隨著我國(guó)淡水水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的迅猛發(fā)展，水產(chǎn)動(dòng)物病害已成為影響我國(guó)淡水水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的主要制約因素。漁藥的使用是水產(chǎn)養(yǎng)殖中的一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)[1]。根據(jù)大多數(shù)漁藥的特性，在施藥過(guò)程中需要保證如下幾點(diǎn)：不能采用金屬容器盛裝漁藥；要保證全池均勻潑灑漁藥[2]，且潑灑濃度在安全濃度范圍內(nèi)；盡量避免和人體直接接觸。

　　摘要：為解決人工潑灑漁藥工效較低且施藥過(guò)程中漁藥對(duì)施藥人員身體的危害等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了能自動(dòng)混藥的無(wú)線遙控漁藥噴施機(jī)。該噴施機(jī)由動(dòng)力裝置、混藥裝置、噴施裝置、供電系統(tǒng)和無(wú)線遙控系統(tǒng)等組成，樣機(jī)機(jī)身質(zhì)量約為32kg，并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明，該漁藥噴施機(jī)平均行駛速度為0.8m/s，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，最大噴施效率為28800m2/h，

　　關(guān)鍵詞：漁藥,噴施機(jī),無(wú)線遙控,水產(chǎn)養(yǎng)殖

　　傳統(tǒng)的人工施用漁藥[3，4]要完成混藥和人工潑灑，存在工作效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大和潑灑不均勻等問(wèn)題，在使用毒性較大的漁藥時(shí)，還易造成人、畜、魚中毒，因此研究開(kāi)發(fā)適合我國(guó)淡水水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的漁藥噴施機(jī)械是生產(chǎn)上迫切需要解決的問(wèn)題。對(duì)此研制了一種無(wú)線遙控漁藥噴施機(jī)，該噴施機(jī)主要用于中小型魚塘

　　1噴施機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理

　　該噴施機(jī)由動(dòng)力裝置、混藥裝置、噴施裝置、轉(zhuǎn)舵裝置、供電系統(tǒng)和無(wú)線遙控系統(tǒng)等組成，噴施機(jī)的總體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1。當(dāng)需要對(duì)魚塘進(jìn)行施藥時(shí)，將漁藥原液裝入藥箱，按比例加入一定量的水，將漁藥原液初步稀釋。手動(dòng)啟動(dòng)動(dòng)力裝置，將噴施機(jī)放入池塘中，由安裝在船體上的動(dòng)力裝置帶動(dòng)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)。池塘水經(jīng)位于船體底部的濾網(wǎng)過(guò)濾后，被吸入水泵進(jìn)水口，經(jīng)過(guò)水泵加壓后，通過(guò)水泵的出水口排出，一部分水由位于船尾的驅(qū)動(dòng)噴頭噴出，推動(dòng)船體前進(jìn)，無(wú)線遙控系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)舵裝置帶動(dòng)船舵在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)從而改變船體行進(jìn)方向；另一部分水通過(guò)三通分流進(jìn)入混藥裝置，稀釋過(guò)的漁藥在混藥裝置內(nèi)與池塘水混合后，由噴施裝置向池塘噴灑。

　　1.1動(dòng)力裝置

　　動(dòng)力裝置為小型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或者直流電機(jī)，動(dòng)力裝置和水泵固定連接，通過(guò)螺栓連接安裝在船體底部。

　　1.2混藥裝置

　　混藥裝置[5]由電磁閥、球閥、文丘里管和藥液調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)等組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2。該裝置通過(guò)管道連接固定在船的尾部，電磁閥的出水口與球閥和文丘里管的進(jìn)水口相連，藥液調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)與文丘里管的吸藥口相連，球閥和文丘里管的出水口與三通相連，三通的出口為整個(gè)裝置的出藥口。

　　1.3噴施裝置

　　噴施裝置由若干輸藥管通過(guò)三通與噴藥噴頭連接組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。4個(gè)噴藥噴頭呈扇形排列，噴施裝置進(jìn)藥口與混藥裝置的出藥口相連，通過(guò)支架固定在船體的尾部。

　　1.4轉(zhuǎn)舵裝置

　　轉(zhuǎn)舵裝置由轉(zhuǎn)舵電機(jī)、大鏈輪、鏈條、小鏈輪和船舵等組成，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。轉(zhuǎn)舵電機(jī)為12V直流電機(jī)，轉(zhuǎn)舵電機(jī)的輸出軸穿過(guò)小鏈輪，通過(guò)鏈條與大鏈輪相連，大鏈輪輸出軸與船舵相連，通過(guò)鏈輪鏈條傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)減速，轉(zhuǎn)舵裝置通過(guò)支架固定在船體的尾部，船舵與驅(qū)動(dòng)噴頭垂直安裝，偏置于驅(qū)動(dòng)噴頭一側(cè)，轉(zhuǎn)舵裝置外有防水罩，通過(guò)支架與船體固定。

　　2無(wú)線遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　無(wú)線遙控系統(tǒng)包括手持遙控器和無(wú)線接收裝置。無(wú)線接收裝置以AT89S52微處理器為核心，通過(guò)接收遙控器的信號(hào)實(shí)時(shí)控制油門舵機(jī)和轉(zhuǎn)向舵機(jī)的運(yùn)行，從而控制漁藥噴施機(jī)的前進(jìn)速度和方向。

