全自動點苗分裝器裝置的研究

吳叢迪，姜鶯穎，徐燦，蘭燕月，金仕容，韓任琳云

（上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海201306）

全自動點苗分裝器裝置的研究

吳叢迪，姜鶯穎，徐燦，蘭燕月，金仕容，韓任琳云

（上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院，上海201306）

全自動點苗分裝器是一種利用信息技術(shù)中的自動控制原理，把紅外線計數(shù)器和電機應(yīng)用到魚苗計數(shù)上制成的簡易裝置。利用魚類的趨流性這一特性，結(jié)合紅外線計數(shù)器等先進(jìn)技術(shù)來進(jìn)行精確計數(shù)，采用打包器進(jìn)行自動打包，提高了魚苗數(shù)量的精準(zhǔn)性和存活率，解放了勞動力。

全自動點苗分裝器；信息技術(shù)；趨流性；紅外線計數(shù)器

近年來，我國的水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)得到了迅速的發(fā)展，我國水產(chǎn)品產(chǎn)量目前已經(jīng)占據(jù)了全球水產(chǎn)品總產(chǎn)量的三分之一，并呈現(xiàn)逐年增長的趨勢。隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，魚類的計數(shù)在生產(chǎn)中也越來越受到重視。在養(yǎng)殖過程中，魚苗銷售、放養(yǎng)密度的測算及科學(xué)飼養(yǎng)管理等方面都需要對魚苗進(jìn)行計數(shù)。目前在魚苗販賣上仍以傳統(tǒng)的計數(shù)方法為主，靠人工進(jìn)行分裝，費時費力不精準(zhǔn)，并且此種做法會引起魚苗機械損傷，引起魚苗厭食、消瘦、直接或間接的感染病原，引起魚苗死亡，更有一些不法商家，目光短淺，頻頻出現(xiàn)欺詐行為，影響?zhàn)B殖戶的養(yǎng)殖計劃。為解決這一現(xiàn)狀，設(shè)計了全自動點苗分裝器裝置。該裝置使用傳送帶和電機等裝置，使得魚苗計數(shù)、分裝的整個過程更加高效、快捷，巧妙的加入了分流出水口的設(shè)計，減少了魚苗計數(shù)過程中的重疊率，防護(hù)罩設(shè)計使計數(shù)、傳送過程更加的安全，減少魚苗過多外濺現(xiàn)象。值得一提的是該裝置在功能上可以兩用，不僅可以作為計數(shù)打包裝置，而且可作為將不同規(guī)格的魚苗進(jìn)行分類培養(yǎng)的輔助裝置，使得后期魚苗的飼養(yǎng)過程中更加的合理規(guī)范。

該裝置在實驗過程中已取得了較好的實驗結(jié)果，提高了工作效率，提高了魚苗的成活率，將水產(chǎn)技術(shù)工作者從繁重的魚苗計數(shù)工作中解放出來，符合科學(xué)環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的理念，有助于水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

1 全自動點苗分裝器裝置的構(gòu)成

根據(jù)目前傳統(tǒng)魚苗計數(shù)的缺陷[1]和計數(shù)裝置不足的現(xiàn)狀，結(jié)合自動化程序系統(tǒng)[2-4]，成功研制了一種自動點苗分裝計數(shù)器裝置，很大程度上彌補了傳統(tǒng)計數(shù)方法的不足，提高了計數(shù)的精準(zhǔn)性。

