回转式活鱼分级与计数设备的设计与试验
我国鱼获设备及分级系统的研究
我国鱼获设备及分级系统的研究作者：程洪波胡健赵玲莉徐跃銮来源：《科技资讯》2018年第32期摘要：自动化鱼获设备及分级系统是规模化、工厂化养殖的重要工具，本文通过国内为现状和发展趋势进行研究，提出了自动连续鱼获技术、鱼类自动分拣输送技术、鱼体无损输送技术，实现自动化连续吸鱼以及渔获后的自动化分拣，提高了分拣效率，使得小规格鱼获能够迅速返塘养殖，减少鱼的应激性反应，提高成活率。
本文对我国鱼获设备及分级系统做了分析。
关键词：鱼获自动化无损分级中图分类号：S226 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）11（b）-0087-021 国内外现状、水平和发展趋势随着渔业行业的快速兴起，水产养殖已经从最开始的普通池塘养殖发展到现在的多元化养殖模式，工厂化养鱼池、家庭庭院水池、河渠水库等方式被广泛运用，我国已有将近5000万m2（2017年中国渔业统计年鉴）的池塘养殖面积被大幅度开发用于水产养殖。
截止到目前为止，我国水产养殖产量已达到4300万t左右，水产总产量已超过7000万t。
国外吸鱼机的研制开始于20世纪50年代，由于对鱼获机械的研究较早，目前已经形成了较为完善产品体系。
目前实力较强的主要有美国的ETI公司：研发的Transvac系统具备柔性（顶部）进口和出口，采用ETI专利技术，入口单向阀在抽吸循环过程中不受鱼类干扰，能迅速开关；冰岛的VAKI公司：研发的Heathro吸虾泵在传输时对虾体压迫少，可在进口和出口配置不同尺寸的软管供水下使用。
日本的松板制作所：研发的Z型活鱼移送泵，对泵体内壁进行全面研磨加工特殊处理以降低损伤率。
国内部分高校和科研单位从2000年起相继进行了网箱活鱼起捕机的研究。
经过数十年的发展，技术上取得了很大的进步，目前具有较强研发能力的有中国水产科学研究院南海水产研究所、舟山海洋科技有限公司、中国水科院黄海水产研究所等。
但是与国外较为完善产品体系相比，仍有差距。
因此，目前国内外都在致力于鱼获过程的自动化、智能化研究，在满足市场降低起获劳动强度的同时提高起获效率及后续自动分级返塘的生产需求。
养殖鱼规格分级设备试验研究
要 ： 大型抗风浪深水网箱养殖是我国近年来新兴的一种养殖方式。研制鱼规格 自动分级设备， 缩短
分级时 间， 降低鱼死亡数量和工人劳动强度 ， 对促 进大 型抗风浪深 水 网箱养 殖健 康发展 有现 实意义 。本 文报道 了 棱 台形箱体式鱼规格 自动分级设备 的研 制过程及在大型抗风浪深水 网箱 内开展 的验证试验 与操作技术研 究结果 。 研究结果 表明 ： 分离格栅平面倾角为 ４ 。 ， 的分级效率最高 ， ９ ． ％ ； ５时 鱼 达 ３ ３ 最适宜格栅 间距与鱼体宽度呈显著正相 关 ， 由鱼体宽度 的生物学测定结果决定 ， 殖品种为真鲷 、 可 养 分级 目标规格 为 ５０ ０ ｇ时 ， 最适宜格栅 间距为 ３ ｒ 目 ４ ｍ， ａ 标 规格 为 ３ ０ ５ ｇ时 ， 最适宜间距 为 ３ ｍ １ ｍ。试验 表明 ： 台形箱体式 鱼分 级设 备能 保证 网箱 内的所有鱼 都进入分 级 棱 设备 ； 分级 作业过程中格栅平面倾 角稳 定在 ４ 。 ５ 附近 ； 于 目标规格 的鱼 的平均 分级率为 ８ ． ５ ， 低 ８４ ％ 大于 目标规格的 鱼 的平均逃逸率为 ２５ ３ ， ．８ ％ 分级效率 高 ； 设备轻便 、 搬移容易 ， ５—６人可 完成 分级作 业。另外 ， 通过更换格 栅平面 调整格栅 间距 ， 可实现不同规格 或不同养殖品种 的分级 作业 。
