CN112889732A - 一种鱼体分级测产装置及分级测产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种鱼体分级测产装置及分级测产方法，鱼体分级测产装置包括机架，机架上设有分级机构、排鱼机构、多个排序机构和多个计量机构；计量机构包括测产板和上位机，测产板倾斜地设置在机架上，测产板上设有加速度传感器和三轴角速度传感器，加速度传感器和三轴角速度传感器均与上位机电连接。分级机构将鱼群分为多个等级，各个等级的鱼群分别落入对应的排序机构中，排序机构则使鱼群逐个通过，然后掉落在计量机构中的测产板上，最终得到各等级鱼体的数量、各等级鱼体的质量总和、整个鱼群的总数量以及整个鱼群的总质量。与人工采集信息相比，上述过程效率更高，操作人员的劳动强度更小，且不受人为误差的影响，准确度更高。
Description
技术领域
本发明涉及水产养殖领域，尤其涉及一种鱼体分级测产装置及分级测产方法。
背景技术
水产养殖是渔业的重要组成部分，捕捞测产信息采集系统则是精细养殖的关键之一。捕捞测产信息采集系统能够有效地评价当期养殖的投入产出比，实现渔业信息化基础建设，指导渔民合理投入生产资料以节省资金、提高效益。
在养殖过程中，投饲不均、鱼体增长差异性及摄食竞争等因素都会导致养殖期鱼体的质量和大小呈差别式增长。因此，捕捞鱼群并获取测产信息时，首先要将鱼群分级，然后对每一级鱼体的数量和质量进行统计。
现有的信息采集手段以人工为主，效率低下，劳动强度大，并且会因为人为误差导致测产结果的准确度降低。
发明内容
为了解决现有技术中人工采集信息效率低下，劳动强度大，且准确度低的问题，本发明的目的之一是提供一种鱼体分级测产装置。
本发明提供如下技术方案：
一种鱼体分级测产装置，包括机架，所述机架上设有分级机构、排鱼机构、多个排序机构和多个计量机构；
所述分级机构用于使鱼群按照体厚渐变的顺序依次排列，并将鱼群分为多个等级；
多个所述排序机构分别用于承接各个等级的鱼群，并允许鱼群逐个通过；
多个所述计量机构与多个所述排序机构分别对应，所述计量机构包括测产板和上位机，所述测产板倾斜地设置在所述机架上，所述测产板上设有加速度传感器和三轴角速度传感器，所述测产板用于承受来自于所述排序机构的鱼体的冲击，所述加速度传感器和所述三轴角速度传感器用于采集所述测产板的冲击振动信号，所述加速度传感器和所述三轴角速度传感器均与所述上位机电连接，并将所述冲击振动信号传输至所述上位机；
所述排鱼机构用于收集从所述测产板上滑下的鱼体并将鱼体排出。
作为对所述鱼体分级测产装置的进一步可选的方案，所述机架上设有阻尼缓冲器和弹簧，所述测产板与所述机架转动连接，所述测产板与所述弹簧相连，并在所述弹簧的驱使下搭接在所述阻尼缓冲器上。
作为对所述鱼体分级测产装置的进一步可选的方案，所述排序机构包括承接斗，所述承接斗与所述机架相连，所述承接斗的底端接有出鱼管，所述承接斗的顶端设有侧板，所述侧板竖直，所述侧板沿所述承接斗的周向设置。
作为对所述鱼体分级测产装置的进一步可选的方案，所述分级机构包括至少一个分级辊组和多个分级挡板；
所述分级辊组包括两个分级辊，所述分级辊与水平面之间的夹角大于鱼体与所述分级辊之间的摩擦角，两个所述分级辊在水平面上的投影呈扇形排列，且两个所述分级辊顶端的间距小于底端的间距；
所述分级挡板位于所述分级辊的下方，多个所述分级挡板所述扇形的径线方向排列，所述分级挡板与所述排序机构分别对应，所述分级挡板用于引导鱼体落入对应的所述排序机构。
作为对所述鱼体分级测产装置的进一步可选的方案，所述分级挡板与所述机架可拆卸连接，当所述分级挡板不与所述机架固定时，所述分级挡板滑动设置在所述机架上。
作为对所述鱼体分级测产装置的进一步可选的方案，所述分级机构还包括电机，所述电机驱使所述分级辊旋转，且两个所述分级辊相对侧的线速度向上，所述机架上转动架设有多个相互平行的转轴，所述转轴与所述分级辊分别对应，所述转轴与对应的所述分级辊之间通过万向联轴器相连，所述转轴上套设有同步轮，所述电机的机轴上套设有皮带轮，所述皮带轮与所述同步轮上绕设有双面齿同步带，所述分级辊背向所述转轴的一端通过杆端轴承架设在所述机架上，所述分级辊与所述杆端轴承之间设有万向联轴器，所述机架上设有螺纹杆，所述螺纹杆沿竖直方向设置，所述螺纹杆滑动穿设于所述杆端轴承上，所述螺纹杆上成对套设有螺母，两个所述螺母分别位于所述杆端轴承的上方和下方。
