一種蟹籠漁船的冰凍餌料切碎裝置設計研究

陳勇， 賈森君， 鄭雄勝

（1.浙江海洋大學 船舶與機電工程學院，浙江 舟山316000；2.舟山市知創(chuàng)科技開發(fā)有限公司，浙江 舟山316000）

0 引 言

舟山漁場作為我國四大漁場之首，與俄羅斯的千島漁場、秘魯?shù)拿佤敐O場齊名，漁業(yè)資源相當豐富。根據(jù)2018年舟山市統(tǒng)計局網(wǎng)絡數(shù)據(jù),舟山市目前擁有漁村195個，漁業(yè)人口達194 166人，擁有漁船達7333艘，蟹類捕撈總量達174 773 萬t之多[1]。

近年來隨著人們對海鮮的需求量不斷增加，消費市場不斷擴大，蟹籠漁船的數(shù)量不斷地增多，蟹籠漁船上使用的設備與工具也在不斷地改善。對于蟹籠捕撈作業(yè)而言，餌料的有效使用在螃蟹捕撈過程中起著至關重要的作用。我國目前大部分的蟹籠漁船使用的餌料均是冰凍冷藏而且都是成塊的，餌料的切碎也都是通過手工來完成的（如圖1所示）。冰凍餌料的切碎對于人工來說工作量太大，工人需要首先將冰凍的餌料塊用力敲碎，然后再用刀具一塊一塊地進行切碎，整個過程工人的勞動強度高、效率低，同時也不能保證餌料切碎的均勻性，在一定程度上降低了餌料的使用效率和蟹籠漁船整體的經(jīng)濟效益。對此，有必要設計一種冰凍餌料的切碎裝置，來降低蟹籠漁船工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。

圖1 蟹籠漁船的人工切餌料圖

1 蟹籠捕撈作業(yè)流程

1.1 蟹籠捕撈作業(yè)概況

圖2 蟹籠捕撈作業(yè)流程

我國的蟹籠捕撈作業(yè)發(fā)展于20世紀80年代，發(fā)展到現(xiàn)在其捕撈技術已經(jīng)比較成熟，目前蟹籠漁船捕撈的主要流程如圖2所示。一艘中等規(guī)模的蟹籠漁船能攜帶三四千只蟹籠，蟹籠的投放和起拔基本采用機械裝置來完成，放籠和起籠時間大大縮短，很大程度上減輕了工人的勞動強度，提高了捕撈的效率和效益。但是在捕撈過程中的餌料的裝填、螃蟹的捆綁和分級等諸多環(huán)節(jié)基本采用人工來完成，這在一定程度上制約了蟹籠漁船的捕撈效率。下面主要對蟹籠捕撈流程中與餌料裝填的放籠和起籠環(huán)節(jié)作以簡單介紹。

1.2 蟹籠捕撈放籠流程

圖3 蟹籠放籠流程圖

蟹籠捕撈放籠流程如圖3所示，籠捕餌料以鮮度較好的青魚和梅魚為主，目前蟹籠漁船上使用的這些餌料都是冰凍成塊冷藏的。人工通過將冰凍的餌料塊敲碎，然后一刀一刀切成塊狀，最后塞進餌料盒。塞好餌料的餌料盒人工放進蟹籠內(nèi)，然后再將蟹籠繩扎鉤，最后將裝好餌料的蟹籠放進放籠槽內(nèi)等待入水。人工將浮標和定位錨放好后，蟹籠漁船開動后蟹籠才按照放籠路線依次被放入水中進行誘捕。蟹籠漁船的放籠也有一定的技術要求，假如蟹籠漁船以南北方向來回放籠，放籠速度要求以8 n mile/ h最佳，放籠間距要求每行500只為最佳，籠子與籠子之間的間隔要求為9 m，這樣算來大約需要放置4500 m，每槽為4行，控制在2000只蟹籠，同時行與行之間轉(zhuǎn)彎處放置40只為最佳，大約需要360 m。

1.3 蟹籠捕撈起籠程序

蟹籠捕撈起籠流程如圖4所示，蟹籠漁船將蟹籠放入海底后一般需要等待10 h后再進行起拔，這樣籠捕效果最好。蟹籠起拔要求船以3～4 n mile/h速度向起籠方向前進。手工將連著浮子的蟹籠、線、蟹籠脫進行分離，銅繩進入滑輪開始起拔蟹籠，人工在流水線上倒出籠中的蟹，然后將蟹籠送至輸送帶，運送到固定的堆放點等待下次使用。同時蟹籠繩也被引入排敷機，排敷機自動將鋼繩排放均勻后等待下一次的使用[2]。

圖4 蟹籠起籠流程圖

2 蟹籠漁船餌料的使用與存在的問題

2.1 餌料

餌料簡言之就是魚類及其他水生物的食物，用于喂養(yǎng)或者誘捕，就捕蟹而言，餌料則是一種誘餌。對籠捕作業(yè)來說，餌料的選擇將對其漁業(yè)捕撈效果產(chǎn)生直接的影響。根據(jù)蟹的覓食習性，餌料需滿足腥味大、肉質(zhì)堅硬、光澤度好、材質(zhì)新鮮的要求。目前蟹籠漁船上主要使用的餌料一般為冰凍的小青魚。青魚屬硬骨魚綱，鯉科，體亞圓筒形，肉質(zhì)堅硬，光澤度好，而且腥味重，非常適合作為捕蟹的餌料。蟹籠漁船常用的青魚個頭一般較小，而且都是統(tǒng)一包裝好的冰凍餌料塊，使用成本較低[3]。

