海上网箱养殖自动投饵器的研制

摘要

随着人类对动物蛋白的需求不断提高，以海洋捕捞为主体的世界渔业正逐步向养殖业转变，海水养殖成为养殖水产品供应的主要途径。投饵是水产养殖过程中的重要作业步骤，我国海水网箱养殖中投饵作业大部分还是依靠人力进行手动投饵，自动投饵技术的研究相对滞后，自动化水平较低，制约了我国海水网箱养殖的发展。针对以上问题，研制了海上网箱养殖自动投饵器，该设备通过作业船上自带柴油机提供动力，可以选择投放颗粒饵料或者鲜杂鱼饵料，实现海上网箱水产养殖投饵作业机械化，便利化。主要研究工作如下：
　　（1）确定海上网箱养殖自动投饵器的总体方案。海上网箱养殖自动投饵器主要由动力系统、机械作业系统、控制系统和机箱组成。整体设备安装在作业船上，动力来自于作业船上柴油机，可以随着作业船移动作业，提高了设备的机动性、灵活性和实用性。
　　（2）设计海上网箱养殖自动投饵器机械部分。对动力系统、机械作业系统等主要部件进行理论分析与计算，选定合适的罗茨风机和手动离合器，确定输送管道的铺设路径、直径和长度；根据两种饵料的投放效率和投放总量确定料斗的外形和尺寸；利用SolidWorks软件进行机械部分仿真，对机械各部分零件进行装配无干扰检查。
　　（3）设计一种适用于颗粒饵料和鲜杂鱼饵料的输送装置。投放饵料种类可以选择鲜杂鱼饵料或者颗粒饵料，发明了异形斜四通和异形搅龙机构，该机构可以定量输送颗粒饵料或者鲜杂鱼饵料，有效解决了鲜杂鱼饵料输送过程中容易堵塞及因鲜杂鱼饵料破损而造成海水污染的问题。利用EDEM软件对饵料输送过程进行仿真与分析。
　　（4）开发海上网箱养殖自动投饵器控制系统。控制系统的主要作用是根据投饵作业要求即时调节饵料投放的速率和距离，保障饵料的投喂效率。选用AVR单片机做主控芯片，通过控制水平螺旋机构和异形搅龙机构的转速实现对投饵速率的控制。投饵速率分为0~9十个档位，档位以数码管的形式显示，随着档位的增加，投饵速率逐渐加大。
　　海上投饵作业试验表明研制的海上网箱养殖自动投饵器能够有效完成海上网箱养殖投饵作业，投饵作业效率0~19.0kg/min，投饵距离4.5~18.0m，投饵效果满足海上网箱水产养殖投饵作业要求。

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1引言

1.1研究目的与意义

1.2国内外海上投饵设备研究现状

1.3课题来源与研究内容

1.4研究方法与技术路线

1.5特色与创新

2海上网箱养殖自动投饵器总体方案设计

2.1海上网箱养殖投饵作业要求

2.2海上网箱养殖自动投饵器设计要求

2.3海上网箱养殖自动投饵器整体结构

2.4基于SoildWorks的三维建模

2.5海上网箱养殖自动投饵器工作原理

2.6设备主要性能参数

3投饵动力系统的设计

3.1投饵动力系统的组成

3.2气力计算与罗茨风机的选择

3.3手动离合器的选择

3.4带传动的计算

3.5联轴器的计算与选择

4饵料输送系统设计

4.1颗粒饵料输送机构设计

4.2鲜杂鱼饵料输送机构设计

4.3输送管道的设计

5料斗与机箱设计

5.1料斗的设计

5.2机箱的设计

6控制系统设计

6.1控制系统的组成部分及技术路线

6.2单片机控制直流电机驱动系统

6.3控制系统软件设计

7样机制作与投饵试验

7.1样机制作

7.2投饵试验

7.3试验结果及分析

7.4试验结论

8结论与展望

8.1结论

8.2展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表论文情况