作为对所述鱼体分级测产装置的进一步可选的方案，所述分级机构还包括多个支撑筒，所述支撑筒与所述机架相连，所述支撑筒与所述分级辊分别对应且平行，所述支撑筒位于对应的所述分级辊的正上方，所述支撑筒内设有供水管道，所述支撑筒的侧面开设有出水口，所述支撑筒的两侧分别设有引流板，两个所述引流板底端的距离小于所述分级辊的直径。
作为对所述鱼体分级测产装置的进一步可选的方案，所述分级辊组设有至少两个，所述机架上设有分流机构，所述分流机构包括第一托板，所述第一托板上设有鱼通道，所述鱼通道与水平面之间的夹角大于鱼体与所述鱼通道的内壁之间的摩擦角，所述鱼通道与所述分级辊组分别对应，所述鱼通道的底端位于对应的所述分级辊组的顶部上方，相邻两个所述鱼通道的顶端之间设有分流板，所述鱼通道的横截面呈V型。
作为对所述鱼体分级测产装置的进一步可选的方案，所述分流机构还包括壳体，所述壳体上设有进鱼口和排水口，所述进鱼口接有吸鱼泵，所述第一托板与所述壳体的内壁相连，且所述第一托板与所述进鱼口之间设有第二托板，所述第二托板上设有多个漏水孔，所述排水口位于所述第二托板的正下方，所述第一托板沿所述鱼通道长度方向的一端与所述壳体转动连接，所述第一托板的另一端与所述壳体可拆卸连接。
本发明的另一目的是提供一种分级测产方法。
本发明提供如下技术方案：
一种分级测产方法，应用于上述鱼体分级测产装置，所述分级测产方法包括：
依次将多个不同等级且已知质量的鱼体放入所述鱼体分级测产装置，当所述测产板被跌落的鱼体冲击而振动时，通过所述加速度传感器和所述三轴角速度传感器采集冲击振动信号，由所述上位机标定所述冲击振动信号与跌落鱼体质量之间的模型；
记鱼体跌落在所述测产板上为落鱼事件，根据所述模型设定多个阈值，各个所述阈值与各个等级分别对应，所述阈值为对应等级的鱼体发生所述落鱼事件时产生的所述冲击振动信号的最小值；
将待测的鱼群放入所述鱼体分级测产装置，各个所述加速度传感器和所述三轴角速度传感器采集所述冲击振动信号，并将所述冲击振动信号传输至对应的所述上位机；
所述上位机将所述冲击振动信号与对应的所述阈值相比较，当所述冲击振动信号大于等于对应的所述阈值时，判断所述落鱼事件发生，并记录所述冲击振动信号的峰值，根据所述峰值和所述模型得出所述落鱼事件中鱼体的质量；
所述上位机记录所述落鱼事件的发生次数，作为对应等级的鱼体数量，所述上位机将同一等级的各个所述落鱼事件中鱼体的质量累加，作为对应等级的鱼体质量总和，所述上位机将各个等级的所述鱼体数量累加，作为鱼体总数量，所述上位机将各个等级的所述鱼体质量总和累加，作为鱼体总质量。
本发明的实施例具有如下有益效果：
操作人员将捕捞的鱼群放入鱼体分级测产装置后，鱼体分级测产装置中的分级机构使鱼群按照体厚渐变的顺序依次排列，并将鱼群分为多个等级。各个等级的鱼群分别落入对应的排序机构中，排序机构则使鱼群逐个通过，然后掉落在计量机构中的测产板上。鱼体冲击测产板，使测产板振动，设置在测产板上的加速度传感器和三轴角速度传感器采集对应的冲击振动信号，并将冲击振动信号传输至上位机，上位机根据冲击振动信号的峰值得出对应的鱼体质量，符合条件的峰值的数量即为鱼体质量，最终得到各等级鱼体的数量、各等级鱼体的质量总和、整个鱼群的总数量以及整个鱼群的总质量。与人工采集信息相比，上述过程效率更高，操作人员的劳动强度更小，且不受人为误差的影响，准确度更高。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例1提供的一种鱼体分级测产装置的整体结构示意图；
图2示出了本发明实施例1提供的一种鱼体分级测产装置中分流机构的结构示意图；
图3示出了本发明实施例1提供的一种鱼体分级测产装置中分级辊组的结构示意图；
图4示出了本发明实施例1提供的一种鱼体分级测产装置中电机与转轴之间连接关系示意图；
图5示出了本发明实施例1提供的一种鱼体分级测产装置中支撑筒的结构示意图；