　　2.1手持遙控器

　　手持遙控器主要由按鍵組合電路和無(wú)線發(fā)射模塊組成，為了方便功能擴(kuò)展，選用普通的大功率7鍵遙控器，需要7個(gè)通道才能完成不重復(fù)編碼，而編碼電路中的專用編碼芯片PT2262本身只有4個(gè)通道（D0-D3），故采用按鍵組合電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)編碼的惟一，具體組合如表1所示。

　　發(fā)射電路采用315MHz的無(wú)線發(fā)射模塊，在空曠地信號(hào)理論有效范圍可達(dá)800m。其傳輸距離較遠(yuǎn)，發(fā)射功率較大，適合大面積的魚塘施藥作業(yè)。無(wú)按鍵操作時(shí)，電路還是持續(xù)發(fā)送低電平信號(hào)，會(huì)造成電源的浪費(fèi)，故采用高速開(kāi)關(guān)二極管1N4148使得按鍵開(kāi)關(guān)還可作為發(fā)射模塊的電源開(kāi)關(guān)，以降低遙控器的能量消耗[6]。

　　2.2無(wú)線接收裝置

　　。

　　最小單片機(jī)系統(tǒng)采用AT89S52對(duì)遙控信號(hào)進(jìn)行處理以及舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的電路控制。AT89S52的P1.0-P1.3口作為數(shù)據(jù)輸入端，對(duì)應(yīng)連接PT2272的D0-D3引腳。通過(guò)軟件查詢I/O口狀態(tài)，與數(shù)據(jù)碼組合表比對(duì)，單片機(jī)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)到P0.0-P0.7和P2.2-P2.6口，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)舵機(jī)電路。

　　舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊封裝在舵機(jī)內(nèi)部，只需根據(jù)設(shè)計(jì)要求提供PWM控制信號(hào)即可，PWM信號(hào)的計(jì)數(shù)和輸出電路如圖5所示。

　　3試驗(yàn)測(cè)定

　　樣機(jī)試驗(yàn)地點(diǎn)為武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院武湖基地的魚塘，魚塘為標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)方形，長(zhǎng)120m，寬60m，平均儲(chǔ)水深度為2.4m。經(jīng)對(duì)樣機(jī)的實(shí)際測(cè)試，其技術(shù)參數(shù)如表2所示。

　　為了體現(xiàn)測(cè)試結(jié)果的客觀性，樣機(jī)的遙控性能采用多點(diǎn)測(cè)試，通過(guò)多次對(duì)噴施機(jī)進(jìn)行遙控控制看其是否響應(yīng)來(lái)評(píng)價(jià)。理論遙控距離為800m，通過(guò)測(cè)試保證有效遙控距離達(dá)到400m。

　　將樣機(jī)裝滿漁藥，打開(kāi)噴藥閥門，油門開(kāi)至正常工作狀態(tài)（最大油門的2/3處），通過(guò)測(cè)量樣機(jī)行駛30m所需的時(shí)間計(jì)算行駛速度，測(cè)量3次，計(jì)算平均行駛速度為0.8m/s。由于漁藥在噴施過(guò)程中不斷擴(kuò)散，考慮到噴藥幅寬為4m，采取間隔10m進(jìn)行漁藥噴施作業(yè)，噴施工作效率通過(guò)對(duì)噴施機(jī)單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際覆蓋面積的計(jì)算得出，為28800m2/h。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，人工潑灑漁藥的效率約為4000m2/h，可以得出漁藥噴施機(jī)的效率約是人工的7.2倍。混藥比測(cè)試則通過(guò)多次對(duì)噴施機(jī)配制的漁藥噴施液同實(shí)際需要的配制液對(duì)比得出（其中每配制一次的總體積為1000mL）。通過(guò)測(cè)量吸藥最小速度和各噴頭總噴量計(jì)算混藥比。將吸藥開(kāi)關(guān)調(diào)至最小允許吸藥位置，多次測(cè)量最小吸藥速度，取平均值為0.875mL/s。測(cè)得各噴頭單位時(shí)間的平均噴量分別為37.53、34.75、34.32、38.23mL/s，則各噴頭總噴量為144.83mL/s，計(jì)算可得混藥比為1∶165.5。

　　4小結(jié)

　　研制的無(wú)線遙控漁藥噴施機(jī)根據(jù)漁藥的噴施特性、魚塘對(duì)漁藥的要求和噴施特點(diǎn)，利用無(wú)線電遙控技術(shù)控制漁藥噴施機(jī)的運(yùn)行，通過(guò)自動(dòng)藥水混合精確配比進(jìn)行噴施作業(yè)。

　　1）樣機(jī)的質(zhì)量為32kg，其平均行駛速度為0.8m/s。該設(shè)備每小時(shí)最大噴施覆蓋面積為28800m2。噴施效率約是人工的7.2倍。

　　2）該噴施機(jī)采用無(wú)線遙控技術(shù)，有效遙控距離可達(dá)400m，發(fā)射功率較大，抗干擾和靈敏度強(qiáng)。

　　3）該噴施機(jī)操作簡(jiǎn)單，可以遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)噴施機(jī)的自動(dòng)控制，根據(jù)魚塘的面積進(jìn)行漁藥配制，科學(xué)施藥，不會(huì)造成浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染。

　　該樣機(jī)與傳統(tǒng)施藥方式相比較漁藥噴灑效率大大提高，噴灑效率達(dá)到28800m2/h，節(jié)省勞動(dòng)力，有效解決了人工潑灑漁藥工效較低且施藥過(guò)程中漁藥對(duì)施藥人員身體的危害等問(wèn)題，具有安全、高效、施藥均勻、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。

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