2.2 餌料使用存在的問題

餌料使用存在的問題如圖5所示，目前絕大部分蟹籠漁船上使用的都是包裝好的冰凍餌料，而且這些餌料都是成塊的，在使用之前工人們需要首先將冰凍餌料塊用力敲碎，然后再使用刀具一刀一刀地進行切碎，最后被切碎的餌料再通過人工裝入餌料盒放進蟹籠即可用于誘捕。在整個餌料的使用過程中冰凍餌料塊的破碎與切碎存在一定的難度，而且耗時耗力，效率不高，餌料利用率也相對比較低。因此，很有必要在餌料切碎和裝填實現(xiàn)機械化來代替人工進行操作。

圖5 蟹籠漁船餌料使用過程與問題簡圖

3 冰凍餌料切碎裝置設計

圖6 冰凍餌料切碎裝置三維結構圖

本文設計的冰凍餌料切碎裝置（如圖6所示）主要有冰凍餌料破碎部分[4]（如圖7所示）和冰凍餌料切碎部分（如圖8所示）兩部分結構組成。該裝置在設計時吸取并創(chuàng)新了剪切式與鄂式破碎機的原理，并且整體采用手動動力輸出代替電能與柴油機來解決蟹籠漁船上能源使用緊張的局面。冰凍餌料塊通過上料道投入破碎機4內(nèi)，工人操作手輪1進行動力輸入，輸入的動力一路通過V帶3傳遞給破碎機4進行餌料塊破碎，破碎的冰塊經(jīng)過濾網(wǎng)5過濾并通過下料斜坡滑下，餌料塊直接通過濾網(wǎng)5滑落到切碎機2內(nèi)，另一路動力通過大小齒輪嚙合傳遞給切碎機2的滾軸，利用滾軸上兩刀片之間的剪切力來實現(xiàn)餌料的切碎，兩個動力同時輸出，保證了整個餌料切碎的連續(xù)性。

圖7 冰凍餌料破碎部分結構圖

冰凍餌料破碎部分結構如圖7所示。主要工作過程為:蟹籠漁船工人將冰凍餌料塊從上料道5倒入破碎機內(nèi)，然后人工搖動手輪進行動力輸入，動力的輸出通過V帶與V帶輪2傳遞給偏心軸4，偏心軸轉(zhuǎn)動帶動動鄂12，動鄂與定鄂11之間進行開合從而實現(xiàn)冰凍餌料的破碎，破碎的冰塊通過濾網(wǎng)1漏下并經(jīng)過下料斜坡6直接流出，破碎后的餌料通過濾網(wǎng)1直接滑落到切碎機內(nèi)進行切碎[5]。同時，工人們也可以通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺釘8來實現(xiàn)不同大小餌料塊的破碎。由于蟹籠漁船上使用的餌料都是冰凍的，在餌料切碎前需要進行破冰，因此本文設計冰凍餌料塊破碎部分主要吸收顎式破碎機原理并進行創(chuàng)新來實現(xiàn)冰凍餌料塊的破碎。同時，由于漁船上能源使用緊張，并且為了避免環(huán)境污染和資源浪費，本裝置設計不采用電能和柴油機，而是使用手動，這樣不僅能夠滿足使用要求而且便于操作、節(jié)約能源。

冰凍餌料切碎結構如圖8（a）所示。餌料的切碎部分采用剪切式破碎機的原理并進行創(chuàng)新，將傳統(tǒng)的刀具手切改為機械滾切，冰凍的餌料通過破碎機破碎后通過濾網(wǎng)直接滑落到切碎機內(nèi)，此時人工搖動手輪1，動力通過兩個相互嚙合的齒輪9傳遞給滾軸3，兩滾軸上的刀片與刀片之間產(chǎn)生的剪切力將餌料切碎并流下，而且通過控制刀片與刀片之間的距離A可以調(diào)節(jié)餌料切碎的大小[6],如圖8（b）所示。最后，切碎的餌料人工裝入餌料盒并投入蟹籠進行誘捕。

圖8 冰凍餌料切碎部分結構圖

4 結 論

文中設計的冰凍餌料切碎裝置吸取并創(chuàng)新了剪切式與鄂式破碎機的原理，改變了蟹籠漁船上傳統(tǒng)的手工刀切餌料的方式，實現(xiàn)了冰凍餌料塊的機械式切碎，裝置結構設計簡單，使用方便，適用性強，采用人工動力輸出節(jié)約了能源。同時，本裝置的采用不僅降低了蟹籠漁船工人的勞動強度，而且提高了餌料切碎的效率和餌料的利用率，同時也給蟹籠漁船增加了一定的經(jīng)濟效益。