图6示出了本发明实施例1提供的一种鱼体分级测产装置中排序机构的结构示意图；
图7示出了本发明实施例1提供的一种鱼体分级测产装置中计量机构的结构示意图；
图8示出了本发明实施例2提供的一种分级测产方法的步骤流程图；
图9示出了本发明实施例2提供的一种分级测产方法中落鱼事件的判断流程图。
主要元件符号说明：
100-机架；110-万向轮；200-吸鱼泵；300-分流机构；310-壳体；320-第一托板；321-鱼通道；322-分流板；323-导流板；330-第二托板；400-分级机构；410-分级辊组；411-分级辊；420-分级挡板；430-电机；431-皮带轮；432-双面齿同步带；440-转轴；441-同步轮；450-杆端轴承；460-螺纹杆；470-支撑筒；471-引流板；480-供水管道；500-排序机构；510-承接斗；520-出鱼管；530-侧板；600-计量机构；610-计量基座；611-安装座；620-测产板；630-加速度传感器；640-三轴角速度传感器；650-阻尼缓冲器；660-弹簧；700-排鱼机构；710-集鱼槽。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
请一并参阅图1至图7，本实施例提供一种鱼体分级测产装置，主要应用于水产养殖行业，在鱼群被捕捞上来之后获取鱼群的测产信息。鱼体分级测产装置包括长条形的机架100，机架100上设有分流机构300、分级机构400、排鱼机构700、多个排序机构500和多个计量机构600。鱼群经过分流机构300后，分为多路并行进入分级机构400，被分级机构400按照体厚的不同分为多个等级，然后分别进入对应的排序机构500。排序机构500将对应等级的鱼体排序，使鱼体逐个进入计量机构600，由计量机构600计量每个鱼体的质量和该等级的鱼体的数量，最后由排鱼机构700将鱼体排出。
具体地，分流机构300包括壳体310，壳体310位于机架100上沿机架100长度方向的一端，与机架100之间通过焊接或螺栓连接的方式固定。
壳体310上开设有两个进鱼口，两个进鱼口位于壳体310上沿机架100长度方向的一端，且进鱼口远离机架100的中部设置。进鱼口处接有吸鱼泵200，吸鱼泵200将海水泵入壳体310内，待测鱼群则混杂在海水中一并进入壳体310。
在实际使用时，若吸鱼泵200的功率较大，或者待测鱼群的数量较少，则仅在其中一个进鱼口处连接吸鱼泵200即可。若吸鱼泵200的功率较小，或者待测鱼群的数量较多，则两个进鱼口分别接上一个吸鱼泵200。
壳体310内设置有第一托板320和第二托板330，第一托板320和第二托板330沿机架100的长度方向排列，且第二托板330位于第一托板320与进鱼口之间。此外，壳体310的侧壁上还开设有出鱼口，且出鱼口设置在第一托板320背向第二托板330的一侧。
鱼群从进鱼口进入壳体310后，依次在第二托板330和第一托板320上滑行，然后从出鱼口离开壳体310内部。
第二托板330上设有多个漏水孔，各个漏水孔阵列排布。此外，壳体310的底面上还开设有排水口，且排水口位于第二托板330的正下方，排水口处接有排水管道等结构。
当鱼群在第二托板330上滑行的过程中，海水从各个漏水孔中渗过，然后由排水口排出壳体310，鱼群则继续向前滑行至第一托板320上。
在本实施例中，第二托板330采用筛网，且筛网的孔径远小于待测鱼群中质量最小的鱼体的体厚，只需使海水中的杂质随海水一并渗过即可。
第一托板320上设有鱼通道321，鱼通道321与水平面之间的夹角大于鱼体与鱼通道321的内壁之间的摩擦角，且鱼通道321朝向第二托板330的一端高于另一端，以保证鱼体进入鱼通道321之后能够顺利地滑下。
此外，鱼通道321的数量至少为两个，相邻两个鱼通道321的顶端之间设置有分流板322。分流板322上平行于第一托板320的截面为三角形，且三角形的尖端朝向第二托板330。
鱼群从第二托板330滑至第一托板320后，被分流板322分开，分别进入各个鱼通道321。
