【文章內(nèi)容簡介】 高收益，所以說基于單片機(jī)的魚用投餌機(jī)不僅大大的提高了勞動(dòng)收入而且還大大的減輕了勞動(dòng)力。 第 節(jié) 研究范圍與內(nèi)容 研究范圍 我們經(jīng)過兩年多的時(shí)間，對現(xiàn)階段市場上銷售的自動(dòng)投餌機(jī)進(jìn) 行分析研究以后，試研制出一種可以按照所需日投喂量來設(shè)置的魚用全自動(dòng)投餌機(jī)，即由單片機(jī)控制的葉輪式喂料器全自動(dòng)投餌機(jī)，它的特點(diǎn)就是打破了目前國內(nèi)自動(dòng)投餌機(jī)只能依靠時(shí)間設(shè)置不能按投喂量來設(shè)置的模式，可以直接按照所需的日投喂量來進(jìn)行設(shè)置、自動(dòng)定時(shí)定量投喂。所謂自動(dòng)定時(shí)定量投喂，就是上述自動(dòng)投餌機(jī)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)開機(jī)并且投出原先設(shè)北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 8 置好的投喂量，投喂完畢后機(jī)器自動(dòng)關(guān)機(jī)。該投食機(jī)的控制器設(shè)有從 15～200kg，總共 18 個(gè)級別的每天投喂量，這樣就可以滿足從 1333～ 10000m2的魚塘在各種條件下選擇的每天投喂量。自動(dòng) 控制器會(huì)把我們原先所設(shè)定的日投喂量平均分為上、下午兩部分，按原先設(shè)定好的上下午開機(jī)時(shí)間自動(dòng)開機(jī)進(jìn)行投喂，投喂工作程序運(yùn)行完畢后投食機(jī)便會(huì)自動(dòng)停機(jī)，投喂結(jié)束后，自動(dòng)控制器進(jìn)入一種靜止?fàn)顟B(tài)，靜靜的等待下一次的啟動(dòng)。如果在一段時(shí)間內(nèi)投喂量和投喂時(shí)間不需改變的話，只須定期的補(bǔ)充飼料便可，不用再對投食機(jī)另行設(shè)置。 研究內(nèi)容 該機(jī)的關(guān)鍵首先是對于喂料器的設(shè)計(jì)，我們所選用得喂料器是由 6 片葉片構(gòu)成的葉輪式喂料器，飼料可以通過喂料器的進(jìn)料口慢慢落入葉輪葉片之間的扇區(qū)，然后經(jīng)過葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)到喂料器的出料口，最后落 入離心拋盤拋撒出去，我們之所以會(huì)采用這樣的傳動(dòng)喂料方式，是由于葉輪葉片之間的扇區(qū)容積是相對固定的，喂料器的 6 個(gè)扇區(qū)容積都相等，分料量準(zhǔn)確這樣便于控制，很容易就能計(jì)算出時(shí)間單位的喂料量來，而且飼料能夠均勻的落入到離心拋盤。另外，當(dāng)機(jī)器停頓時(shí)，由于我們選的葉輪為 6 片葉片分隔，這樣飼料會(huì)立即被阻隔住，不會(huì)繼續(xù)落到離心拋盤上。上述葉輪式喂料器所具備的這些功能特點(diǎn)，是非常適合那些作為以投喂量來設(shè)置的控制裝置，使得喂料器除了完成喂料功能以外，還拓展為可以由時(shí)間的 但是有時(shí)候問題并不是 這樣簡單的，由于現(xiàn)在的魚飼料都是小圓柱體的顆粒，當(dāng)顆粒飼料從飼料箱落入喂料器時(shí)，很容易被卡在葉片與喂料器機(jī)殼的擋板之間，這樣會(huì)使得喂料器不能正常運(yùn)行。如果我們單純?yōu)榱吮苊忸w粒飼料被卡而在設(shè)計(jì)的時(shí)候把葉片與喂料器機(jī)殼的擋板之間的間隙增大的話，那么飼料箱的飼料就會(huì)非常容易就通過這些間隙直接流入離心拋盤，此時(shí)喂料器的功能就完全消失了，喂料器就如形同虛設(shè)，變得毫無 我們經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)后，我們想到的解決方法就是我們把葉片邊緣與機(jī)殼擋板開口處做成齒狀，讓兩者錯(cuò)開，并且留有一定的間隙，當(dāng)顆粒飼料處于葉片與喂料器機(jī) 殼的擋板之間時(shí)，就會(huì)被葉片邊緣的齒尖與機(jī)殼擋板開口處的齒尖切斷，這樣葉片就不會(huì)再被飼料卡住，喂料器就可以正常北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 9 運(yùn)行了，雖然這個(gè)改進(jìn)說起來很簡單，但是對于我們這個(gè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能是個(gè)關(guān)鍵性的突破，最終使得我們的投餌機(jī)能自動(dòng)進(jìn)行定時(shí)定量投喂成 