漁藥自動噴施機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

劉海等

摘要：為了提高噴施精度、漁藥原液利用率、行進(jìn)速度及轉(zhuǎn)向靈活性，針對漁藥噴施機(jī)的混藥裝置及噴施裝置做了改進(jìn)設(shè)計(jì)，并對改進(jìn)后的混藥裝置和噴施裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行了說明。其中，混藥裝置應(yīng)用了比例施肥器進(jìn)行在線混藥稀釋，稀釋后的漁藥和經(jīng)過導(dǎo)向管的水將再次混合并從導(dǎo)向管末端噴出，達(dá)到混藥和提供動力的目的。而噴施裝置則需要配合混藥裝置一起使用，利用從導(dǎo)向管末端噴出的稀釋藥液與尾管的左右擺動來轉(zhuǎn)向。改進(jìn)的漁藥噴施機(jī)平均行駛速度比原來提高了82.5%，且還可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。

關(guān)鍵詞：漁藥；自動噴施機(jī)；混藥裝置；噴施裝置；改進(jìn)設(shè)計(jì)

中圖分類號：S969.39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）03-0700-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.03.051

Improved Design of the Automatic Spraying Machine for Fishery Drug

LIU Hai， ZHANG Jun-feng， ZENG Fan-cong， GAO Xing-xing， PANG Xiong-bin

（Wuhan Institute of Agricultural Machinery， Wuhan Academy of Agricultural Science & Technology， Wuhan 430345， China）

Abstract：In order to spray more precisely， use fishery drug more effectively， go faster and turn more flexibly， the design of mixing apparatus and spraying device for the automatic spraying machine was improved. The principle and structure of the improved mixing apparatus and spraying device was explained. Among them， the mixing apparatus used ratio fertilizer to mix fishery drug and water for diluting. For the purpose of mixing drug and providing impetus， the diluted drug and the water from guide pipe were mixed to shoot out. The spraying device must be used with mixing apparatus， and turned by spraying mixture and wagging tail pipe. The average speed of the improved automatic spraying machine was increased by 82.5%， and could support a sudden turn.

Key words： fishery drug；automatic spraying machine；mixing apparatus；spraying device；improved design

隨著中國淡水水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，水產(chǎn)動物病害已成為影響中國淡水水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的主要制約因素。漁藥的使用是水產(chǎn)養(yǎng)殖中一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)[1]。傳統(tǒng)的人工施用漁藥，在潑灑漁藥的過程中，一般要求兩個(gè)人操作，存在工作效率低、勞動強(qiáng)度大和潑灑不均勻等問題[2-4]。在使用毒性較大的漁藥時(shí)，還易造成人、魚中毒。

國內(nèi)目前研究出了一種無線遙控漁藥噴施機(jī)，該噴施機(jī)不僅可以降低勞動強(qiáng)度，還可以保障操作人員的安全，其平均行駛速度為0.8 m/s[5，6]。但是，該機(jī)仍然存在著漁藥利用率不高、行駛速度不高、濃度不好控制及轉(zhuǎn)彎半徑大等問題。為此，針對上述問題，改進(jìn)了漁藥混藥裝置及噴施裝置，增設(shè)了比例施肥器，采用了在線混藥且直接利用尾管噴藥、轉(zhuǎn)向的方式。試驗(yàn)對比結(jié)果表明效果較好。

1 漁藥自動噴施機(jī)混藥裝置的改進(jìn)

改進(jìn)后的漁藥自動噴施機(jī)混藥裝置結(jié)構(gòu)如圖1。從圖1可以看出，從汽油機(jī)水泵中泵出的水流經(jīng)過三通管被分為兩路，一路經(jīng)變徑管直接從導(dǎo)向管末端噴出，另一路因變徑時(shí)產(chǎn)生的壓力迫使水流上升，進(jìn)入過濾器，過濾后的水再經(jīng)過導(dǎo)管進(jìn)入比例施肥器，水經(jīng)由比例施肥器后從另一端出來，同時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓，這種負(fù)壓使得漁藥從藥箱經(jīng)吸藥管被吸入到比例施肥器內(nèi)，與后進(jìn)來的水混合后再從另一端出來。這時(shí)出來的液體就是被稀釋的漁藥，此漁藥經(jīng)過導(dǎo)管進(jìn)入第二個(gè)三通管，由于壓力原因，被稀釋的漁藥和經(jīng)過導(dǎo)向管的水將再次混合并從導(dǎo)向管末端噴出。此時(shí)，噴出的藥液經(jīng)過了兩次稀釋后，不僅可以實(shí)現(xiàn)漁藥的均勻噴施，還可以作為漁藥噴施機(jī)的動力[7]。

2 漁藥自動噴施機(jī)噴施裝置的改進(jìn)