在本实施例中，鱼通道321的数量为五个，分流板322的数量则为四个，且第一托板320的两侧分别设有导流板323。两块导流板323朝向第二托板330的一端均与壳体310的内壁相接，两块导流板323背向第二托板330的一端则相互靠拢，并分别与外围鱼通道321的侧壁相连。
进一步地，鱼通道321的横截面呈V型，用于调整鱼体姿态。
进一步地，第一托板320倾斜设置，从而使得鱼通道321与水平面之间呈一定夹角。
进一步地，第一托板320朝向第二托板330的一端与壳体310的内壁转动连接，如通过铰链连接等。第一托板320背向第二托板330的一端与壳体310的内壁可拆卸连接，如螺栓连接或者销轴连接等。其中，若第一托板320与壳体310通过螺栓连接，则壳体310上开设有可容螺栓穿过的弧形槽；若第一托板320与壳体310通过销轴连接，则壳体310上开设有至少两个可容销轴穿过的通孔。
将第一托板320背向第二托板330的一端从壳体310上解下后，可以转动第一托板320，调整鱼通道321与水平面之间的夹角，然后再将第一托板320固定在壳体310上。例如，使鱼通道321与水平面之间的夹角增大，则能够加快鱼体在鱼通道321内滑行的速度，进而提高测产效率。
具体地，分级机构400主要包括多个分级辊组410和多个分级挡板420。分级辊组410使鱼群沿第一方向按照体厚由小到大的顺序依次排列，分级挡板420则沿第一方向将鱼群分为多个等级。
分级辊组410的数量与鱼通道321的数量相同，也设置为五个，且五个分级辊组410与五个鱼通道321分别对应。
每个分级辊组410包括两个分级辊411，两个分级辊411均倾斜设置，分级辊411的顶部位于对应的鱼通道321的底端的下方，且鱼通道321与对应的两个分级辊411之间的空隙对齐。各个鱼通道321内的鱼体从出鱼口离开壳体310内部后，掉落在对应的分级辊411上，背两个分级辊411托起。
分级辊411与水平面之间的夹角大于鱼体与分级辊411之间的摩擦角，以保证掉落在分级辊411上的鱼体能够顺利地沿分级辊411下滑。
两个分级辊411在水平面上的投影呈扇形排列，且两个分级辊411顶端的间距小于待测鱼群中质量最小的鱼体的体厚，两个分级辊411底端的间距则大于待测鱼群中质量最大的鱼体的体厚。此外，五个分级辊组410在水平面上的投影也呈扇形排列。
待测鱼群掉落在分级辊411上时，鱼体的体厚大于两个分级辊411的间距，无法从两个分级辊411之间掉落。随着鱼体逐渐下滑，两个分级辊411的间距不断增大，体厚略小于两个分级辊411间距的鱼体不断掉落。最终，鱼群中的各个鱼体沿第一方向按照体厚由小到大的顺序依次排列。
进一步地，当鱼体的体厚略大于两个分级辊411的间距时，鱼体与分级辊411之间容易形成过盈配合，导致鱼体卡住，为了避免这种情况，分级机构400还包括电机430。
电机430设置在机架100上，驱使分级辊411旋转，且两个分级辊411相对侧的线速度向上，能够将卡住的鱼体向上推出。
在本实施例中，采用一个电机430驱动五个分级辊组410，以简化结构，降低成本。
为了实现这一功能，机架100上转动架设有十个转轴440。十个转轴440均沿机架100的长度方向设置，并沿机架100的宽度方向排列，每个转轴440上均套设有同步轮441。电机430的机轴也沿机架100的长度方向设置，电机430的机轴上套设有皮带轮431。皮带轮431和各个同步轮441上绕设有双面齿同步带432，且双面齿同步带432呈S型绕过各个同步轮441。
开启电机430后，经由皮带轮431、双面齿同步带432和同步轮441传动，各个转轴440同步旋转，且相邻两个转轴440的旋转方向相反。
十个分级辊411与十个转轴440分别对应，且分级辊411与转轴440之间通过万向联轴器相连。
进一步地，分级辊411为空心圆柱辊，各个分级辊411的内径相等，外径也相等。分级辊411的两端分别焊接有圆柱形的轴，位于分级辊411顶端的轴通过万向联轴器与转轴440相连，位于分级辊411底端的轴则通过万向联轴器与杆端轴承450相连，进而通过杆端轴承450与机架100相连。