我們在設(shè)計(jì)自動(dòng)控制器的時(shí)候，在硬件方面，我們采用了目前自動(dòng)化控制系統(tǒng)廣泛使用的 MCS— 51 系列 89C51 單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的主機(jī)，時(shí)鐘控制選用的是 DS12887 芯片，該芯片有內(nèi)置電池和寄存器，使得設(shè)備運(yùn)行起來運(yùn)行指令和時(shí)鐘運(yùn)行不受停電、斷電及關(guān)機(jī)等因素的影響，保證 實(shí)時(shí)控制的穩(wěn)定性和連續(xù)性。在軟件設(shè)計(jì)上，我們著重考慮到一方面要提高自動(dòng)化程度，在另一方面要盡量使設(shè)備操作簡便，易于上手。例如在設(shè)備控制日投喂量的設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們選用固定的 18 個(gè) 15～ 200kg 的級別的日投喂量，再根據(jù)養(yǎng)殖戶所掌握的養(yǎng)殖技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，他們在設(shè)備上將拋撒 — 停頓的時(shí)間按照各個(gè)日投喂量的情況，設(shè)計(jì)好后配置到各個(gè)日投喂量中去，配置好后通過一個(gè)按鍵進(jìn)行選擇、確定，使設(shè)備的操作過程簡單化。我們在設(shè)計(jì)時(shí)不選用設(shè)置一個(gè) 0～ 9 的鍵盤，然后讓用戶自行設(shè)置每日的投喂量、拋撒時(shí)間、停頓時(shí)間等等。設(shè)置一個(gè) 0～ 9 的健盤讓用戶 自行設(shè)置，這樣做雖然給了用戶很大的選擇空間，但在設(shè)備上實(shí)際操作起來就會(huì)比較復(fù)雜，這樣做實(shí)質(zhì)上這是不了解養(yǎng)殖技術(shù)，把復(fù)雜問題交給用戶自行處理的一種很不負(fù)責(zé)任的做法，這樣做不僅增加了操作量還大大降低了自動(dòng)化程度。每天設(shè)備的定時(shí)開機(jī)時(shí)間是需要由用戶自行確定的，由于執(zhí)行日投喂量的程序我們已經(jīng)全部都設(shè)置好與日投喂量相應(yīng)的運(yùn)行時(shí)間，所以在每一次投喂過程結(jié)束后便設(shè)備便會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)，用戶無需再設(shè)定關(guān)機(jī)時(shí)間。這是提高自動(dòng)化程度的一個(gè)要點(diǎn)。 第 節(jié) 研究視角與方法 研究視角 對于本課題我們采取以下幾個(gè)視 角進(jìn)行研究： （ 1）調(diào)查視角，前期我們通過走訪以下養(yǎng)魚用戶，了解了現(xiàn)今養(yǎng)魚業(yè)的一些現(xiàn)狀，現(xiàn)如今我國養(yǎng)殖業(yè)大部分地區(qū)都采用了自動(dòng)化養(yǎng)殖，對于自動(dòng)化投餌機(jī)我們做了很多調(diào)查，在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)大部分養(yǎng)殖戶用的投北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 10 餌機(jī)是振動(dòng)式喂料機(jī)，這種喂料機(jī)雖然能起到自動(dòng)喂食的作用但是投料范圍小，容易造成魚料堆積污染池塘，而且小范圍的投料會(huì)導(dǎo)致有些魚無法吃到食物，阻礙生長。 （ 2）基于單片機(jī)的魚兒投食機(jī)給養(yǎng)殖業(yè)帶動(dòng)的經(jīng)濟(jì)效益，運(yùn)用基于單片機(jī)的投餌機(jī)不僅可以大大的解放勞動(dòng)力，而且還節(jié)約了大量的飼料，這樣雖然我們在前期的投入可能會(huì)增 加一些但是站在長遠(yuǎn)的角度看我們會(huì)能收獲到巨大的經(jīng)濟(jì)利益，所以基于單片機(jī)的魚兒投食機(jī)現(xiàn)在漸漸被廣大漁民所接受，并越來越受人們的歡迎。 （ 3）基于單片機(jī)的魚兒投食機(jī)的運(yùn)行基礎(chǔ)，由于我們采用的是單片機(jī)作為本系統(tǒng)的核心硬件，所以此魚兒投食機(jī)大部分的操作都是基于單片機(jī)系統(tǒng)的自主操作，不用依靠人力天天盯著，這樣就大大的解放了我們的雙手。 （ 4）基于單片機(jī)的魚餌投食機(jī)和普通投食機(jī)的區(qū)別，一個(gè)就是投食距離，普通的投食機(jī)只能投喂小范圍的魚餌，新型魚餌機(jī)可以根據(jù)池塘的大小投喂不同的距離，再一個(gè)就是新型投餌機(jī)可以做到定時(shí)、定量 ... 研 究方法 在寫論文時(shí)我們采取了以下幾種研究方法： （ 1）調(diào)查法，這是最普通的一種方法，也是最普遍的，前期我們采取問卷調(diào)查的方式對一些漁民進(jìn)行了走訪，然后對于他們現(xiàn)在用的魚兒投食機(jī)的一些優(yōu)點(diǎn)或者不足做了記錄。 （ 2）實(shí)驗(yàn)法，這個(gè)在本系統(tǒng)中是主要的研究方法，我們在實(shí)驗(yàn)中人為的改變對象的存在方式、變化過程使它服從于科學(xué)認(rèn)識(shí)的需要。我們做科學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的就是根據(jù)研究的需要借助各種方法技術(shù)減少或消除各種可能影響結(jié)果的無關(guān)因素的干擾，以此來確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的權(quán)威性。 （ 3）文獻(xiàn)研究法，文獻(xiàn)研究是為了給我們 提供一些理論的基礎(chǔ)，我們通過網(wǎng)上或者在圖書館對于一些資料的查詢可以讓我們少走許多的彎路，在研究過程中我們會(huì)遇到大大小小的問題，這時(shí)我們可以通過此種方法來解決困難，另外我們還可以通過文獻(xiàn)查閱來了解問題的歷史和現(xiàn)狀，以及找到解決困難的方法。 （ 4）實(shí)證研究法，再完美的理論數(shù)據(jù)也不能作為實(shí)際數(shù)據(jù)，當(dāng)我們的研究完成時(shí)我們必須通過實(shí)證來證明我們研究的正確性，通過不斷的實(shí)北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 11 證實(shí)驗(yàn)來提高我們理論數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的契合度，只有這樣我們才能讓我們的研究接近實(shí)際，應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，而不是紙上談兵。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 12 第 2 章 基于單片機(jī)研究的魚餌投食機(jī)的概況 第 節(jié) 魚餌投食機(jī)的總框架圖 在本系統(tǒng)中基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的魚用投餌機(jī)主要是由輸送系統(tǒng)和投餌系統(tǒng)這兩大兩部分組成的。 系統(tǒng)中輸送系統(tǒng)是由輸送減速電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)式供料器來進(jìn)行物料輸送的 。在 輸送攪龍的引導(dǎo)下飼料從料斗順利落到高速旋轉(zhuǎn)的葉輪盤上。輸送減速電機(jī)的轉(zhuǎn)速是恒定的，其運(yùn)行時(shí)間的長短決定了供料的多少。在此系統(tǒng)中投餌系統(tǒng)采用的是離心拋料裝置，讓投餌電機(jī)帶動(dòng)葉輪盤為魚餌提供初始的運(yùn)行速度。投餌電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了投餌的遠(yuǎn)近。 第 節(jié) 技術(shù)指標(biāo) 220V 70W 18W 450 650 980mm 40kg 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 13 載 料 100kg 12m，弧度為 110 24h 當(dāng)前漁業(yè)養(yǎng)殖行業(yè)中對魚類優(yōu)良品種的開發(fā)、引進(jìn)、培育的技術(shù)已達(dá)到很高的水準(zhǔn)，另外在飼料加工，技術(shù)、設(shè)備等方面也有了很大的提 升，相對來說，在漁業(yè)養(yǎng)殖過程中對提高生產(chǎn)效率和提高飼料利用率方面卻顯得跟不上時(shí)代的步伐。