淡水魚頭尾、腹背定向機理研究及設(shè)備研制.pdf

1、作為自動化淡水魚前處理加工重要工序，魚體定向整理技術(shù)一直是一項難題。研發(fā)出適合我國國情的淡水魚定向整理設(shè)備，是平衡我國淡水魚類養(yǎng)殖業(yè)和加工業(yè)健康發(fā)展的重要途徑。
　　 本文以白鰱(Sliver carp, Hypophthalmichthys molitrix)為研究對象，借鑒國內(nèi)外關(guān)于魚體定向的研究成果，根據(jù)物料定向排列的相關(guān)技術(shù)，采用振動的方式實現(xiàn)淡水魚頭尾和腹背定向動作。
　　 文章研究了白鰱的重要機械物理特性，通

2、過采集100條質(zhì)量在800-1050g范圍內(nèi)新鮮白鰱，采用切片稱質(zhì)量技術(shù)得到白鰱體長方向質(zhì)量分布模型，利用機器視覺和數(shù)字圖像處理技術(shù)建立白鰱體長方向截面積分布模型，并對預(yù)測模型進行驗證。結(jié)果表明:白鰱沿體長方向，其質(zhì)量和截面積均表現(xiàn)出極顯著的三次多項式分布特征(P＜0.01)，所建立的質(zhì)量百分比和截面積沿體長方向的分布模型用于預(yù)測的平均相對誤差值分別為6.04％和2.81％。同時利用三維激光掃描技術(shù)得到76條新鮮白鰱體表輪廓點云，通過P

3、ro/ENGINEER逆向工程小平面特征技術(shù)，建立可視化魚體三維輪廓模型。
　　 對單軸圓振動設(shè)備和雙軸往復(fù)振動設(shè)備進行動力學(xué)分析，對其分別建立力學(xué)振動模型，分析了這兩種不同設(shè)備的運動特征，并通過COSMOS-Motion對這兩種設(shè)備進行運動仿真，模擬振動設(shè)備臺面關(guān)鍵點運動規(guī)律。同時對魚體在振動臺面和漸變滑道中分別進行了動力學(xué)分析，分析結(jié)果表明，魚體在一定結(jié)構(gòu)參數(shù)條件下，完成頭尾和腹背定向動作是可行的，并得出魚體穩(wěn)定完成頭尾和腹

4、背轉(zhuǎn)向動作的條件和影響魚體頭尾和腹背定向的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。此外定量計算了在一定結(jié)構(gòu)參數(shù)條件下，質(zhì)量為1kg新鮮白鰱以橫向初始體位進入振動臺面所受到初始轉(zhuǎn)矩為5.1159Nm。
　　 對比圓振動和往復(fù)振動這兩種不同振動形式，對魚體頭尾和腹背定向設(shè)備進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要包括驅(qū)動裝置、減振裝置、懸掛裝置、振動臺面和漸變滑道設(shè)計，并確定關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)節(jié)范圍。
　　 對圓振動設(shè)備和往復(fù)振動設(shè)備分別設(shè)定影響魚體定向效果的不同試驗因素

5、，以魚體定向成功率和定向所耗時間為試驗指標(biāo)，分別進行魚體頭尾定向試驗、腹背定向試驗。通過搭建高速攝影平臺，研究魚體在不同振動振動形式下的定向規(guī)律，確定影響魚體定向的主要因素，印證了魚體在振動臺面上受力分析結(jié)果。
　　 試驗結(jié)果表明:圓振動設(shè)備臺面傾角D2=5.9°、電機輸入頻率C2=25Hz、臺面材料為Q235平整鋼板，魚體以頭朝左或是頭朝右的初始體位進入振動臺面，魚體頭尾定向平均定向成功率為93.00％，平均定向耗時為8.31

6、s。曲軸轉(zhuǎn)向?qū)︳~體頭尾定向成功率和耗時影響不顯著，而魚體初始體位和交互作用對魚體頭尾定向成功率和定向耗時有極顯著影響(P＜0.01)。圓振動設(shè)備臺面傾角D2=5.9°、漸變滑道入口和出口寬度110mm/60mm，采用長度為420mm“L”型滑道，當(dāng)電機輸入頻率大于40Hz時，魚體腹背定向成功率為100.00％;且當(dāng)電機輸入頻率為45Hz時，魚體腹背定向平均耗時為1.59s。使用“L”型滑道時，魚體腹背定向成功率遠高于倒“T”型滑道。往復(fù)

7、振動設(shè)備臺面傾角D2=11.6°、振動電機偏重塊占總質(zhì)量百分比A1=35％、振動電機拋射角E1=18°，臺面材料為Q235平整鋼板，魚體以頭朝左或頭朝右初始體位進入振動臺面，當(dāng)電機輸入頻率為29Hz時，魚體頭尾定向平均成功率達到98.75％，魚體頭尾定向平均耗時為7.80s。往復(fù)振動設(shè)備臺面傾角為D2=11.6°、漸變“L”型滑道入口和出口寬度為110mm/60mm，振動電機偏重塊占總質(zhì)量百分比A2=45％;振動電機拋射角B1=18°，