进一步地，为了调节分级辊411与水平面之间的夹角，在机架100上成对设置有螺纹杆460。螺纹杆460沿竖直方向设置，其底端与机架100焊接固定，螺纹杆460滑动穿设于杆端轴承450上。螺纹杆460上套设有两个螺母，两个螺母分别位于杆端轴承450的上方和下方。此外，杆端轴承450与对应的万向联轴器具有沿杆端轴承450轴向的自由度。
操作人员能够调整杆端轴承450在螺纹杆460上的位置，进而改变分级辊411底端的高度，最终调整分级辊411与水平面之间的夹角。在此过程中，杆端轴承450与对应的万向联轴器沿杆端轴承450的轴向发生相对滑移。
在本实施例中，分级辊411与水平面之间的夹角大于等于8°。
进一步地，机架100上通过焊接或者栓接等方式固定有安装基座，安装基座上开设有条形槽，且条形槽的长边与机架100的宽度方向平行。相应地，电机430通过螺栓和螺母固定在安装基座上，螺栓从条形槽内穿过。
拧松该螺母后，沿机架100的宽度方向调整电机430的位置，同时带动螺栓在条形槽内滑移，可以调节双面齿同步带432的张弛度。调节结束后，再次将螺栓拧紧即可。
进一步地，鱼群与海水分离后，鱼体表面分泌的黏液逐渐干固，不利于鱼体在分级辊411上的滑移。为解决这一问题，分级机构400还包括设置在机架100上的十个支撑筒470。十个支撑筒470与十个分级辊411分别对应，支撑筒470与对应的分级辊411平行，并位于对应的分级辊411的正上方。
支撑筒470的两端分别贯穿有螺杆，机架100上成对焊接有连接板。螺杆沿机架100的宽度方向设置，并从连接板上穿过，然后套上螺母，即可将支撑筒470与机架100固定连接。
支撑筒470的横截面呈等腰三角形，支撑筒470的两侧分别设有引流板471。引流板471沿支撑筒470的侧面向下延伸，与支撑筒470的侧面焊接固定或者一体成型。此外，两个引流板471底端的距离小于分级辊411的外径。
支撑筒470内设置有供水管道480，供水管道480的管壁上开设有多个通孔，支撑筒470的两侧面则分别开设有多个出水口，且出水口与通孔分别对应且齐平。
使用时，输送至供水管道480内的水从通孔溢出，进入支撑筒470内后从出水口溢出，沿支撑筒470的侧面和引流板471淌下，从而将分级辊411上的鱼群润湿，保持鱼体与分级辊411之间的润滑。
进一步地，电机430位于壳体310的正下方，避免海水和用于润滑鱼群的水浸入电机430。
分级挡板420设有四个，四个分级挡板420位于各个分级辊411的下方，并沿第一方向排列。从分级辊411之间掉落的鱼体分别落入四个分级挡板420所在的区域，进而分为四个等级。
在本申请的其它实施例中，分级挡板420的数量也可以为三个、五个、六个等。
进一步地，分级挡板420与机架100可拆卸连接，且当分级挡板420不与机架100固定时，分级挡板420沿机架100的长度方向滑动设置在机架100上。
例如，分级挡板420与机架100之间通过螺栓连接，机架100上则开设有腰型槽。腰型槽的长边与机架100的长度方向平行，螺栓则同腰型槽内穿过。
使用前，操作人员将鱼体按照质量的不同分为四个等级，以相邻两个等级的鱼体的质量界限为基础，根据鱼体的体厚与质量关系，计算出相邻两个等级的鱼体的体厚界限。最后调整分级挡板420的位置，使分级挡板420顶端正上方处两个分级辊411的间距等于该体厚界限。
具体地，排序机构500设有四个，与四个分级挡板420分别对应，分级挡板420底端朝向排序机构500倾斜，引导鱼体滑落至对应的排序机构500。
每个排序机构500均由承接斗510、出鱼管520和侧板530组成。承接斗510与机架100焊接或者栓接固定，沿分级挡板420滑落的鱼体进入承接斗510内，沿承接斗510的内壁继续下滑。
出鱼管520的顶端与承接斗510的底端焊接或者法兰连接，出鱼管520的截面呈椭圆状，允许对应等级下的鱼体逐个通过。
侧板530竖直，其底端与承接斗510的顶端焊接固定，且侧板530沿承接斗510的周向设置，避免落入承接斗510的鱼体跳出。
具体地，计量机构600设置有四个，与四个排序机构500分别对应，且计量机构600设置在对应的排序机构500下方。
计量机构600包括计量基座610和上位机。计量基座610上通过螺栓连接有安装座611，安装座611则与机架100焊接或者栓接固定，进而将计量基座610与机架100固定。
