刘海，张俊峰，曾凡琮，高星星，庞雄斌
（武汉市农业科学技术研究院农业机械化科学研究所，武汉４３０３４５）
摘要：为了提高喷施精度、渔药原液利用率、行进速度及转向灵活性，针对渔药喷施机的混药装置及喷施装置做了改进设计，并对改进后的混药装置和喷施装置的结构及工作原理进行了说明。其中，混药装置应用了比例施肥器进行在线混药稀释，稀释后的渔药和经过导向管的水将再次混合并从导向管末端喷出，达到混药和提供动力的目的。而喷施装置则需要配合混药装置一起使用，利用从导向管末端喷出的稀释药液与尾管的左右摆动来转向。改进的渔药喷施机平均行驶速度比原来提高了８２．５％，且还可以实现原地转向。
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关键词 ：渔药；自动喷施机；混药装置；喷施装置；改进设计
中图分类号：Ｓ９６９．３９文献标识码：A文章编号：0439－８114（２０15）03－0700-03
随着中国淡水水产养殖业的迅猛发展，水产动物病害已成为影响中国淡水水产养殖业发展的主要制约因素。渔药的使用是水产养殖中一个必不可少的环节［１］。传统的人工施用渔药，在泼洒渔药的过程中，一般要求两个人操作，存在工作效率低、劳动强度大和泼洒不均匀等问题［２－４］。在使用毒性较大的渔药时，还易造成人、鱼中毒。
国内目前研究出了一种无线遥控渔药喷施机，该喷施机不仅可以降低劳动强度，还可以保障操作人员的安全，其平均行驶速度为０．８ ｍ／ｓ［５，６］。但是，该机仍然存在着渔药利用率不高、行驶速度不高、浓度不好控制及转弯半径大等问题。为此，针对上述问题，改进了渔药混药装置及喷施装置，增设了比例施肥器，采用了在线混药且直接利用尾管喷药、转向的方式。试验对比结果表明效果较好。
１渔药自动喷施机混药装置的改进
改进后的渔药自动喷施机混药装置结构如图１。从图１可以看出，从汽油机水泵中泵出的水流经过三通管被分为两路，一路经变径管直接从导向管末端喷出，另一路因变径时产生的压力迫使水流上升，进入过滤器，过滤后的水再经过导管进入比例施肥器，水经由比例施肥器后从另一端出来，同时产生负压，这种负压使得渔药从药箱经吸药管被吸入到比例施肥器内，与后进来的水混合后再从另一端出来。这时出来的液体就是被稀释的渔药，此渔药经过导管进入第二个三通管，由于压力原因，被稀释的渔药和经过导向管的水将再次混合并从导向管末端喷出。此时，喷出的药液经过了两次稀释后，不仅可以实现渔药的均匀喷施，还可以作为渔药喷施机的动力［７］。
２渔药自动喷施机喷施装置的改进
改进后的渔药自动喷施机喷施装置结构如图２。从图２可以看出，被稀释的渔药从导向管末端喷出时，分为转向和直行两种情况：当渔药喷施机直行时，药液喷出时可作为直接动力推进喷施机直行；当渔药喷施机转向时，由用户控制舵机来带动连接杆，进而使连接杆带动转向杆转动。转向杆与卡箍是焊接在一起的，由卡箍绷紧卡住尾管，这样可以实现舵机与尾管的同步动作。转向时，从导向管喷出的渔药会冲击尾管壁，然后产生折射使喷施机减速并转向。这样的喷施装置同时实现了喷施与原地转向的功能。
３渔药自动喷施机其他改进设计
３．１过滤器
过滤器采用的是网式过滤器，主要由罐体和滤网组成。水经过滤网流出时，大于滤网孔径的杂物被截留在滤网的外表面，从而达到净化水质的目的。网式过滤器有着结构简单、价格低廉、小巧轻便、性能可靠、密封性好、过滤效率高、耐酸碱腐蚀等特点，是一种被广泛使用的过滤器［８，９］。
３．２比例施肥器
图３为比例施肥器的结构图。其特点有：在线混合、水力驱动、无需电力、精确的按比例添加药液、比例保持恒定、适应性强、结构坚固耐用、成本较低。其运行原理为：在把一定压力的水注入进水口后，由水驱动马达活塞并带动注入活塞上下运动，使得渔药按照需要的比例被吸入到水中。随后，水与渔药充分混合，再从出水口输出至下游管网。不管供水管路上的水量和压力发生什么变化，所注入渔药的剂量与进入泵的水量始终呈比例［１０］。
３．３药箱
由于大部分渔药不能用金属容器盛装，所以药箱材料为ＡＢＳ塑料板。其结构如图４。从图４可以看出，底板前后高度不一致，同时带有沉坑，既可以使吸药管的过滤器固定不漂浮，又可使渔药被充分吸入。增加侧动板使结构更加牢固，还能起支撑作用。管槽可以避让船体的导向管。这种药箱有着重量轻、经久耐用、浪费渔药较少、方便拆卸等特点。
３．４转向器
如图２中，转向器主要由转向杆、尼龙套筒、卡箍组成。这种组成方式结构比较简单，成本低廉，通用性好。转向杆与卡箍采用不锈钢，具有不锈性。卡箍松紧可以调整，这样尾管可以在卡箍内前后调整，方便用户调整喷施机转弯缓急。尼龙套加工方便，减轻重量，密封性较好。采用连杆链接舵机和转向杆是为了方便拆卸。这种利用双摇杆机构的运动转向设计安全可靠。
４试验测定
样机试验地点为武汉市农业科学技术研究院北部园区，鱼塘呈长方形，长７０ ｍ，宽１８ ｍ，平均储水深度１．７ ｍ。经对样机的实际测试，其技术参数如表１。样机如图５所示。
试验时，样机的各项控制都已默认数值操作，将样机装入５ Ｌ药水，油门开至正常工作状态（最大油门的２／３处）。由于渔药在水中不断扩散，假设扩散单边幅宽为３ ｍ，采取间隔６ ｍ进行喷施作业，那么在该试验鱼塘中，预计样机将行进约１９２ ｍ路程，耗时约１３２ ｓ。实际完成试验的平均时间约为２０８ ｓ，排除转弯损耗及直线操作问题，该时间较为合理。
５小结
针对改进渔药自动喷施机的混药装置及喷施装置，利用无线电遥控技术控制其运行，通过在线渔药混合精确配比进行喷施作业。改进后的样机平均行驶速度为１．４６ ｍ／ｓ，相较改进之前的０．８ ｍ／ｓ提高了８２．５％，同时在药箱体积减小的情况下，有效施药量更大，而且施药更均匀、精确。
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参考文献：
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［６］ 张俊峰，柳国昌，万勇．渔药自动喷施机的设计［Ｊ］．湖北农业科学，２０１３，５２（１９）：４７９２－４７９４．
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