李林波 吳建梅 石洪康 葉晶晶 馬勇 胡光榮 張劍飛 瞿果

(四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所，四川 南充 637000 )

目前，國(guó)內(nèi)外家蠶飼育過程中，主要是采用人工給桑和撒粉消毒，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，并且人工撒粉消毒過程中揚(yáng)起的粉塵會(huì)對(duì)飼養(yǎng)者造成健康隱患。隨著農(nóng)村地區(qū)勞動(dòng)力的流失，傳統(tǒng)的養(yǎng)蠶方式已經(jīng)不能滿足蠶桑產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展要求。

近年來也出現(xiàn)了一些家蠶飼育機(jī)械設(shè)備，但成本高，同時(shí)需要較高的操作水平，普通蠶農(nóng)文化水平不高，經(jīng)濟(jì)承受能力有限，推廣難度大。通過本項(xiàng)目研究，旨在為農(nóng)村實(shí)際生產(chǎn)提供一種使用簡(jiǎn)單方便、生產(chǎn)成本較低、農(nóng)民易于接受的小蠶飼育裝置。

1 基本結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 基本結(jié)構(gòu)

半自動(dòng)小蠶飼育機(jī)如圖1所示。主要由4部分組成：傳輸平臺(tái)、撒粉機(jī)、給桑機(jī)和蠶箔。撒粉機(jī)和給桑機(jī)安裝在傳輸平臺(tái)上方，三者分別由3臺(tái)調(diào)速電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)和單獨(dú)控制，既可以同時(shí)工作，也可以單獨(dú)工作，方便于具體生產(chǎn)實(shí)際過程中自由選擇搭配使用。

1.2 工作原理

傳輸平臺(tái)提供蠶箔移動(dòng)的傳送動(dòng)力。在傳輸平臺(tái)前端，一名操作人員將蠶箔放在傳輸平臺(tái)傳送帶上，蠶箔跟隨傳送帶做勻速移動(dòng)；當(dāng)蠶箔勻速經(jīng)過撒粉機(jī)和給桑機(jī)下方時(shí)，撒粉機(jī)和給桑機(jī)分別撒下消毒粉和桑葉；在傳輸平臺(tái)后端，另一名操作人員將傳送出來的蠶箔接住。

圖1 半自動(dòng)小蠶飼育機(jī)

2 方案設(shè)計(jì)

2.1 傳輸平臺(tái)設(shè)計(jì)

傳輸平臺(tái)如圖2所示。以專門設(shè)計(jì)的工業(yè)輸送機(jī)為基礎(chǔ)，以一臺(tái)調(diào)速電機(jī)通過鏈傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)傳送帶作勻速運(yùn)動(dòng)。根據(jù)養(yǎng)蠶操作習(xí)慣，并適應(yīng)蠶箔尺寸，配套設(shè)計(jì)傳送帶寬度和引導(dǎo)邊高度。平臺(tái)支架采用鋁型材組裝，并在四腳安裝萬向輪，便于安裝、拆卸、運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)使用。

圖2 傳輸平臺(tái)

2.2 撒粉機(jī)設(shè)計(jì)

撒粉機(jī)如圖3所示。為了解決現(xiàn)有撒粉作業(yè)中揚(yáng)塵多、均勻度差的問題，本設(shè)計(jì)采用滾筒毛刷出料：在料倉(cāng)下方，安裝滾筒毛刷，再貼著滾筒毛刷安裝篩網(wǎng)。調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒毛刷勻速旋轉(zhuǎn)，滾筒毛刷將消毒粉旋轉(zhuǎn)帶入，然后滾筒毛刷上的刷毛將消毒粉從篩網(wǎng)上刷下來。

圖3 撒粉機(jī)

2.3 給桑機(jī)設(shè)計(jì)

給桑機(jī)如圖4所示。小蠶飼育用桑葉為切碎后的桑葉，小片狀且粘有水分和汁液。本設(shè)計(jì)采用滾筒牙棒出料：在料倉(cāng)下方，安裝滾筒牙棒，再在出料口兩邊安裝出料擋片，用于調(diào)整出料口大小，粗略控制出料量。調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒牙棒勻速旋轉(zhuǎn)，滾筒牙棒將桑葉旋轉(zhuǎn)帶入，然后在滾筒牙棒和出料擋片之間的出料口撒出桑葉。

3 主要設(shè)計(jì)參數(shù)確定

3.1 蠶箔移動(dòng)速度

蠶箔移動(dòng)速度即為傳輸平臺(tái)傳送速度。以滿箔飼育2齡蠶為例，按正常人工飼育操作速度測(cè)定，完成單堆(20個(gè)蠶箔)小蠶飼育，需要2.5min。其中蠶箔長(zhǎng)度為1m，經(jīng)過計(jì)算確定蠶箔移動(dòng)速度為8 m/min，即可滿足小蠶飼育的正常操作要求。最終，蠶箔最快傳輸速度設(shè)計(jì)為11m/min(調(diào)速范圍：0～11m/min)，可根據(jù)操作人員具體熟練程度作調(diào)整。

圖4 給桑機(jī)

3.2 撒粉和給桑速度

在蠶箔移動(dòng)速度8 m/min和蠶箔尺寸0.8m×1m確定的前提下，以滿箔飼育2齡蠶為例，探討撒粉和給桑速度(具體以生產(chǎn)實(shí)際情況為準(zhǔn))如下：確定單堆蠶箔數(shù)量20個(gè)，同時(shí)有單箔撒粉量50g，單箔給桑量300g，作業(yè)時(shí)間2.5min。計(jì)算得出設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù)，撒粉速度為0.4kg/min，給桑速度為2.4kg/min，即可滿足小蠶飼育需求。最終，撒粉機(jī)最快撒粉速度設(shè)計(jì)為0.8kg/min(調(diào)速范圍：0～0.8kg/min)，給桑機(jī)最快給桑速度設(shè)計(jì)為4.8kg/min(調(diào)速范圍：0～4.8kg/min)，可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要作相應(yīng)調(diào)整。

4 試驗(yàn)效果

以滿箔飼育2齡蠶為例，單堆蠶箔(20箔/堆)，約10張蠶種。同為兩人操作，應(yīng)用本設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)手工飼育進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比。

表1 小蠶飼育對(duì)比

試驗(yàn)效果如表1所示，應(yīng)用本設(shè)計(jì)飼育小蠶效率是傳統(tǒng)手工飼育方式的4～6倍。應(yīng)用本設(shè)計(jì)更節(jié)約消毒粉和桑葉，鋪撒效果也更均勻，對(duì)環(huán)境影響也更小。

5 結(jié)論

半自動(dòng)小蠶飼育機(jī)利用工業(yè)輸送機(jī)、設(shè)計(jì)開發(fā)專用撒粉機(jī)和給桑機(jī)，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)機(jī)械化飼育小蠶，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，特別是大幅降低了設(shè)備成本，操作維護(hù)簡(jiǎn)單。通過確定主要工作參數(shù)：蠶箔移動(dòng)速度8m/min、撒粉速度0.4kg/min、給桑速度2.4kg/min，為全自動(dòng)化小蠶飼育機(jī)的開發(fā)和應(yīng)用提供參考。