一种蟹笼渔船的冰冻饵料切碎装置设计研究

陈勇， 贾森君， 郑雄胜

（1.浙江海洋大学 船舶与机电工程学院，浙江 舟山316000；2.舟山市知创科技开发有限公司，浙江 舟山316000）

0 引 言

舟山渔场作为我国四大渔场之首，与俄罗斯的千岛渔场、秘鲁的秘鲁渔场齐名，渔业资源相当丰富。根据2018年舟山市统计局网络数据,舟山市目前拥有渔村195个，渔业人口达194 166人，拥有渔船达7333艘，蟹类捕捞总量达174 773 万t之多[1]。

近年来随着人们对海鲜的需求量不断增加，消费市场不断扩大，蟹笼渔船的数量不断地增多，蟹笼渔船上使用的设备与工具也在不断地改善。对于蟹笼捕捞作业而言，饵料的有效使用在螃蟹捕捞过程中起着至关重要的作用。我国目前大部分的蟹笼渔船使用的饵料均是冰冻冷藏而且都是成块的，饵料的切碎也都是通过手工来完成的（如图1所示）。冰冻饵料的切碎对于人工来说工作量太大，工人需要首先将冰冻的饵料块用力敲碎，然后再用刀具一块一块地进行切碎，整个过程工人的劳动强度高、效率低，同时也不能保证饵料切碎的均匀性，在一定程度上降低了饵料的使用效率和蟹笼渔船整体的经济效益。对此，有必要设计一种冰冻饵料的切碎装置，来降低蟹笼渔船工人的劳动强度，提高生产效率和经济效益。

图1 蟹笼渔船的人工切饵料图

1 蟹笼捕捞作业流程

1.1 蟹笼捕捞作业概况

图2 蟹笼捕捞作业流程

我国的蟹笼捕捞作业发展于20世纪80年代，发展到现在其捕捞技术已经比较成熟，目前蟹笼渔船捕捞的主要流程如图2所示。一艘中等规模的蟹笼渔船能携带三四千只蟹笼，蟹笼的投放和起拔基本采用机械装置来完成，放笼和起笼时间大大缩短，很大程度上减轻了工人的劳动强度，提高了捕捞的效率和效益。但是在捕捞过程中的饵料的装填、螃蟹的捆绑和分级等诸多环节基本采用人工来完成，这在一定程度上制约了蟹笼渔船的捕捞效率。下面主要对蟹笼捕捞流程中与饵料装填的放笼和起笼环节作以简单介绍。

1.2 蟹笼捕捞放笼流程

图3 蟹笼放笼流程图

蟹笼捕捞放笼流程如图3所示，笼捕饵料以鲜度较好的青鱼和梅鱼为主，目前蟹笼渔船上使用的这些饵料都是冰冻成块冷藏的。人工通过将冰冻的饵料块敲碎，然后一刀一刀切成块状，最后塞进饵料盒。塞好饵料的饵料盒人工放进蟹笼内，然后再将蟹笼绳扎钩，最后将装好饵料的蟹笼放进放笼槽内等待入水。人工将浮标和定位锚放好后，蟹笼渔船开动后蟹笼才按照放笼路线依次被放入水中进行诱捕。蟹笼渔船的放笼也有一定的技术要求，假如蟹笼渔船以南北方向来回放笼，放笼速度要求以8 n mile/ h最佳，放笼间距要求每行500只为最佳，笼子与笼子之间的间隔要求为9 m，这样算来大约需要放置4500 m，每槽为4行，控制在2000只蟹笼，同时行与行之间转弯处放置40只为最佳，大约需要360 m。

1.3 蟹笼捕捞起笼程序

蟹笼捕捞起笼流程如图4所示，蟹笼渔船将蟹笼放入海底后一般需要等待10 h后再进行起拔，这样笼捕效果最好。蟹笼起拔要求船以3～4 n mile/h速度向起笼方向前进。手工将连着浮子的蟹笼、线、蟹笼脱进行分离，铜绳进入滑轮开始起拔蟹笼，人工在流水线上倒出笼中的蟹，然后将蟹笼送至输送带，运送到固定的堆放点等待下次使用。同时蟹笼绳也被引入排敷机，排敷机自动将钢绳排放均匀后等待下一次的使用[2]。