如圖1、2所示，新型的自動點苗分裝器裝置整體由三大部分構(gòu)成：計數(shù)裝置、傳送裝置和打包裝置。在計數(shù)裝置部分，通過進(jìn)水管進(jìn)水，魚苗相繼從不同規(guī)格大?。◤挠彝笠来巫冃。┑母舭逯型ㄟ^進(jìn)行魚苗大小的篩選。經(jīng)過篩選后進(jìn)入分流出水口區(qū)域進(jìn)行分流游動，減小后期計數(shù)時兩條魚重合在一起的幾率，減少誤差。分流裝置后段連接著紅外線計數(shù)器，當(dāng)魚苗從分流出水口中出來時，紅外線計數(shù)器對通過的魚苗進(jìn)行計數(shù)，邊上有防護(hù)罩，減小水流過大，魚苗過多時引起魚苗外濺跳出引起的誤差。整個計數(shù)裝置由進(jìn)水口、隔板、閘門、分流出水口、紅外線計數(shù)器、防護(hù)罩和出料槽組成。打包裝置和計數(shù)裝置中間由傳送裝置進(jìn)行傳遞，傳送裝置主要由承接器和傳送帶組成（見圖3、圖4），起到一個樞紐的作用。如圖5所示，打包裝置由電機、升降架柱、充氧控制箱、腳輪等組成，可以通過調(diào)節(jié)升降架柱和充氧控制箱來進(jìn)行充氧、打包。

圖1 全自動點苗包裝器整體圖

圖2 計數(shù)器裝置細(xì)節(jié)圖

圖3 計數(shù)出口與承接器銜接處效果圖

圖4 傳送帶與計數(shù)器銜接部俯視圖

圖5 打包裝置效果圖

2 工作原理

本裝置主要是結(jié)合了信息技術(shù)，將紅外線計數(shù)器應(yīng)用到自動點苗分裝器裝置上。在操作時，進(jìn)水口先進(jìn)水，進(jìn)水后由于魚苗具有趨流性，都往水流一端游動。根據(jù)不同魚類的生長特征，利用流體力學(xué)中的伯努利原理[5]（Bernnoulli principle），通過控制進(jìn)水口管的高度和管徑的大小調(diào)節(jié)最佳流速。根據(jù)實際需要的魚苗規(guī)格來安置不同孔徑的隔板，這樣做會使魚苗的大小和重量集中在一定的范圍內(nèi)，提高所需魚苗的質(zhì)量。當(dāng)魚苗進(jìn)入到分流出水口時，出水口處有一個閘門控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)是運用了信息技術(shù)的手段設(shè)計的自動化程序，結(jié)合后方的點苗系統(tǒng)一起工作。點苗系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于其中有一個紅外線計數(shù)器，利用紅外線感應(yīng)原理，當(dāng)魚苗頭部通過計數(shù)器時即算計數(shù)成功。魚苗從分流口出來時，由于分流作用，使得魚苗井然有序的游動通過紅外線計數(shù)器，開始不斷計數(shù)。當(dāng)計數(shù)到達(dá)一定范圍時，就會向閘門電機發(fā)送信號，驅(qū)動閘門關(guān)閉。當(dāng)閘門完全關(guān)閉時，最后的計數(shù)即游出魚苗的數(shù)量。這個過程中，游出魚苗通過坡度的出料槽流入到承接器中。承接器通過傳送帶傳遞到打包器中進(jìn)行充氧、打包，完成自動化苗的計數(shù)和打包過程。如若想繼續(xù)計數(shù)，可按下閘門的開關(guān)或者在計數(shù)前，調(diào)節(jié)程序，設(shè)計前后兩個計數(shù)時間間隔。

整個過程可以根據(jù)魚苗種類的不同進(jìn)行自主調(diào)節(jié)流速，過程中能夠更好地保護(hù)魚苗，更精準(zhǔn)地進(jìn)行計數(shù)，與此同時還提高了工作效率，成功地將水產(chǎn)技術(shù)工作者從繁重的體力勞動中解放出來，從而實現(xiàn)魚苗計數(shù)的規(guī)范化、現(xiàn)代化。

3 裝置優(yōu)點

（1）該裝置更精準(zhǔn)。從信息技術(shù)的角度出發(fā)，利用紅外線感應(yīng)原理，加入了紅外線計數(shù)器，用科學(xué)的角度進(jìn)行計數(shù)，使得結(jié)果更加的精準(zhǔn)。