４ 与 分级设 备 的 网笼 网 口面积直接决定着分级操 作时间 ， 同时也影响到分级设备的整体尺寸 ， 影
响操作的简易性。因此 ， 我们在参考英国 Ｇａ． ｒ ｄ
ｈ ｓ ｍ 公司分级三文鱼 的经验后… ， ａＳ ｔ ｓ ｇ ｙｅ 根据 目前福建省大型抗风浪 网箱养殖实 际放养的鱼 数量和操作需要 ， 设计棱 台形分级设备的格栅
一种基于计算机视觉的活鱼自动计数系统[发明专利]
![一种基于计算机视觉的活鱼自动计数系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a54abfdf112de2bd960590c69ec3d5bbfd0adae2.png)
(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510437308.7(22)申请日 2015.07.11G06M 11/00(2006.01)G06T 7/00(2006.01)A01K 61/00(2006.01)(71)申请人浙江大学宁波理工学院地址315100 浙江省宁波市高教园区钱湖南路1号(72)发明人范良忠(54)发明名称一种基于计算机视觉的活鱼自动计数系统(57)摘要本发明涉及一种基于计算机视觉的活鱼自动计数系统，包括鱼道，设置在该鱼道一侧且连通的滤水箱，滤水箱的底部设有滤水部件，滤水箱通过快速接头与外界的吸鱼泵、分鱼机连接；鱼道倾斜设置，在鱼道的底部设有摄像系统，鱼道的顶部设有照明系统，摄像系统和照明系统与计算机的嵌入式处理单元、LED 触摸屏运行基于视频分析的数鱼软件连接。
能够对流经检测区的活鱼进行视频分析来实现快速、准确、自动计数，使水产养殖业能自动、高效、精准、无应激地对活鱼计数，提升水产养殖自动化水平。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图2页(10)申请公布号CN 104966122 A (43)申请公布日2015.10.07C N 104966122A1.一种基于计算机视觉的活鱼自动计数系统，包括鱼道，设置在该鱼道一侧且连通的滤水箱，其特征在于，所述滤水箱的底部设有滤水部件，滤水箱通过快速接头与外界的吸鱼泵、分鱼机连接；所述鱼道倾斜设置，在鱼道的底部设有摄像系统，鱼道的顶部设有照明系统，摄像系统和照明系统与嵌入式处理单元、LED触摸屏运行基于视频分析的数鱼软件连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的活鱼自动计数系统，其特征在于，所述滤水部件包括设置在滤水箱底部的滤水网以及设置在滤水网下方的排水口。
3.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的活鱼自动计数系统，其特征在于，所述摄像系统为工业相机，所述照明系统包括设置在鱼道底部的LED灯箱以及密封在LED灯箱上与鱼道底部接触处的透光板。
导向式活鱼分级装置设计及试验
导向式活鱼分级装置设计及试验王志勇;徐志强;邹海生【期刊名称】《渔业现代化》【年(卷),期】2024(51)3【摘要】鱼类养殖过程中的大小分级有利于生长管理和饲料控制,提高养殖效益。
针对目前国内活鱼分级劳动强度大、效率低等问题,设计了一种导向式活鱼分级装置,介绍了该分级装置的结构组成及工作原理,并对鱼体输送机构进行力学分析和参数设计。
基于鱼类体质量和体型参数关系,测定了试验鲫鱼形态数据,并运用幂函数拟合方法得到鲫鱼体厚与体质量关系方程,作为分级通道间距设定依据。
分级时通过调节分级通道两侧导鱼板之间的间距,设定分级通道适合待分级鱼的规格要求,利用鱼的体厚,通过分级通道实现分级。