图4 蟹笼起笼流程图

2 蟹笼渔船饵料的使用与存在的问题

2.1 饵料

饵料简言之就是鱼类及其他水生物的食物，用于喂养或者诱捕，就捕蟹而言，饵料则是一种诱饵。对笼捕作业来说，饵料的选择将对其渔业捕捞效果产生直接的影响。根据蟹的觅食习性，饵料需满足腥味大、肉质坚硬、光泽度好、材质新鲜的要求。目前蟹笼渔船上主要使用的饵料一般为冰冻的小青鱼。青鱼属硬骨鱼纲，鲤科，体亚圆筒形，肉质坚硬，光泽度好，而且腥味重，非常适合作为捕蟹的饵料。蟹笼渔船常用的青鱼个头一般较小，而且都是统一包装好的冰冻饵料块，使用成本较低[3]。

2.2 饵料使用存在的问题

饵料使用存在的问题如图5所示，目前绝大部分蟹笼渔船上使用的都是包装好的冰冻饵料，而且这些饵料都是成块的，在使用之前工人们需要首先将冰冻饵料块用力敲碎，然后再使用刀具一刀一刀地进行切碎，最后被切碎的饵料再通过人工装入饵料盒放进蟹笼即可用于诱捕。在整个饵料的使用过程中冰冻饵料块的破碎与切碎存在一定的难度，而且耗时耗力，效率不高，饵料利用率也相对比较低。因此，很有必要在饵料切碎和装填实现机械化来代替人工进行操作。

图5 蟹笼渔船饵料使用过程与问题简图

3 冰冻饵料切碎装置设计

图6 冰冻饵料切碎装置三维结构图

本文设计的冰冻饵料切碎装置（如图6所示）主要有冰冻饵料破碎部分[4]（如图7所示）和冰冻饵料切碎部分（如图8所示）两部分结构组成。该装置在设计时吸取并创新了剪切式与鄂式破碎机的原理，并且整体采用手动动力输出代替电能与柴油机来解决蟹笼渔船上能源使用紧张的局面。冰冻饵料块通过上料道投入破碎机4内，工人操作手轮1进行动力输入，输入的动力一路通过V带3传递给破碎机4进行饵料块破碎，破碎的冰块经过滤网5过滤并通过下料斜坡滑下，饵料块直接通过滤网5滑落到切碎机2内，另一路动力通过大小齿轮啮合传递给切碎机2的滚轴，利用滚轴上两刀片之间的剪切力来实现饵料的切碎，两个动力同时输出，保证了整个饵料切碎的连续性。

图7 冰冻饵料破碎部分结构图

冰冻饵料破碎部分结构如图7所示。主要工作过程为:蟹笼渔船工人将冰冻饵料块从上料道5倒入破碎机内，然后人工摇动手轮进行动力输入，动力的输出通过V带与V带轮2传递给偏心轴4，偏心轴转动带动动鄂12，动鄂与定鄂11之间进行开合从而实现冰冻饵料的破碎，破碎的冰块通过滤网1漏下并经过下料斜坡6直接流出，破碎后的饵料通过滤网1直接滑落到切碎机内进行切碎[5]。同时，工人们也可以通过调节调节螺钉8来实现不同大小饵料块的破碎。由于蟹笼渔船上使用的饵料都是冰冻的，在饵料切碎前需要进行破冰，因此本文设计冰冻饵料块破碎部分主要吸收颚式破碎机原理并进行创新来实现冰冻饵料块的破碎。同时，由于渔船上能源使用紧张，并且为了避免环境污染和资源浪费，本装置设计不采用电能和柴油机，而是使用手动，这样不仅能够满足使用要求而且便于操作、节约能源。

冰冻饵料切碎结构如图8（a）所示。饵料的切碎部分采用剪切式破碎机的原理并进行创新，将传统的刀具手切改为机械滚切，冰冻的饵料通过破碎机破碎后通过滤网直接滑落到切碎机内，此时人工摇动手轮1，动力通过两个相互啮合的齿轮9传递给滚轴3，两滚轴上的刀片与刀片之间产生的剪切力将饵料切碎并流下，而且通过控制刀片与刀片之间的距离A可以调节饵料切碎的大小[6],如图8（b）所示。最后，切碎的饵料人工装入饵料盒并投入蟹笼进行诱捕。

图8 冰冻饵料切碎部分结构图

4 结 论

文中设计的冰冻饵料切碎装置吸取并创新了剪切式与鄂式破碎机的原理，改变了蟹笼渔船上传统的手工刀切饵料的方式，实现了冰冻饵料块的机械式切碎，装置结构设计简单，使用方便，适用性强，采用人工动力输出节约了能源。同时，本装置的采用不仅降低了蟹笼渔船工人的劳动强度，而且提高了饵料切碎的效率和饵料的利用率，同时也给蟹笼渔船增加了一定的经济效益。