计量基座610上设置有测产板620，测产板620倾斜设置，并与出鱼管520的底端出口正对，四个测产板620位于同一高度处。从出鱼管520滑落的鱼体掉落在测产板620上，使测产板620振动。
测产板620的下表面栓接或者胶接有加速度传感器630和三轴角速度传感器640，加速度传感器630和三轴角速度传感器640均与上位机电连接。加速度传感器630和三轴角速度传感器640采集测产板620的冲击振动信号，并将冲击振动信号传递给上位机，由上位机判断测产板620是否收到鱼体冲击，以及冲击在测产板620上的鱼体的质量。
在本实施例中，加速度传感器630和三轴角速度传感器640均电连接单片机，单片机则电连接有NB-Iot(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)模块，NB-Iot模块与上位机无线连接。
测产板620受到鱼体的冲击时，加速度传感器630和三轴角速度传感器640会采集到峰值信号。为了使该峰值信号的衰减速度加快，以免某一鱼体跌落至测产板620上产生的冲击振动信号与上一条鱼体未衰减完全的冲击振动信号波形叠加导致该鱼体的质量判断过大，在本实施例中，计量基座610上设置有阻尼缓冲器650。
阻尼缓冲器650沿竖直方向设置，阻尼缓冲器650滑动穿设于计量基座610上，阻尼缓冲器650上套设有两个螺母。两个螺母与阻尼缓冲器650螺纹配合，并分别夹于计量基座610两侧。
测产板620的顶端通过合页与计量基座610转动连接，阻尼缓冲器650的顶端则与测产板620底部的下表面相抵。此外，计量基座610上还设置有弹簧660，弹簧660的底端与计量基座610焊接固定，顶端则与测产板620的下表面焊接固定，牵引测产板620搭接在阻尼缓冲器650上。
测产板620在振动过程中，会向下挤压阻尼缓冲器650，阻尼缓冲器650内部的阻尼则迅速地将测产板620的动能转化为内能，从而使测产板620快速恢复，对应的冲击振动信号也迅速衰减。
具体地，排鱼机构700包括四个集鱼槽710和一个输鱼管道(图中未示出)。
四个集鱼槽710与四个计量机构600分别对应，且集鱼槽710设置在对应的计量机构600的下方。从测产板620上滑落的鱼体进一步落入对应的集鱼槽710内，由集鱼槽710收集起来。
集鱼槽710倾斜设置，各个集鱼槽710的底端均与输鱼管道相连，集鱼槽710收集到的鱼体则在输鱼管道内汇聚，输鱼管道将经过测产的鱼体排至储鱼地等处。
机架100底端安装有四个万向轮110，便于操作人员将本鱼体分级测产装置移动至适宜地点进行分级测产作业。
使用时，操作人员通过吸鱼泵200将待测鱼群泵入分流机构300。分流机构300将鱼群与海水分离后，使鱼群分为五路并行进入分级机构400。分级机构400使鱼群沿第一方向按照体厚由小到大的顺序依次排列，并沿第一方向将鱼群分为多个等级，各个等级的鱼群分别落入对应的排序机构500中。排序机构500使鱼群逐个通过，然后掉落在计量机构600中的测产板620上，由计量机构600记录鱼体的质量和数量。最终，排鱼机构700将经过测产的鱼体收集并排除。
与人工采集信息相比，上述过程效率更高，操作人员的劳动强度更小，且不受人为误差的影响，准确度更高。
实施例2
请一并参阅图8和图9，本实施例提供一种应用于上述鱼体分级测产装置的分级测产方法，包括如下步骤：
S1，依次将多个不同等级且已知质量的鱼体放入所述鱼体分级测产装置，当所述测产板620被跌落的鱼体冲击而振动时，通过所述加速度传感器630和所述三轴角速度传感器640采集冲击振动信号，由所述上位机标定所述冲击振动信号与跌落鱼体质量之间的模型。
首先，拆下吸鱼泵200之后向进鱼口内放入不同质量的鱼体，观察鱼体在第一托板320、分级辊411上的滑落情况，调节第一托板320和分级辊411至合适的倾角。
然后，按照质量由小到大的顺序，依次放入多个已知质量的鱼体，使鱼体逐个跌落在测产板620上。鱼体自离开鱼通道321开始，到跌落在测产板620上为止，其重力势能不断地转化为动能，与测产板620接触之前具有一定的初速度。
