鱼苗打标机的设计

孟仲康 冯武卫

[摘要]农业机械化是农业生产技术变革的重要组成部分，是农业现代化的重要内容，是农业生产技术进步的重要体现。随着近年来国家对农业机械化的重视，农机械化事业也迎来了一个新的机遇期。但我国农业机械化仍旧落后于发达国家，很多农业机械需要从发达国家进口。渔业也是农业的一部分，我国渔业机械更是落后于发达国家。为了方便渔民，使渔业养殖机械化，设计了一种鱼苗打标装置，能够实现鱼苗自动分类、打标。

[关键词]农业机械化;鱼苗;分类;打标

[中图分类号]S931.9[文献标识码]A

1 前言

过度捕捞是渔业资源衰退的主要因素，超强的捕捞压力使一些原已破坏的资源无法恢复，一些品种出现种群退化迹象，也使生物群落的生存空间移位，出现汛期混乱，渔获物质量朝着不利于人类利用的方向发展，许多著名的传统渔场基本消失，已经没有明显渔汛期。

目前，由于大面积的捕捞作业，野生鱼类越来越匮乏。2005年起，国际渔业组织开始号召禁止捕捞野生鱼类。为此，2010年起，我国开始试点鱼苗放养与选择性捕捞作业方式，这种作业方式需要事先对放养鱼苗进行标记，通常采用在育苗头部、鱼鳍或尾部注射磁性金属丝的方式进行标记，除了人工打标之外，自动化打标设备主要采用进口，成本较高。本文设计一种自动鱼苗打标装置，能够实现鱼苗自动分类、打标。对养殖鱼的渔民来说，选择性捕捞难度很大，必须对自己养殖的鱼苗做好标记，这样捕捞起来才方便。手工对鱼苗做标记难度很大，并且需要大量的时间，耗费人力物力。增加渔民养殖的成本。为了方便渔民给鱼做标记，选择性捕捞。促进我国农业机械化的程度，本文设计了一种自动鱼苗打标机。

2 机构设计准则

鱼苗打标机是农业装备中的一种，因此在设计时除遵循农业装备的一般设计准则的同时，还要结合鱼类的生物特性，考虑鱼苗打标机的特殊性。鱼苗打标机的机构设计准则有以下几点：

2.1 可靠性和安全性

鱼苗打标机的使用者是渔民，他们不具有专业的机械和控制相关知识，而且一般鱼苗打标在养殖场外作业，受环境影响较大，因此需要保证打标机具有高度的可靠性，生产的安全性和稳定性。

2.2 易操作性

在设计中需要考虑到使用者的实际操作能力，避免如国外复杂设备对操作者要求高的情况，尽量使鱼苗打标简单方便，以减少繁杂的技术培训。

2.3 精准性和保护操作对象

由于每个鱼苗体形尺寸不能完全一致，注射过程中容易因鱼苗尺寸的不一致性而导致注射时鱼苗不能精确定位和夹持，造成机械损伤，所以既要实现对鱼苗的精准定位和夹持，又要保护鱼苗尽量减少其受到机械损伤。

2.4 高效率

由于鱼苗的打标注射数量大，因此要有较高的打标效率，因而鱼苗打标机在生产中才具有实用价值。

2.5 经济性

农业装备的使用领域是农业，过高的价格将阻碍农业装备的推广使用。该鱼苗打标机的研制意义之一就是克服了国外相关设备价格昂贵的缺陷，以较低的生产成本满足使用者的需求。

3 体内标志技术

体内标志技术是在鱼的内部放入标志物。通常，体内标志主要是由镍、银、不锈钢皮或镀镍铁制成的，具有较高的磁导率。主要为了使标记鱼容易被电磁感应到。

3.1 被动式整合雷达标志法

被动式整合雷达标志法是使用电子电路线圈构成的一种独特的标志系统。该标志其实是一个微型的信号传播站。但是由于其没有相應的电源，必须通过励磁系统才能产生电能，标志的部位一般位于体腔。在标志结束后，标志的鱼苗至少得暂养2～3天以确保其标志依旧存在。此种标志方法的保持率较高，且大多适用于小型鱼的标志，并且该标志所产生的伤口愈合较快，不会对鱼苗产生任何伤害。

