刘海等

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。

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

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.03.051

Improved Design of the Automatic Spraying Machine for Fishery Drug

LIU Hai， ZHANG Jun-feng， ZENG Fan-cong， GAO Xing-xing， PANG Xiong-bin

（Wuhan Institute of Agricultural Machinery， Wuhan Academy of Agricultural Science & Technology， Wuhan 430345， China）

Abstract：In order to spray more precisely， use fishery drug more effectively， go faster and turn more flexibly， the design of mixing apparatus and spraying device for the automatic spraying machine was improved. The principle and structure of the improved mixing apparatus and spraying device was explained. Among them， the mixing apparatus used ratio fertilizer to mix fishery drug and water for diluting. For the purpose of mixing drug and providing impetus， the diluted drug and the water from guide pipe were mixed to shoot out. The spraying device must be used with mixing apparatus， and turned by spraying mixture and wagging tail pipe. The average speed of the improved automatic spraying machine was increased by 82.5%， and could support a sudden turn.

Key words： fishery drug；automatic spraying machine；mixing apparatus；spraying device；improved design

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。

参考文献：

[1] 胡 鲲，龚路旸，朱泽闻，等.我国渔药剂型使用现状及其在渔药安全使用技术中的价值[J].中国兽药杂志，2011，45（5）：43-46.

[2] 胡 琪，叶 飞.渔药全池泼洒技术[J].农村养殖技术，2006（20）：35.

[3] 李新宇.洒药船[P].中国专利：2815870，2006-09-13.

[4] 张林华，吴秋平，高小忠，等.船用型鱼塘药液均匀喷洒装置[P].中国专利：201404876，2010-02-17.

[5] 张俊峰，柳国昌，万 勇，等.池塘喷药遥控船[P].中国专利： 201220422384.2，2013-1-30.

[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.

[7] 邱白晶，徐溪超.一种自动混药装置[P].中国专利：201888177U， 2011-07-06.

[8] 姚振宪，何松林.滴灌设备与滴灌系统规划设计[M].北京：中国农业出版社，1999.39-45.

[9] 王新坤，高世凯，夏立平，等.微灌用网式过滤器数值模拟与结构优化[J].排灌机械工程学报，2013，31（8）：719-723.

[10] 赵友俊.水动比例注肥泵的研制[J].现代农业装备，2011（8）：48-50.