（2）該裝置更省力。整個過程不需要人工進(jìn)行計數(shù)，節(jié)約了時間，解放了勞動力。

（3）該裝置更一體化。通過計數(shù)裝置、傳送裝置和打包裝置一體化結(jié)合，使得整個過程更加緊湊，安全環(huán)保可持續(xù)。

（4）更有利于魚苗的正常生長。在使用自動點苗分裝器裝置時可以減少對魚苗造成的機械損傷，減小病原感染的機率。

（5）該裝置使用范圍更廣泛。利用進(jìn)水口的位置、孔徑的大小和隔板的形狀、大小來調(diào)節(jié)流速，可以滿足不同魚體對水流和氧氣的需求，更具有推廣性。

（6）該裝置便攜、可移動。傳送裝置和打包器裝置都可以進(jìn)行折疊，方便攜帶，裝置部分都裝有腳輪，使得儀器在使用過程中可以自由移動，應(yīng)用于不同區(qū)域。

4 結(jié)束語

隨著人們生活水平的提高，水產(chǎn)品的需求量也與日俱增，苗種問題發(fā)揮了越來越重要的作用。在淡水養(yǎng)殖過程中，魚苗的銷售、養(yǎng)殖池塘放養(yǎng)密度的測算及科學(xué)飼養(yǎng)管理等方面都需要對魚苗進(jìn)行計數(shù)。魚苗數(shù)量的精準(zhǔn)性和種質(zhì)的優(yōu)良性在水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)中占有相當(dāng)重要的地位。傳統(tǒng)的魚苗計數(shù)方法造成的誤差大，耗費巨大的人力、物力仍無法科學(xué)合理的對魚苗數(shù)量進(jìn)行準(zhǔn)確的計數(shù)，希望通過該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)魚苗計數(shù)的規(guī)范化操作，使得魚苗計數(shù)的過程更加科學(xué)環(huán)?？沙掷m(xù)，減輕勞動力，將水產(chǎn)技術(shù)工作者從繁重的體力勞動中解放出來。本裝置以解決實際問題的角度出發(fā)，具有一定的實用性和創(chuàng)新性，順應(yīng)當(dāng)今社會的發(fā)展趨勢，符合市場需求，具有良好的市場前景，有一定的開發(fā)價值和經(jīng)濟(jì)效益。目前已完成專利的申請工作。

[1]王碩，范良忠，劉鷹，等.基于計算機視覺的大菱鲆魚苗計數(shù)方法研究[J].漁業(yè)現(xiàn)代化，2015，42（1）：16-19．

[2]曹廣斌，蔣樹義，韓世成，等.工廠化水產(chǎn)養(yǎng)殖中的自動控制技術(shù)[J].水產(chǎn)學(xué)雜志，2011，1（24）：60-64.

[3]沈偉，楊翠容，李世忠.人工水產(chǎn)養(yǎng)殖單片機實時檢測與控制系統(tǒng)研究[J].計算機測量與控制，2009，1（17）：11-13.

[4]王挺洲.多功能水產(chǎn)養(yǎng)殖塘控制系統(tǒng)的研究[D].寧波：寧波大學(xué)，2014.

[5]何運兵，蘭善紅.淺析伯努利方程的應(yīng)用[J].山東化工，2015，11（44）：81-82.

Study on Automatic Point Seedling Device

WU Cong-di，JIANG Ying-ying，XU Can，LAN Yan-yue，JIN Shi-rong，HAN-Ren-lin-yun
（College of Fisheries and Life Sciences，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

Automatic point seedling dispenser is designed according to the Information technology（automic control principle）.It is a simple device made by applying an infrared counter to the fry count.Using the fish flow characteristics，combined with infrared and other advanced technology to carry out accurate counting.Then the use of packager is for automatic packaging.The conveyor device is connected to the counting device and the packing device. The whole device can improve the accuracy of the number of fry and survival rate，greatly liberate the labor force.

automatic point seedling dispenser；information technology（automic control principle）；convergent；infrared counter

TB486

A

1672-545X（2017）03-0169-03

2016-12-26

吳叢迪（1994-），男，黑龍江人，碩士研究生，研究方向為魚類增養(yǎng)殖學(xué)。