3.2 编码金属标

编码金属标是一种广泛使用的鱼苗打标方法，起源于二十世纪六十年代。它是由直径为0.25mm的带有磁性的金属丝做成。并且在其标上刻着一系列的编码，对于不同的个体可以进行分类，该方法是使用标志枪将标志注射到鱼的体内。且由于其注射的伤口较小，因此容易愈合。标志枪具有两种类型，第一种为手握标志枪，第二种为自动标志枪。前一种由于其便宜的价格和较小的体积，广泛用于小规模的标志试验。而后一种较前一种的优势在于其标志速度较快，常常用于比较大的规模标志放流试验。标志鱼的检测分为便携式检测仪监测和自动监测仪监测，便捷式检测的价位较低，但速度慢，检测比较复杂。而自动检测的过程较为简单，多为机器操作，不需要人工大量学习，但其缺点是价位较高。

3.3 分离式卫星标志放流标记

分离式卫星标记放流技术主要是根据卫星定位，并且追踪鱼类的一种标记放流方法。它由耐腐蚀的分离装置、带有天线的流线型抗环氧树脂外壳和浮置环构成，当标记与鱼体分离时，该浮环只能竖立。在其内部装有一只微处理器。可以储存多达61d 的平均水温（每小时抽样记录）。

4 整体结构设计

鱼苗打标装置的设计主要包括自动导向定位机构，自动夹持机构，机架等机构装置，因在设计时各机构应该相互协调，共同作用，确保鱼苗能够进行顺利打标。

鱼苗分级打标装置主要包括鱼苗自动分级装置，鱼苗自动导向机构，鱼苗自动夹持机构，鱼苗自动注射机构四个功能模块。且主要工作部件有机架，集鱼槽，注射箱以及漏鱼槽。且注射箱主要包括自动夹持机构和自动注射机构。集鱼槽安置在机架的最上方，通过导管连接注射箱，且在导管内含有自动导向机构，是鱼苗通过导管后使胸腔对准注射区域，确保注射位置的精确性。各个不同规模的集鱼槽前面还有一个鱼苗自动分级装设备，来确保相同金属丝注射鱼苗的尺寸大致相同。如下图1所示是去除分级装置的整体设计图，分级装置在后续会进行详细介绍。

为了确保鱼苗在此装置中接种完后的存活率，就必须确保该装置的效率性，必须使鱼苗在短时间完成接种。这就需要使各机构间的配合精密，各环节的衔接高效。各机构之间的配合如下，当鱼苗经过分级装置进入集鱼槽，通过导管内的自动导向机构，使鱼苗经过导管进入注射箱，被夹持时的状态是胸腔朝向注射针，待注射完毕，夹持机构自动松开，鱼苗自动流向漏鱼槽。

5 鱼苗自动分级装置实现原理及功能

如上图所示为鱼苗自动分级简图，将鱼苗放入进鱼槽，当鱼苗从进鱼槽按照国定轨道游向进鱼口，并通过管道的时候，会有图像采集装置拍摄鱼苗的图像，并通过计算机视觉识别技术，按照鱼苗尺寸大小的不同，对鱼苗进行分级，本论文将鱼苗的尺寸分为四个等级，按照不同的梯度依次递推。

6 结论

随着我国社会经济的发展，对海洋资源的利用也越来越广泛，因此过多利用海洋资源已经使我国渔业资源受到了严重的危害。人们对渔业资源的保护意识也越来越强，为了呼吁渔业的可持续发展，我国开始试点选择性捕捞作业方式，并且这种方式需要事先对鱼苗进行标志，而采用手工标志鱼苗的工作量较大，并且需要经过专业培训。因此针对以上情况，本论文综合国内外研究情况，设计了鱼苗自动分级打标装置，并且主要对各部分机构以及整体控制系统进行了设计及优化.

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