开展了活鱼分级性能试验,分级鱼体质量范围为0.14~0.33 kg,鱼体厚度范围为30~39 mm,并对进鱼输送速度为0.15、0.20、0.25 m/s三种条件下分别进行分级测试和效果分析。
试验结果显示,在正常条件下分级准确率可以达到90%以上,合适的输送速度和分级通道间距设定效率更高。
研究表明,该导向式分级装置能够快速、准确地对活鱼进行分级,提高养殖过程机械化作业效率。
【总页数】7页(P1-7)【作者】王志勇;徐志强;邹海生【作者单位】中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所;农业农村部远洋渔船与装备重点实验室【正文语种】中文【中图分类】S973.9;TH122【相关文献】1.滚筒栅条式红枣分级装置优化设计与试验2.水稻气力式排种器导向型搅种装置的设计与试验3.回转式活鱼分级与计数设备的设计与试验4.基于ADAMS软件的回转式活鱼分级装置改进及运动仿真分析5.导向伸缩式残膜捡拾装置设计与试验因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种数控鱼类自动化分级机[实用新型专利]
![一种数控鱼类自动化分级机[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/ef208248b0717fd5370cdccd.png)
专利名称：一种数控鱼类自动化分级机专利类型：实用新型专利
发明人：李军,李祥,李忠,邹公明,曾敏申请号：CN201520022169.7
申请日：20150108
公开号：CN204470128U
公开日：
20150715
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种数控鱼类自动化分级机，含有机架、分级出料口、固定座、花键轴、拨叉座、主动齿轮、I位主动齿轮、II位主动齿轮、主动花键轴、带座轴承、伺服电机、被动齿轮、I位被动齿轮、II位被动齿轮、丝杆轴、进料斗、带座调心轴承、滚筒、中位安装座、左旋螺纹、右旋螺纹、中位线，采用PLC数控位移及机械原理设计而成，通过伺服电机、等差传动比的齿轮传动控制辊筒两边带座离心轴承沿花键轴等距移动，达到设定的辊筒间距，实现不同品种的鱼类分级和差不多大小鱼类的精细分级。
该机设计先进，自动化程度高，提高了生产效率，数控调距简单快捷，调节范围大而精确，适用多种鱼类分级和鱼类精细分级，解决了由人工分类鱼的品种大小的历史。
申请人：盐城市海王冷冻食品有限公司
地址：224022 江苏省盐城市盐都区大纵湖镇潘大路
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。
山东省海洋水产研究所研制成鱼苗自动计数器
山东省海洋水产研究所研制成鱼苗自动计数器
滕世友
【期刊名称】《中国水产》
【年(卷),期】1986(000)011
【摘要】近年来，水产养殖业的迅速发展，对鱼苗计数技术的现代化，提出了越来越迫切的要求。
为了适应这一需要，山东省海洋水产研究所于1985年把研制“鱼苗光电计数器”纳入所科研计划。
通过调查研究、方案论证、采用新元件材料和室内模拟试验后，制做了样机。
今年7月15～16日两天，在文登县淡水养殖试验场进行了现场鱼苗计数。
被计数的鱼苗为15～25毫米的尼罗罗非鱼仔鱼，计数五次，相对误差平均4．2％。
【总页数】1页(P24)
【作者】滕世友
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】S962
【相关文献】
1.山东省海洋水产研究所积极开展渔业电子研究 [J], 滕世友;张锡佳