另一方面，鱼体在分级辊411、分级挡板420、承接斗510和出鱼管520等结构上滑移时所受的摩擦力很小，即动能损耗少。因此，认为鱼体的初速度仅与鱼通道321和测产板620之间的高度差有关，不同质量的鱼体具有相同的初速度，误差则在可接受的范围内。
记鱼体跌落至测产板620上前后的速度差值为Δv，则不同质量的鱼体具有相同的Δv，视为常数。根据冲量定理，F＝m*Δv，在Δv为常数的情况下，冲量F与鱼体的质量呈正相关，故鱼体跌落在测产板620上时产生的冲击振动信号的峰值也与鱼体的质量线性相关。
采集鱼体跌落在测产板620上时产生的冲击振动信号的峰值，以鱼体的质量为横坐标，以冲击振动信号的峰值为纵坐标，进行峰值与质量的数学关系拟合，得到上述模型。
S2，记鱼体跌落在所述测产板620上为落鱼事件，根据所述模型设定多个阈值，各个所述阈值与各个等级分别对应，所述阈值为对应等级的鱼体发生所述落鱼事件时产生的所述冲击振动信号的最小值。
S3，将待测的鱼群放入所述鱼体分级测产装置，各个所述加速度传感器630和所述三轴角速度传感器640采集所述冲击振动信号，并将所述冲击振动信号传输至对应的所述上位机。
进一步地，各个加速度传感器630和三轴角速度传感器640采集冲击振动信号后，先将冲击振动信号去零点降噪，然后进行高通滤波，并对冲击振动信号进行缓存，最后将缓存的数据传输给上位机。
S4，所述上位机将所述冲击振动信号与对应的所述阈值相比较，当所述冲击振动信号大于等于对应的所述阈值时，判断所述落鱼事件发生，并记录所述冲击振动信号的峰值，根据所述峰值和所述模型得出所述落鱼事件中鱼体的质量。
具体地，上位机接受缓存数据后，对缓存数据进行检测。当时域峰值超过标定阈值时，扫描测产信号，当冲击振动信号的值大于等于阈值时，判断落鱼事件发生。上位机判断落鱼事件发生后，去冲击振动信号在衰减期内的峰值，根据标定的模型，得出该峰值所对应的实际鱼体质量大小，记为m。
S5，所述上位机记录所述落鱼事件的发生次数，作为对应等级的鱼体数量，所述上位机将同一等级的各个所述落鱼事件中鱼体的质量累加，作为对应等级的鱼体质量总和，所述上位机将各个等级的所述鱼体数量累加，作为鱼体总数量，所述上位机将各个等级的所述鱼体质量总和累加，作为鱼体总质量。
具体地，在上位机中设置四个等级的鱼体数量分别为N1、N2、N3和N4，鱼体质量总和分别为M1、M2、M3和M4，且N1、N2、N3、N4、M1、M2、M3和M4的初始值均为0。
以第一个等级为例，当上位机检测到落鱼事件发生时，对N1自加1，并将对应的m1累加入M1中。或者，上位机记录对应的峰值，待检测结束后将各个峰值累加，然后转变为鱼体质量总和M1。
在此基础上，上位机将N1、N2、N3和N4累加，得到鱼体总数量，将M1、M2、M3和M4累加，得到鱼体总质量。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种鱼体分级测产装置，其特征在于，包括机架，所述机架上设有分级机构、排鱼机构、多个排序机构和多个计量机构；
所述分级机构用于使鱼群按照体厚渐变的顺序依次排列，并将鱼群分为多个等级；
多个所述排序机构分别用于承接各个等级的鱼群，并允许鱼群逐个通过；
多个所述计量机构与多个所述排序机构分别对应，所述计量机构包括测产板和上位机，所述测产板倾斜地设置在所述机架上，所述测产板上设有加速度传感器和三轴角速度传感器，所述测产板用于承受来自于所述排序机构的鱼体的冲击，所述加速度传感器和所述三轴角速度传感器用于采集所述测产板的冲击振动信号，所述加速度传感器和所述三轴角速度传感器均与所述上位机电连接，并将所述冲击振动信号传输至所述上位机；
所述排鱼机构用于收集从所述测产板上滑下的鱼体并将鱼体排出。
2.根据权利要求1所述的鱼体分级测产装置，其特征在于，所述机架上设有阻尼缓冲器和弹簧，所述测产板与所述机架转动连接，所述测产板与所述弹簧相连，并在所述弹簧的驱使下搭接在所述阻尼缓冲器上。
3.根据权利要求1所述的鱼体分级测产装置，其特征在于，所述排序机构包括承接斗，所述承接斗与所述机架相连，所述承接斗的底端接有出鱼管，所述承接斗的顶端设有侧板，所述侧板竖直，所述侧板沿所述承接斗的周向设置。
