魚苗打標(biāo)裝置的設(shè)計主要包括自動導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)，自動夾持機(jī)構(gòu)，機(jī)架等機(jī)構(gòu)裝置，因在設(shè)計時各機(jī)構(gòu)應(yīng)該相互協(xié)調(diào)，共同作用，確保魚苗能夠進(jìn)行順利打標(biāo)。

魚苗分級打標(biāo)裝置主要包括魚苗自動分級裝置，魚苗自動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，魚苗自動夾持機(jī)構(gòu)，魚苗自動注射機(jī)構(gòu)四個功能模塊。且主要工作部件有機(jī)架，集魚槽，注射箱以及漏魚槽。且注射箱主要包括自動夾持機(jī)構(gòu)和自動注射機(jī)構(gòu)。集魚槽安置在機(jī)架的最上方，通過導(dǎo)管連接注射箱，且在導(dǎo)管內(nèi)含有自動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，是魚苗通過導(dǎo)管后使胸腔對準(zhǔn)注射區(qū)域，確保注射位置的精確性。各個不同規(guī)模的集魚槽前面還有一個魚苗自動分級裝設(shè)備，來確保相同金屬絲注射魚苗的尺寸大致相同。如下圖1所示是去除分級裝置的整體設(shè)計圖，分級裝置在后續(xù)會進(jìn)行詳細(xì)介紹。

為了確保魚苗在此裝置中接種完后的存活率，就必須確保該裝置的效率性，必須使魚苗在短時間完成接種。這就需要使各機(jī)構(gòu)間的配合精密，各環(huán)節(jié)的銜接高效。各機(jī)構(gòu)之間的配合如下，當(dāng)魚苗經(jīng)過分級裝置進(jìn)入集魚槽，通過導(dǎo)管內(nèi)的自動導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使魚苗經(jīng)過導(dǎo)管進(jìn)入注射箱，被夾持時的狀態(tài)是胸腔朝向注射針，待注射完畢，夾持機(jī)構(gòu)自動松開，魚苗自動流向漏魚槽。

5 魚苗自動分級裝置實(shí)現(xiàn)原理及功能

如上圖所示為魚苗自動分級簡圖，將魚苗放入進(jìn)魚槽，當(dāng)魚苗從進(jìn)魚槽按照國定軌道游向進(jìn)魚口，并通過管道的時候，會有圖像采集裝置拍攝魚苗的圖像，并通過計算機(jī)視覺識別技術(shù)，按照魚苗尺寸大小的不同，對魚苗進(jìn)行分級，本論文將魚苗的尺寸分為四個等級，按照不同的梯度依次遞推。

6 結(jié)論

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對海洋資源的利用也越來越廣泛，因此過多利用海洋資源已經(jīng)使我國漁業(yè)資源受到了嚴(yán)重的危害。人們對漁業(yè)資源的保護(hù)意識也越來越強(qiáng)，為了呼吁漁業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，我國開始試點(diǎn)選擇性捕撈作業(yè)方式，并且這種方式需要事先對魚苗進(jìn)行標(biāo)志，而采用手工標(biāo)志魚苗的工作量較大，并且需要經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)。因此針對以上情況，本論文綜合國內(nèi)外研究情況，設(shè)計了魚苗自動分級打標(biāo)裝置，并且主要對各部分機(jī)構(gòu)以及整體控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計及優(yōu)化.

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