淡水魚頭尾、腹背定向機(jī)理研究及設(shè)備研制.pdf

1、作為自動(dòng)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(xiàng)難題。研發(fā)出適合我國(guó)國(guó)情的淡水魚定向整理設(shè)備，是平衡我國(guó)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(duì)象，借鑒國(guó)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(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)淡水魚頭尾和腹背定向動(dòng)作。
　　 文章研究了白鰱的重要機(jī)械物理特性，通

2、過(guò)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(zhǎng)方向質(zhì)量分布模型，利用機(jī)器視覺(jué)和數(shù)字圖像處理技術(shù)建立白鰱體長(zhǎng)方向截面積分布模型，并對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明:白鰱沿體長(zhǎng)方向，其質(zhì)量和截面積均表現(xiàn)出極顯著的三次多項(xiàng)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(zhǎng)方向的分布模型用于預(yù)測(cè)的平均相對(duì)誤差值分別為6.04％和2.81％。同時(shí)利用三維激光掃描技術(shù)得到76條新鮮白鰱體表輪廓點(diǎn)云，通過(guò)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(duì)單軸圓振動(dòng)設(shè)備和雙軸往復(fù)振動(dòng)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，對(duì)其分別建立力學(xué)振動(dòng)模型，分析了這兩種不同設(shè)備的運(yùn)動(dòng)特征，并通過(guò)COSMOS-Motion對(duì)這兩種設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，模擬振動(dòng)設(shè)備臺(tái)面關(guān)鍵點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。同時(shí)對(duì)魚體在振動(dòng)臺(tái)面和漸變滑道中分別進(jìn)行了動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jì)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(jìn)入振動(dòng)臺(tái)面所受到初始轉(zhuǎn)矩為5.1159Nm。
　　 對(duì)比圓振動(dòng)和往復(fù)振動(dòng)這兩種不同振動(dòng)形式，對(duì)魚體頭尾和腹背定向設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要包括驅(qū)動(dòng)裝置、減振裝置、懸掛裝置、振動(dòng)臺(tái)面和漸變滑道設(shè)計(jì)，并確定關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)節(jié)范圍。
　　 對(duì)圓振動(dòng)設(shè)備和往復(fù)振動(dòng)設(shè)備分別設(shè)定影響魚體定向效果的不同試驗(yàn)因素

5、，以魚體定向成功率和定向所耗時(shí)間為試驗(yàn)指標(biāo)，分別進(jìn)行魚體頭尾定向試驗(yàn)、腹背定向試驗(yàn)。通過(guò)搭建高速攝影平臺(tái)，研究魚體在不同振動(dòng)振動(dòng)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(dòng)臺(tái)面上受力分析結(jié)果。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明:圓振動(dòng)設(shè)備臺(tái)面傾角D2=5.9°、電機(jī)輸入頻率C2=25Hz、臺(tái)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(jìn)入振動(dòng)臺(tái)面，魚體頭尾定向平均定向成功率為93.00％，平均定向耗時(shí)為8.31

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

7、振動(dòng)設(shè)備臺(tái)面傾角D2=11.6°、振動(dòng)電機(jī)偏重塊占總質(zhì)量百分比A1=35％、振動(dòng)電機(jī)拋射角E1=18°，臺(tái)面材料為Q235平整鋼板，魚體以頭朝左或頭朝右初始體位進(jìn)入振動(dòng)臺(tái)面，當(dāng)電機(jī)輸入頻率為29Hz時(shí)，魚體頭尾定向平均成功率達(dá)到98.75％，魚體頭尾定向平均耗時(shí)為7.80s。往復(fù)振動(dòng)設(shè)備臺(tái)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(dòng)電機(jī)偏重塊占總質(zhì)量百分比A2=45％;振動(dòng)電機(jī)拋射角B1=18°，