改進(jìn)后的漁藥自動噴施機(jī)噴施裝置結(jié)構(gòu)如圖2。從圖2可以看出，被稀釋的漁藥從導(dǎo)向管末端噴出時(shí)，分為轉(zhuǎn)向和直行兩種情況：當(dāng)漁藥噴施機(jī)直行時(shí)，藥液噴出時(shí)可作為直接動力推進(jìn)噴施機(jī)直行；當(dāng)漁藥噴施機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)，由用戶控制舵機(jī)來帶動連接桿，進(jìn)而使連接桿帶動轉(zhuǎn)向桿轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)向桿與卡箍是焊接在一起的，由卡箍繃緊卡住尾管，這樣可以實(shí)現(xiàn)舵機(jī)與尾管的同步動作。轉(zhuǎn)向時(shí)，從導(dǎo)向管噴出的漁藥會沖擊尾管壁，然后產(chǎn)生折射使噴施機(jī)減速并轉(zhuǎn)向。這樣的噴施裝置同時(shí)實(shí)現(xiàn)了噴施與原地轉(zhuǎn)向的功能。

3 漁藥自動噴施機(jī)其他改進(jìn)設(shè)計(jì)

3.1 過濾器

過濾器采用的是網(wǎng)式過濾器，主要由罐體和濾網(wǎng)組成。水經(jīng)過濾網(wǎng)流出時(shí)，大于濾網(wǎng)孔徑的雜物被截留在濾網(wǎng)的外表面，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。網(wǎng)式過濾器有著結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、小巧輕便、性能可靠、密封性好、過濾效率高、耐酸堿腐蝕等特點(diǎn)，是一種被廣泛使用的過濾器[8，9]。

3.2 比例施肥器

圖3為比例施肥器的結(jié)構(gòu)圖。其特點(diǎn)有：在線混合、水力驅(qū)動、無需電力、精確的按比例添加藥液、比例保持恒定、適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用、成本較低。其運(yùn)行原理為：在把一定壓力的水注入進(jìn)水口后，由水驅(qū)動馬達(dá)活塞并帶動注入活塞上下運(yùn)動，使得漁藥按照需要的比例被吸入到水中。隨后，水與漁藥充分混合，再從出水口輸出至下游管網(wǎng)。不管供水管路上的水量和壓力發(fā)生什么變化，所注入漁藥的劑量與進(jìn)入泵的水量始終呈比例[10]。

3.3 藥箱

由于大部分漁藥不能用金屬容器盛裝，所以藥箱材料為ABS塑料板。其結(jié)構(gòu)如圖4。從圖4可以看出，底板前后高度不一致，同時(shí)帶有沉坑，既可以使吸藥管的過濾器固定不漂浮，又可使?jié)O藥被充分吸入。增加側(cè)動板使結(jié)構(gòu)更加牢固，還能起支撐作用。管槽可以避讓船體的導(dǎo)向管。這種藥箱有著重量輕、經(jīng)久耐用、浪費(fèi)漁藥較少、方便拆卸等特點(diǎn)。

3.4 轉(zhuǎn)向器

如圖2中，轉(zhuǎn)向器主要由轉(zhuǎn)向桿、尼龍?zhí)淄?、卡箍組成。這種組成方式結(jié)構(gòu)比較簡單，成本低廉，通用性好。轉(zhuǎn)向桿與卡箍采用不銹鋼，具有不銹性?？ü克删o可以調(diào)整，這樣尾管可以在卡箍內(nèi)前后調(diào)整，方便用戶調(diào)整噴施機(jī)轉(zhuǎn)彎緩急。尼龍?zhí)准庸し奖?，減輕重量，密封性較好。采用連桿鏈接舵機(jī)和轉(zhuǎn)向桿是為了方便拆卸。這種利用雙搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)安全可靠。

4 試驗(yàn)測定

樣機(jī)試驗(yàn)地點(diǎn)為武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院北部園區(qū)，魚塘呈長方形，長70 m，寬18 m，平均儲水深度1.7 m。經(jīng)對樣機(jī)的實(shí)際測試，其技術(shù)參數(shù)如表1。樣機(jī)如圖5所示。

試驗(yàn)時(shí)，樣機(jī)的各項(xiàng)控制都已默認(rèn)數(shù)值操作，將樣機(jī)裝入5 L藥水，油門開至正常工作狀態(tài)（最大油門的2/3處）。由于漁藥在水中不斷擴(kuò)散，假設(shè)擴(kuò)散單邊幅寬為3 m，采取間隔6 m進(jìn)行噴施作業(yè)，那么在該試驗(yàn)魚塘中，預(yù)計(jì)樣機(jī)將行進(jìn)約192 m路程，耗時(shí)約132 s。實(shí)際完成試驗(yàn)的平均時(shí)間約為208 s，排除轉(zhuǎn)彎損耗及直線操作問題，該時(shí)間較為合理。

5 小結(jié)

針對改進(jìn)漁藥自動噴施機(jī)的混藥裝置及噴施裝置，利用無線電遙控技術(shù)控制其運(yùn)行，通過在線漁藥混合精確配比進(jìn)行噴施作業(yè)。改進(jìn)后的樣機(jī)平均行駛速度為1.46 m/s，相較改進(jìn)之前的0.8 m/s提高了82.5%，同時(shí)在藥箱體積減小的情況下，有效施藥量更大，而且施藥更均勻、精確。

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