就目前來說還有特別多的漁業(yè)養(yǎng)殖場、戶都是使用人工投喂魚料，一方面要浪費(fèi)大量的勞動(dòng)力，增加非常多的資金投入，另外一方面人工投喂這項(xiàng)工作是一項(xiàng)非常簡單重復(fù)的事情，工人在從事人工投喂長時(shí)間的單調(diào)工作中，工人很容易受到各種外在因素的影響，使得飼料白白浪費(fèi)掉，飼料的有效利用效率得不到保證，可以毫不客氣的說，與人工投喂比較，在一個(gè)池塘養(yǎng)殖相同的魚類品種、使用相同的飼料、飼料使用量相同的情況下，使用基于單片機(jī)自動(dòng)化控制程度高的自動(dòng)投餌 機(jī)能 基于單片機(jī)控制設(shè)計(jì)的葉輪式喂料器全自動(dòng)投餌機(jī)具有定時(shí)、定量、定位以及拋撒面積寬、拋撒均勻，少量多次投喂等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)使得池塘里的魚攝食均勻，這樣就避免了有的魚吃的過多，有的魚吃不到飼料這種現(xiàn)象，這樣可以減少飼料的浪費(fèi)，飼料在魚的消化道中停留時(shí)間延長利于魚的消化吸收能使魚得到更多的營養(yǎng)，從而可以有效得提高飼料的利用率，而且在整個(gè)過程中一切的運(yùn)行都是自主完成的，這樣我們就可以完全擺脫人工喂食的束縛，充分的解放自己。另外，我們還可通過自己調(diào)整日投餌量來滿足不 同魚類的養(yǎng)殖品種以及不同生長時(shí)期、不同季節(jié)的魚類，這樣我們就不用擔(dān)心由于操作不當(dāng)而導(dǎo)致魚類的死亡了，從而提高了飼料利用率和魚類的存活率，促進(jìn)了魚的生長，使不同時(shí)期的魚都能按照一樣的速度生長，這也是有效地提高飼料的利用效率減少了人力資源的浪費(fèi)。由基于單片機(jī)控制的葉輪式喂料器全自動(dòng)投餌機(jī)，使用它所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是非常顯著的，說白了就是從提高飼料利用率和降低勞動(dòng)投入成本這兩方面來增加養(yǎng)魚人的收入。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 14 第 節(jié) 投食機(jī)的參數(shù)指標(biāo) （ 1）投餌機(jī)裝餌容積，就目前來說我國的網(wǎng)箱養(yǎng)魚生產(chǎn)中等產(chǎn)魚在 8 萬斤 /畝 ,折合起來 3000 斤 /箱，投餌料密度自行測定、最高投餌量占魚體重量的 4 倍 ,這么計(jì)算下來盛裝餌料容積以 米 /盆是最適當(dāng)?shù)?。否則 ,容積過小勢必會(huì)增加人工裝餌的次數(shù) ,這樣勞動(dòng)力就浪費(fèi)了 ,另外容積太大的話又會(huì)增加網(wǎng)箱的負(fù)重 ,這樣會(huì)對投餌機(jī)的結(jié)構(gòu)形狀產(chǎn)生一定的符合，嚴(yán)重的可能會(huì)損壞投餌機(jī)的結(jié)構(gòu) ,現(xiàn)今國內(nèi)普遍都采用長方體 ,假如我們統(tǒng)一改為圓柱體 ,則具有省料、強(qiáng)度大、穩(wěn)定性而且在以后的更換或者維護(hù)中更能統(tǒng)一維護(hù) ,還有就是對于惡劣環(huán)境比如在風(fēng)浪大、浮力有限的網(wǎng)箱中使 用有著更為明顯的便利。 （ 2）動(dòng)力投餌機(jī)大多數(shù)用于水庫網(wǎng)箱養(yǎng) 魚行業(yè) ,并且大多數(shù)水庫養(yǎng)魚單位對于要在水面上架設(shè)動(dòng)力電線路感到無法做到而且在水面上架設(shè)動(dòng)力電線路對于環(huán)境的要求也比較嚴(yán)格。因此 ,在設(shè)備中采用小功率直流電或蓄電池作為動(dòng)力源 ,對于一些大型的企業(yè)來說是非常必要的因?yàn)榘踩愿叨蚁鄬Ψ€(wěn)定。如今國內(nèi)現(xiàn)有的投餌機(jī)大多數(shù)采用半自動(dòng)控制系統(tǒng) ,人為地進(jìn)行關(guān)、啟 ,這樣就會(huì)形成大量的人力資源的不必要使用。我們一般可以采用全自動(dòng)控制 ,以光 電管作為啟動(dòng)主開關(guān) ,以脈沖、鐘控等作為延時(shí)控制 ,這樣 ,我們既節(jié)省了人力資源 ,又可以自主控制投喂次數(shù)，投喂時(shí)間和間隔時(shí)間。 （ 3）投餌 量，養(yǎng)殖方式、 池塘大小和魚類品種的不同 ,決定了餌料投用量的不同。采用直流電機(jī)的調(diào)速反饋系統(tǒng) ,我們可以 根據(jù)自己的需要來決定投餌量的多少 ,使基于單片機(jī)的投餌機(jī)被養(yǎng)魚用戶廣泛應(yīng)用。 （ 4）投餌面積，投餌面積撒布的大小 ,即池塘所有魚索餌聚集面積 , 投餌面積對于每尾魚是否同步生長有著非常重要的影響，如果投餌面積小那么個(gè)體弱小的魚老是不能及時(shí)的吃到足夠的魚料 ,而個(gè)體強(qiáng)壯的魚則吃得過多 ,同一時(shí)期的魚在抓捕時(shí)就會(huì)出現(xiàn)個(gè)頭懸殊的現(xiàn)象。要想解決這個(gè)間題就必須使投