2.探索对虾奥秘的人——记山东省海洋水产研究所副研究员韩光祖 [J], 刘元林
3.日本研制成鱼苗计数器 [J], 晨光
4.国内首条全自动激光拼焊生产线在沈阳自动化研究所研制成功 [J],
5.山东省海洋水产研究所完成了“浅海滩涂文蛤规模化养殖技术研究”项目 [J], 俞讯
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
渔业现代化FISHERY MODERNIEATIEN第46卷第4期2019年8月Vol. 46 No Aug. 2019DOI ： 10. 3969/j. issn. 1007-9580. 2019. 04. 008回转式活鱼分级与计数设备的设计与试验洪 扬1，朱m 1，江 涛1，徐宏治2,陈晓龙1，倪 琦1(1中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海200092；2上海海洋大学工程学院，上海201306)摘要：为解决工厂化养殖水池中存在鱼苗精准化分级筛选和计数机械装备欠缺的问题,设计了 一种用于活鱼幼苗分级和计数的回转式活鱼分级计数设备。
通过吸鱼泵将鱼从待分级养殖池塘中抽吸到回转式活鱼分级计数装置，首先将鱼苗分级成3种规格，再通过管道内的计数装置统计各规格鱼苗个数，然后将不同规格的鱼苗放入各自养殖池塘中。
分级规格参数可通过触摸控制面板调节。
按照鱼体背部宽度分级，可分级的活鱼为背宽1 ~30 mm ,精度1 mm ;分级装置安装有变频电机，通过触摸屏可调节回转装置转速，调节范围6 - 15 r/min 。
选用虹鱒鱼进行试验，鱼背宽度9 ~26 mm 。
结果显示：当转速为8 r/min 时，最大偏差2 mm ;分级产量为9 600~14400条/h ,分级误差率4.4% -5.5%，计数误差率2.5% -4.5%。
该装置可较好地满足工 厂化养殖水池活鱼同时分级和计数的要求！关键词：工厂化养殖；活鱼分级;活鱼计数；自动控制；养殖机械中图分类号:S969.31 文献标志码:A 文章编号:1007-9580(2019)04-51-06随着中国集约化水产养殖工程技术的迅猛发 展,水产养殖产业正朝着精细化的方向不断发 展［1-3］+在水产养殖过程中,鱼群内优势大的个体 对小个体的生长会产生不利影响，其影响机制主要包括残食［4-6-.食物竞争⑺等问题。
鱼类的分级筛选可以避免种内竞争带来的不利影响，提高鱼体存活率。
国内现阶段对鱼类分级所做的研究还不是很充分，手工操作不仅费时、费力，而且由于鱼类转 移速度缓慢以及操作过程中对鱼体的损伤和对鱼 群的惊吓等，还会带来较高的死亡率，且无法做到对鱼苗精准快速的分级［8］+国外水产养殖过程中利用栅格间隙大小来控制鱼类分级⑼，这类分级装置较为笨重，又多是刚性连接，易造成鱼体损伤。
王志勇等，10-设计的鱼类重量自动分级装置采用水平式调节辐间距模式筛选幼鱼，虽然实现了自动化代替人工筛选，但存在着导致鱼脱水、易受机械损 伤等缺陷。
其次在计数过程中，传统的计数方法以人工肉眼的方法计数，存在误差大、效率低、劳动强 度大等缺点［11］+随着图像处理技术的快速发展，计算机视觉技术可大大提高水产养殖生产和自动化水平。
目前，已有研究人员利用端点细化算 法［12'13］、神经网络叶15-、四邻域标记皿、灰度图 像分析［17-18］、曲线演化法［19］等方法对生物幼苗进行计数，但现有的图像采集中存在鱼的分布随意性、不均匀性和重叠性、技术处理复杂、价格高昂等 问题,20「21-。
