新型对虾养殖投饲装置研究

    近年来，我国的水产养殖业发展迅速，各地的水产养殖规模不断扩大，对劳动力的需求持续增加，采用机械代替人工的养殖方法逐步被认可，养殖机械得到迅速发展。其中自动投饲机因为能够节省人工和饲料，高产、增效显著，因此开始被一些水产养殖户所利用，在养殖劳动力日益缺乏、成本上升的现实下，成为渔业生产中一种重要的现代养殖机械。

    在水产业中，对虾是我国单一产值最大的养殖品种，因而在水产养殖中对虾养殖一直占有极其重要的地位。对虾的摄食特性决定了投喂的饲料必须在养殖池中均匀抛撒，而通常现有的投饲机只能做到定点定时投料，移动式投饲机的发展尚未成熟，特别是在对虾养殖中没有合适的投饲机可用。为了扩大对虾养殖产业，提高对虾产量和经济效益，研制适合对虾养殖过程中使用的投饲机就极其重要。

　　1投饲机种类及工作原理

　　1.1投饲机种类

    现有投饲机种类较多，按照养殖方式、投料方式、喂料方式等主要特征，可分为多种类型。由于养殖方式的不同，可分为池塘投饲机、网箱投饲机和工厂化投饲机3类。目前，池塘养殖是我国主要的养殖方式，因此池塘投饲机也是目前投饲机中应用最广、使用量最大的一种，其抛撒面积一般为10～50 m2;网箱投饲机又分为水面网箱投饲机和深水网箱投饲机，其抛撒面积一般控制在3 m2左右，为避免浪费饲料，深水网箱投饲机须要把饲料直接输送到水面以下的网箱中；工厂化投饲机多用于自动化养殖中，要求投饲机每次的下料量少且精确，抛撒面积一般在l m2左右。

    按投料方式的不同，可分为离心式投饲机和气力式投饲机2类。离心式投饲机一般是单机，主要是利用离心力的作用将饲料抛散出去，通常使用电机带动转盘，靠离心力把饲料抛撒出去；气力式投饲机一般是一个系统，原理是借助气力将饲料吹撒出去，适合于集中控制。

    根据喂料方式的不同，投饲机可分为牵引电磁铁下料型、螺旋进给型、偏心轮振动型等。电磁铁下料型投饲机是以电磁铁控制料口启闭，由于机构简单，制造及维修方便，价格最便宜，但可靠性不高；螺旋进给型投饲机是以螺旋输送方式喂料，主要用于定量投喂，以及稍远距离输送饲料，实验室和工厂化养鱼中常用此种类型；偏心轮振动型投饲机是以低速电机带动偏心轮，从而带动倾斜送料平面振动来完成送料，是目前主流喂料方式；管道输送型投饲机是以管道输送饲料，利用压缩空气吹动饲料在管道中运动。

　　1.2投饲机的工作原理

    以目前广泛应用于池塘养殖的振动式投饲机为例，介绍投饲机的工作原理。图1为振动式投饲机的主要构件图。其工作过程：按下副电机3启动按钮，电机开始周期性工作，当电机转动时，带动偏心连杆4使下料盘振动，位于料箱1中的饲料落入抛物盘中，主电机带动抛物盘转动，在离心力的作用下使饲料抛散出去；当副电机3停止转动时，形成喂料间隙时间，此时下料机构停止下料。改变电气控制盒6的参数，可以改变间隙闭合时间、一次投饲工作工期时间、停歇间隔时间，从而可以根据需要的变化来改变相关参数，以满足特定的投饲要求。

　　2、对虾投饲装置结构原理与性能参数

　　2.1结构原理

    为克服现有投饲机只能定点投饲、无法应用于对虾养殖业中的缺陷，笔者通过研究现有投饲机的性能特点及对虾的1摄食特性，设计出如图2所示的一种新型对虾养殖投饲装置。本装置是助力式小车与投饲机的集成，蓄电池2作为投饲机1与电动减速机3的动力电源，电动减速机经小链轮7、大链轮8传递动力，驱使小车行走，从而在移动过程中投饲。投饲距离、投饲时间由投饲机控制装置调节，同时，小车行走速度由调速器调节，以适应变化的条件，从而满足具体的投饲需求。

