蝦夷扇貝吊籠定量加裝裝置設計分析

盧宏博 李明智 李沄朔 紀 楊 喬婷玉

（大連海洋大學大學生“蔚藍”科技創新創業基地，遼寧 大連 116023）

隨著貝類產業的不斷發展，蝦夷扇貝（Patinopecten yessoensis）的產量呈逐年遞增趨勢［1］。蝦夷扇貝的養殖方式主要包括底播和筏式養殖2種，而且近年來設施漁業工程技術已被應用于蝦夷扇貝養殖生產的全過程［2-4］。其中，在蝦夷扇貝浮筏養殖過程中，隨著貝苗的生長，需要進行吊籠工作，但因吊籠定量時間長，對貝苗的生長發育有很大影響［2］。所以，在吊籠過程中控制貝苗定量時長十分關鍵，但目前吊籠定量工作完全依靠人工完成，時間長、工作勞動強度大，在很大程度上影響了貝苗的成活率。本文針對上述問題設計了蝦夷扇貝吊籠定量加裝裝置，可有效解決目前吊籠定量過程中時間長和勞動強度大等問題，同時為貝類吊籠定量裝置的結構設計奠定了一定的理論基礎。

1 裝置總體結構與工作原理

蝦夷扇貝吊籠定量加裝裝置結構如圖1和圖2所示，其主要由儲貝槽、定量主體和導貝筒三部分組成。其中，定量主體包括主體量筒和量筒配件，量筒配件按序插入相匹配的主體量筒中。儲貝槽與定量主體相配，可沿定量主體上表面前后滑動。其在儲存、推送貝苗的同時，前后滑動可抹平量筒配件中的貝苗，以確保準確定量。控制桿水平貫穿于量筒主體，轉動控制桿可控制量筒配件前后筒壁的距離，以確保量筒在吊籠不同時期精確定量。導貝筒由相互固定的滑筒組成，在定量主體與導貝筒之間有可徑向滑動的擋板，當量筒主體完成一次定量后，滑動擋板使貝苗從量筒主體中滑入吊籠，完成一次批量定量加裝。

圖1 裝置整體結構

圖2 裝置整機結構三視圖

2 定量主體和容量可調設計

2.1 定量主體

常見的定量裝置有2種類型［5］，即容杯固定式定量裝置和容杯可調式定量裝置。依據張曉芳等對蝦夷扇貝天然苗種的篩選結果，在吊籠時期貝苗的大小變化較快［6］，因此，該裝置采用容杯可調式定量裝置。

經統計定量貝苗的規格（蝦夷扇貝殼高＞5、10、25 mm），設計出由15個橫截面為U形的擋板連接組成量筒配件，U形擋板半徑與主體量筒半徑相同，U形設計使主體量筒的容積增加且可調節，如圖3所示。

圖3 定量主體及配件

2.2 定量量筒容量的可調設計

通過對蝦夷扇貝吊籠過程的調研，將6、7、8月貝苗看作規則圓形物體處理。經理論計算，主體量筒的可調范圍及調節方案如表1所示。

表1 定量量筒容量的可調范圍及調節方案

如圖4所示，定量量筒的主體半徑為25 mm，以確保8月較大貝苗順利吊籠。控制桿在主體量筒上徑向移動，其底端設置有一個矩形凸起，且以主體量筒底部所在平面為水平面，沿控制桿所在方向在量筒的矩形框壁上距水平面0、25、150 mm處設置3個凹槽，記為1、2、3號限位，轉動并抽拉控制桿，使控制桿上的矩形突起與凹槽嵌合，可精確調節定量配件的量筒壁距主體量筒筒壁的距離，即可確定需要的定量筒容量，以滿足實際生產需求。

圖4 定量量筒主體及配件局部

當控制桿上的矩形凸起與1號限位卡槽嵌合時，定量量筒主體的圓弧形部分與定量量筒配件的圓弧部分組成一個橫截面為圓形的定量間，此時定量容積為7 400 mm3，可滿足6月貝苗吊籠的規格及數量要求。當控制桿上的矩形凸起與2號限位卡槽嵌合時，定量量筒主體的圓弧形部分與定量量筒配件的圓弧部分以及兩側長直擋板共同組成一個橫截面為近似于膠囊形的U形空間，此時定量容積為15 000 mm3，可滿足7月貝苗吊籠的規格及數量要求。當控制桿上的矩形凸起與3號限位卡槽嵌合時，定量量筒主體的圓弧形部分與定量量筒配件的圓弧部分以及兩側長直擋板共同組成一個橫截面為近似于膠囊形的U形空間，此時定量容積為71 000 mm3，可滿足8月貝苗吊籠的規格及數量要求。

3 結語

本文在定量裝置的發展基礎上設計了一種結構簡單、計量準確、操作方便的適合貝類各生長階段的可調式吊籠定量裝置。該裝置穩定性較好，完成一次定量的時間為3 min，效率為4 375.0 g/（min·人），較人工效率2 187.5 g/（min·人）提高了2.05倍，可用于海上規模化吊籠作業，可解決目前吊籠過程中定量時間長、勞動強度大、工作效率低、貝苗干露時間長等問題，具有較高的推廣應用價值。