在分析现有活鱼分级设备特点的基础上，结 合活鱼的生理特性,设计了回转式活鱼分级计数设备，并搭建试验平台，依托工厂化养殖水池，通 过现场试验，分析影响鱼体分级和计数的因素，为活鱼精准分级设备的研发提供依据。
1结构与工作原理1 -1设备结构回转式活鱼分级及计数设备试验样机结构如图1所示，其主要由计数装置、机架、活鱼分级回转装置、凸轮装置、变频电机、凸轮调节装置、接鱼漏斗、喷淋水等装置组成。
其中活鱼分级回转装收稿日期：2019-02-11基金项目：中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所基本科研业务费资助(2017LKY046)；国家海水鱼产业技术体系养殖设施与装备岗位(CARS-47-G20)作者简介:洪扬(1991 —)，男，研究实习员，研究方向：海洋渔业装备结构+ E-mail : hongyang@ fmiri. sc. cn通信作者:江涛(1969—)，男，研究员，研究方向：海洋渔业装备及工程的研究与开发+ E-mail ：jiangtao@ fmiri. sc. cn50渔业现代化2019年置由变频电机驱动，该装置由16个单元组成，个单元之互独立，时苗产生大量堆积，影响果。
整机可将活苗按大小3个规格等级，每个位可根据实际生产需要自节。
计模块将分级后的鱼苗进行计，方便养殖作为参考。
计数凸轮调凸轮变频喷淋水接鱼活鱼分级装置节装置机架製置电机装置漏斗回转装置图1回转式活鱼分级及计数装置样机结构图Fig.1Prototype structure of rotara live fish grading and counting device1.2工作原理作业时，将整机与真空泵连接，通过泵将鱼苗从待养殖池中上来，进入单元+回机构带单元旋转，同时，喷淋水装置苗供水，苗脱水伤。
单小由角度控制，单上的立柱上的节装置时，旋一定角度，单形成一小，宽区间范围内的鱼苗落入接，单旋，3调节后，单口达到最大，里面的鱼苗均落入的接中。
，苗通过管道进入各自计数通道，和计，返回养殖水池。
2关键部件设计及参数确定单元如图2所示。
固定轴不能转，体内嵌入轴承，外端入旋尼器，与固定轴配合，具有主现有姿态的+回位弹簧在分级单元闭合时对旋转门进行助回位。
Fig.2Unit of live fish grading2.1凸轮运动分析结构调节原理如图3所示，每个单元在一个旋转周期需要进行4宽节,通节装置预先，区1~30mm o前3节，将单元中待分苗依次按大小分级，第4节回位，分级单元门关闭，分级单元进鱼，一周期。
•调节前凸轮傥置$调节后凸轮位置第四次调节回位凸轮运动调节方向第一次调节第三次调节第二次调节凸轮调节装置图3凸轮运动示意图Fig.3Diagram of CAMmotion第4期洪扬等：回转式活鱼分级与计数设备的设计与试验512.2凸轮机构设由上回装置工作原理的分析可知，机构的参计精准性影响较大，单小通角控制。
采析法设计线，本思路是:根据单要求，设计合理的压力角，旋的最大位移；选择合适的规律，机构基本参数;根据机构基本参数和方程，要的线。
2.2.1凸轮机构运动角及最大位移确定在江苏某养殖试验基地，测量苗龄1年以内的，苗宽10-25mm，将宽以内的鱼苗进行，同时有超过极限值的鱼苗,需要留有设计+根据养殖经验，分最宽不超过30mm+现极端况，单最小于极限宽，本计单元最30mm o予形角以及产生的压力，连杆下压与线一定角度+通计连杆起始位置与水平夹角为60。
时，连杆受力较小。
，计机构最角为2"/3。
2.2.2凸轮运动规律选择及基本参数确定由要根据实际生产需要进行设，便精度的自节，节装置滑动模组螺距要求，连杆下压某一+后，旋一角度")，连杆下压的竖与旋一角半径的差值(, -,)线关系，根据实际需要,构造式(1)函关系，旋小关系如图4所示。