　　2.2性能技术参数

  本研究中新型对虾养殖的投饲装置相关技术参数：电源电压24V，投饲机主电机功率100 W，投饲机副电机功率80 W，料箱最大容量80 kg，投饲距离3-25 m，工作行走额定速度1 m/s，电动减速机额定功率600W，投饲装置尺寸：120cem×80 em×150 cm。

　　3、影响投饲装置投饲性能的关键因素

　　3.1投饲装置的结构设计

    整体而言，投饲装置是由移动小车与投饲机集合而成的，采用轮式移动。其中小车框架是由型号为30 x3角钢焊接而成，框架上面铺设一厚度为1.5 mm的钢板，采用螺拴连接；此外，科学布置投饲装置各部件的位置，使结构整体重心与轴在同一平面上。该设计结构可以减轻投饲装置的重量，保证行走投饲的稳定性。

　　3.2电动机的选择

　　与现有定点投饲机不同，因本投饲装置进行行走投饲、采用蓄电池供电，所以选择直流电动机作为动力源。根据小车行走速度、路面状况及其自身重量计算出投饲小车采用的电动机应为24 V、600 W具有硬特性的永磁式直流电动机。

　　3.3电控系统

    电子控制器是目前投饲机系统的主要组成部分，其控制原理图如图3所示。闭合开关SJ，电容C2开始充电，此时芯片IC输出高电位，继电器J和落料电磁铁C没有电流通过，投饲机暂未下料；当电容C2充电并达到一定电压时，此时芯片IC输出低电压，继电器与落料电磁铁有电流通过，投饲机机开始喂料。

    芯片IC输出低电位时，电容C2通过电位器W1开始放电，当降到一定电压时，使芯片输出高电位并停止落料，然后电容通过电位器W2开始充电，继而使得投饲机开始下料。按照此步骤，使投饲机在工作过程中形成投饲时间和投饲间隔时间。

    控制器设计的目的是提高投饲机的自动化投饲水准，即改变控制盒上已设定的参数，即可改变投饲机的投饲时间、间隔时间、工作时间及投饲距离，以满足不同条件下的投饲需求。本投饲装置中的投饲时间、投饲间隔时间为0 -30 s且可调，投饲距离3 -25 m。根据脉宽调制原理，采用调速器对小车的行走速度进行调节。

　　4、应用试验及效果

  2012年3月在中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所松江基地进行应用试验，根据水产行业投饲机标准测定各参数数值，测得小车速度60 m/min，路况不好时速度有所减慢，调节投饲机控制器可使投饲距离在3 -25 m之间变化。该新型对虾养殖投饲装置行走平稳，投饲状况良好，无抖动现象。应用试验中所测得参数与设计基本相符，达到预期要求。

　　5、小结

　　本对虾养殖投饲装置结构简单、成本低、制造简便，与现有投饲机相比，最大优点在于它可以移动投喂饲料，且工作稳定，解决了目前对虾养殖中仍采用人力投饲这一缺点。

    因本投饲装置需要移动投饲，无法方便利用常用交流电，而本设计中所用的蓄电池质量较大，也会带来不便，因此笔者认为如何利用太阳能并将其运用到移动投饲装置中是将来研究发展的趋势。

    目前我国移动式投饲装置尚不成熟，应用甚少，笔者所设计的新型对虾养殖投饲装置从生产实际考虑，具有科学性与实用性。该投饲装置在对虾养殖过程中的应用，能够解放部分劳动力，从而使他们做好对虾养殖过程中疾病防御等其他工作，进一步促进对虾养殖业的蓬勃发展。

 
本文来自《江苏农业科学》2013年第4期
 
作者：汪万里1,2，陈  军1

1．农业部渔业装备与工程技术重点实验室／中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所；
2．上海海洋大学