回转式活鱼分级与计数设备的设计与试验

渔业现代化

FISHERY MODERNIEATIEN

第46卷第4期2019年8月

Vol. 46 No ­

Aug. 2019

DOI ： 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. cn

50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 device

1.2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 grading

2.1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 CAM

motion