•二Zsina一#in(a(2$/3$$-2$/3)■5=,-,(1)h i=nd：(o=4)+=kh(k=0，1，2，3,…)式中节压板带连杆向，动垂，mm；a连杆起始位置角度，(。
)；"向所角度，(°)；#连杆，mm;5,为旋"角度时小，mm;,线起始点半径，mm; ,线半径，mm;h单位长，这里取1mm。
图4凸轮工作段运动轨迹分析Fig.4Analysis of the motion path of CAM working section2.2.3凸轮连杆长度选取根据节滑动模组的螺距、旋角度等因素，连杆下压4"/3后，达120mm，连杆顶端心距离1=90mm o由连杆顶端压力作用，需要连杆进行[18]+将连杆部分视，其最：I7I$[7(4)式中：7：，mm;p为杆顶端压力,p= 12N;#连杆顶端心，mm; E为弹性模量，其中E=E^=2.06X105N/mm3，/为圆形连杆的截面惯性矩，/==6r(d=6mm); [I为许最，mm。
计:I7I= 0.45mm,因此，选S=90mm符合要求。
2.2.4凸轮基圆半径及压力角设计凸轮连杆滚轮处下压距离为+,通过公式(1)公式(6)。
式中：+连杆处下压，mm;S为杆，mm;a位置时连杆与水平准线所成角度,(°);"为杆与水平方向角，(°。
52渔业现代化2019年根据文献［22-23］凸轮轮廓线方程以及凸轮压力角计算公式得出公式(刀：■%(i)=(54-s0)sin^8-+y(0=(s+s(,)cos0［-ecoe/3；-So=Jr h-e2(6)舉-e)a=arctan血学I$0+$丿式中:$为滚轮第i次步进的推程,mm；s。
为基圆圆心与滚轮和凸轮接触点的垂直距离,mm；①为基圆半径,mm；e为偏心距,mm,此处为0；“为符号系数，左偏置时4=1，右偏置时"=-1；由于此凸轮运动轨迹是根据实际工作需要所设计，由Matlah根据凸轮轮廓曲线方程进行编程,编程实现功能:输入基圆半径％,推程加偏心距e,输出凸轮轮廓线，轮廓线上各点坐标x(0, y(i)及其压力角f(i)。
根据Matlab计算,当基圆半径r(,W42mm时，凸轮最大压力角＜30。
，因此,凸轮基圆半径选42mm可满足要求，此时凸轮轮廓线如图5所示。
图5Matlab计算下的凸轮轮廓曲线Fig.5Matlab calculation of the CAM contour curve 15计数装置设计在输送管道中放置光学计数装置(图6)。
计数装置分为平流装置和光栅计数装置，在透明的亚克力板上方安装光栅尺,下方安装光源接收器,每个输送管道分成两个较窄通道，以便使鱼单一通过,光栅计数器给通过的鱼苗进行计数，数据通过主控屏幕显示各分级管道内鱼苗个数,其计数流程见图7。
图6计数装置Fig.6Counting device图7计数流程图Fig.7Counting flow chart3分级试验3.1试验方法试验材料为养殖池中鱼龄为1年以内的虹鱒,从养殖水池内捞出放入暂养桶中。
该装置使用变频器调整回转分级机转速,使用水泵，通过分布在分级机支架上的水管给分级装置均匀洒水,防止鱼苗脱水，增加分级通道润滑。
将鱼苗放置滑道中,通过滑道进入分级格栅，回转一周,按照鱼背厚度进行分级,分级后的鱼苗通过不同的通道进入分级回鱼管道，并通过计数装置,试验结束后测量每级鱼苗的背宽,统计每条通道中鱼体个数。
计数误差率和分级误差率所用公式如下：&=半x100%⑺第4期洪扬等：回转式活鱼分级与计数设备的设计与试验53(2=)X100%(8)式中：(为计数误差率;)为未检测到的鱼数量,条;(2为分级误差率,％；#2为未检测到的鱼数量，条;D为实际总条数，条。