鱼类疫苗自动注射机注射机理与关键机构的研究

摘要

在鱼类病害防治中，注射免疫防病技术可有效减少化学药物防治对环境造成的污染和对鱼类品质的影响。注射免疫接种法所需疫苗剂量少，疫苗剂量准确可控，并且疫苗受环境影响小，是鱼类免疫技术的理想方法。机械自动化注射接种可以提高注射作业效率、降低人工接种强度，有利于鱼苗注射接种技术的推广。本课题测量了草鱼鱼苗的几何参数和重心位置等物理特性，根据注射的要求，进行注射参数的研究，并将研究结果应用于实际疫苗自动注射机的设计中，完成了鱼苗疫苗自动注射机关键机构和控制系统的设计。结果如下：
　　1.鱼苗的重量与其几何参数无明显关联，但鱼苗的各个几何参数之间具有较大的关联性。鱼苗厚度与长度的比值约为0.17，厚度与宽度的比值约为0.72。鱼苗在腹部和背部同时受力的情况下，重心距离腹部更近，且重心离腹部的距离为总宽度的0.27～0.36。鱼苗背鳍与PVC底板的摩擦系数平均值为鱼苗腹部与PVC底板的摩擦系数平均值的0.81倍，即在分别与PVC底板的接触运动时，鱼苗背部与底板之间摩擦力较小。
　　2.对鱼苗自动导向机构进行参数研究和优化，得出结论:当自动导向机构的斜滑板倾角θ为40°，侧翻板夹角α为75°，侧翻板仰角β为70°时，鱼苗翻转效果最佳。在此条件下，鱼苗侧翻成功率为96.7％。
　　3.完成了鱼苗自动注射机关键机构的设计。主要设计包括自动导向机构、自动夹持机构、自动注射机构，实现鱼苗导向、定位、夹紧、注射和放行的连续作业。通过对草鱼基本尺寸的测量和分析，确定对应机构的尺寸，并通过三维建模检验机构运动及干涉情况。
　　4.完成了鱼苗疫苗自动注射机控制系统的设计。包括控制器和电器元件的选型，控制流程的确定和程序编写。可实现鱼苗位置检测，鱼苗自动注射等功能。
　　5.完成了鱼类疫苗自动注射系统的初步设计。注射系统包括鱼头自动导向运输机构，鱼苗自动分级机构和不同规格的疫苗自动注射机。可实现自动上鱼、鱼头自动导向、自动分拣和注射等功能。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外鱼苗接种疫苗研究动态

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 国外研究现状

1．2．4 国内外设备存在分析

1．3 主要研究内容

第二章 草鱼免疫方法和注射方式的选择

2．1 草鱼病害

2．2 草鱼免疫方法的选取

2．3 草鱼注射方式的选择

2．4 草鱼胸腔注射技术简介

第三章 草鱼鱼苗几何参数和物理特性的测量与分析

3．1 鱼苗几何参数测量和分析

3．1．1 鱼苗几何参数

3．1．2 鱼苗几何参数测量结果和分析

3．2 鱼苗物理特性的研究

3．2．1 鱼苗重心测量与结果分析

3．2．2 鱼苗摩擦系数试验测定

3．3 本章小结

第四章 鱼类疫苗自动注射机的关键机构设计

4．1 机构设计准则

4．2 主要技术特点

4．3 注射流程与整体结构

4．3．1 注射流程

4．3．2 整体结构

4．4 主要部件的机构设计

4．4．1 自动导向机构

4．4．2 自动夹持机构

4．4．3 自动注射机构

4．4．4 注射方式

4．5 气动元件的选择

4．5．1 气动元件的优点

4．5．2 气缸的选型方法和选型步骤

4．6 电器元件的选择

4．6．1 光电式传感器的选择

第五章 鱼苗疫苗自动注射机控制系统的设计

5．1 整体控制方案设计

5．2 控制系统硬件设计与实现

5．2．1 可编程逻辑控制器的介绍

5．2．2 PLC选择和输入／输出口分配

5．2．3 PLC对执行动力元件的控制

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 主要创新点

6．3 展望

参考文献

附录

作者简介

研究生在读期间取得的科研成果

获奖情况