4.根据权利要求1所述的鱼体分级测产装置，其特征在于，所述分级机构包括至少一个分级辊组和多个分级挡板；
所述分级辊组包括两个分级辊，所述分级辊与水平面之间的夹角大于鱼体与所述分级辊之间的摩擦角，两个所述分级辊在水平面上的投影呈扇形排列，且两个所述分级辊顶端的间距小于底端的间距；
所述分级挡板位于所述分级辊的下方，多个所述分级挡板所述扇形的径线方向排列，所述分级挡板与所述排序机构分别对应，所述分级挡板用于引导鱼体落入对应的所述排序机构。
5.根据权利要求4所述的鱼体分级测产装置，其特征在于，所述分级挡板与所述机架可拆卸连接，当所述分级挡板不与所述机架固定时，所述分级挡板滑动设置在所述机架上。
6.根据权利要求4所述的鱼体分级测产装置，其特征在于，所述分级机构还包括电机，所述电机驱使所述分级辊旋转，且两个所述分级辊相对侧的线速度向上，所述机架上转动架设有多个相互平行的转轴，所述转轴与所述分级辊分别对应，所述转轴与对应的所述分级辊之间通过万向联轴器相连，所述转轴上套设有同步轮，所述电机的机轴上套设有皮带轮，所述皮带轮与所述同步轮上绕设有双面齿同步带，所述分级辊背向所述转轴的一端通过杆端轴承架设在所述机架上，所述分级辊与所述杆端轴承之间设有万向联轴器，所述机架上设有螺纹杆，所述螺纹杆沿竖直方向设置，所述螺纹杆滑动穿设于所述杆端轴承上，所述螺纹杆上成对套设有螺母，两个所述螺母分别位于所述杆端轴承的上方和下方。
7.根据权利要求4所述的鱼体分级测产装置，其特征在于，所述分级机构还包括多个支撑筒，所述支撑筒与所述机架相连，所述支撑筒与所述分级辊分别对应且平行，所述支撑筒位于对应的所述分级辊的正上方，所述支撑筒内设有供水管道，所述支撑筒的侧面开设有出水口，所述支撑筒的两侧分别设有引流板，两个所述引流板底端的距离小于所述分级辊的直径。
8.根据权利要求4所述的鱼体分级测产装置，其特征在于，所述分级辊组设有至少两个，所述机架上设有分流机构，所述分流机构包括第一托板，所述第一托板上设有鱼通道，所述鱼通道与水平面之间的夹角大于鱼体与所述鱼通道的内壁之间的摩擦角，所述鱼通道与所述分级辊组分别对应，所述鱼通道的底端位于对应的所述分级辊组的顶部上方，相邻两个所述鱼通道的顶端之间设有分流板，所述鱼通道的横截面呈V型。
9.根据权利要求8所述的鱼体分级测产装置，其特征在于，所述分流机构还包括壳体，所述壳体上设有进鱼口和排水口，所述进鱼口接有吸鱼泵，所述第一托板与所述壳体的内壁相连，且所述第一托板与所述进鱼口之间设有第二托板，所述第二托板上设有多个漏水孔，所述排水口位于所述第二托板的正下方，所述第一托板沿所述鱼通道长度方向的一端与所述壳体转动连接，所述第一托板的另一端与所述壳体可拆卸连接。
10.一种分级测产方法，其特征在于，应用于权利要求1-9中任意一项所述的鱼体分级测产装置，所述分级测产方法包括：
依次将多个不同等级且已知质量的鱼体放入所述鱼体分级测产装置，当所述测产板被跌落的鱼体冲击而振动时，通过所述加速度传感器和所述三轴角速度传感器采集所述冲击振动信号，由所述上位机标定所述冲击振动信号与跌落鱼体质量之间的模型；
记鱼体跌落在所述测产板上为落鱼事件，根据所述模型设定多个阈值，各个所述阈值与各个等级分别对应，所述阈值为对应等级的鱼体发生所述落鱼事件时产生的所述冲击振动信号的最小值；
将待测的鱼群放入所述鱼体分级测产装置，各个所述加速度传感器和所述三轴角速度传感器采集所述冲击振动信号，并将所述冲击振动信号传输至对应的所述上位机；
所述上位机将所述冲击振动信号与对应的所述阈值相比较，当所述冲击振动信号大于等于对应的所述阈值时，判断所述落鱼事件发生，并记录所述冲击振动信号的峰值，根据所述峰值和所述模型得出所述落鱼事件中鱼体的质量；
所述上位机记录所述落鱼事件的发生次数，作为对应等级的鱼体数量，所述上位机将同一等级的各个所述落鱼事件中鱼体的质量累加，作为对应等级的鱼体质量总和，所述上位机将各个等级的所述鱼体数量累加，作为鱼体总数量，所述上位机将各个等级的所述鱼体质量总和累加，作为鱼体总质量。
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