移动式太阳能增氧机的研制

第３１卷　第１９期　２０１５焦　农业工程学报　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　、，ｏ１．３１　ＮＯ．１９　０ｃｔ．２０１５　３９　１０月　移动式太阳能增氧机的研制　田昌凤１，刘兴国　，２※，张拥军１　９邹海生１，时　旭　，车　轩　（１．中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所，上海２０００９２；２．农业部渔业装备与工程重点试验室，上海２０００９２）　摘要：为提高池塘养殖的机械增氧效率，应用Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ软件设计了移动式太阳能能增氧机，该设备由太阳能动力组　件、水面行走机构、增氧装置和运动控制系统等组成。移动式太阳能增氧机可在水面自主行走，产生波浪和实现上下水　层交换。性能测试表明，移动式太阳能增氧机的光照启动强度为１７　０００　ｌｘ，空载噪声为７５＿３　ｄＢ，水面行走机构的行走速　度在０．０２７￣０．０４１　ｍ／ｓ之间波动，无线遥控距离为４４．２　ｍ，在增氧装置位置的最大浪高为０．４４　ｍ。随着光照强度的增强，　增氧装置增氧效率和扰动水体能力增强，最大机械增氧能力为１．２４ｋｅｇｈ，动力效率２．５９ｋｇ／（ｋＷ．ｈ）；最大扰动水体　１　２５４．４　ｍ　／ｌａ，扰水动力效率２　６１３．３　ｍ　／（ｋＷ．ｈ）。移动式太阳能增氧机利用太阳能作为能源，在池塘水体中运行面积大、　运行时间长，强化了池塘自身的自净能力，具有生态调控的功能，有利于池塘物质循环和水质改善。　关键词：水产养殖；太阳能；农业机械；增氧机；池塘；水面行走机构　ｄｏｉ：１０．１１９７５￣．ｉｓｓｎ．１００２—６８１９．２０１５．１９．００６　中图分类号：￥９５１．５　文献标志码：Ａ　文章编号：１００２—６８１９（２０１５）一１９—００３９—０７　田昌凤，刘兴国，张拥军，邹海生，时旭，车轩．移动式太阳能增氧机的研制［Ｊ］．农业工程学报，２０１５，３１（１９）：　３９—４５．ｄｏｉ：１０．１１９７５￣．ｉｓｓｎ．１００２—６８１９．２０１５．１９．００６　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｃｓａｅ．ｏｒｇ　Ｔｉａｎ　Ｃｈａｎｇｆｅｎｇ，Ｌｉｕ　Ｘｉｎｇｇｕｏ，Ｚｈａｎｇ　Ｙｏｎｇｊｕｎ，Ｚｏｕ　Ｈａｉｓｈｅｎｇ，Ｓｈｉ　Ｘｕ，Ｃｈｅ　Ｘｕａｎ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｉｒｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｏｖａｂｌｅ　ｓｏｌａｒ　ａｅｒａｔｏｒ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆｔｈｅ　ＣＳＡＥ），２０１５，３１（１９）：３９—４５．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｗｉｔｈ　Ｅｎｇｌｉｓｈ　ａｂｓｔｒａｃｔ）ｄｏｉ．１０．１１９７５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—６８１９．２０１５．１９．００６　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｃｓａｅ．ｏｒｇ　０引　言　中国的水产养殖向着高密度、集约化迅猛发展，溶　解氧成为制约养殖的重要因素，水体溶解氧是鱼类赖以　水产品耗电也需０．６２　ｋＷ・ｈｃ”Ｊ。　太阳能作为一种可再生的新能源，具有清洁、环保、　持续、长久的优势，成为人们应对能源短缺、气候变化　与节能减排的重要选择之一，越来越受到强烈关注。国　外一些研究者研制了太阳能增氧系统［】　】和池塘水体加温　生存的最基本条件。据统计，６０％以上的养殖生物死亡都　直接或间接与溶氧有　。为了提高养殖的产量和成活　率，就必须增加水体中的溶解氧［３－６］。近年来有研究表明　有效的促进上下水层交换有利于溶解氧的在池塘空间均　匀分布，同时有利于改善养殖池塘水质Ｌ７　Ｊ。　节能减排是渔业现代化的主要战略，行业各级管理　部门都相当重视，渔民及渔业生产单位也在盼望既有明　显效益又符合可持续发展要求的实用技术或产　。池塘　养殖是中国传统的养殖模式，从能耗结构看，池塘养殖　由于生产规模大，其能耗占养殖能耗总量的６１．３％【ｌ们。由　于传统生产设施模式效率低、面广量大且分散，存在的　主要问题是电能浪费。常用的增氧机械主要有叶轮式增　氧机、水车式增氧机、微孔增氧机和涌浪机等Ｉｌ１－１２１，均　是定点式三相电源供电。据统计，目前在全国池塘养殖　装置　５Ｊ；国内的研究者也研制了水体太阳能供电增氧系　］太阳能投饵机光伏供电系统［１　、太阳能底质改良　机［１８－１９］、太阳能移动式水体增氧装置　，总体来说，以　、太阳能为动力，移动式池塘养殖装备的相关研究甚少，　吴宗凡Ｌ２ＵＪ等己研究了移动式太阳能增氧机的性能，但未　涉及该装置的设计理论。　本文在前期研究基础上，研发了一种池塘移动式太　阳增氧机，详细介绍了设备设计理论，分析了机械性能　和运行效果，旨在为池塘养殖增氧提供节能高效的设备。　１材料与方法　１．１　设计思路　１．１．１工艺思路　中增氧机械总配套功率达１　８００万ｋＷ。在各种养殖模式　中，淡水池塘养殖单位产量电能消耗最低，每生产１　ｋｇ　收稿日期：２０１５－０３—１０　修订日期：２０１５．０７—１０　基金项目：现代农业产业技术体系建设专项资金资助（ＣＡＲＳ－４６）：国家现　代农业产业技术体系　虾一养殖设施与环境控制岗位（ｃＡＲｓ一４７）　作者简介：田昌凤，女，安徽宿州人，从事养殖机械装备研发。上海中国水　产科学研究院渔业机械仪器研究所，２０００９２。Ｅｍａｉｌ：ｔｉａｎｃｈａｎｇｆｅｎｇ＠ｆｍｉｒｉ．ａｃ．ｃａ　※通信作者：刘兴国，男，山东潍坊人，研究员，博士，从事养殖水环境调　控研究。上海中国水产科学研究院渔业机仪器研究所，２０００９２。　Ｅｍａｉｈ　ｌｉｕｘｉｎｇｇｕｏ＠ｆｍｉｒｉ．ａｃ．ｃｎ　为充分利用养殖池塘自身的生态增氧和太阳能资　源，结合“节能、环保、高效”的绿色生产理念，设计开发　移动式太阳能增氧机。中国的大宗淡水鱼养殖池塘一般　为长方形结构，水深１．２～２．０　ｍ。移动式太阳能增氧机的　设计目标是：在阳光充足的情况下，增氧装置实现池塘　上下水体大范围交换和在水面大范围行走。设计思路是：　系统主要由太阳能动力组件、水面行走机构和增氧装置　组成，太阳能动力组件可将太阳能转化为电能；增氧装　置可实现大流量上下水体交换，增加池塘水体与阳光的　４０　农业工程学报（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｃｓａｅ．ｏｒｇ）　２０１５在　接触面积，促进藻类的生长，充分发挥和利用池塘水体　的生态增氧能力；水面行走机构可实现在池塘水面来回　往复行走，增氧装置围绕水面行走机构做圆周运动。　１．１．２整机结构　移动式太阳能增氧机采用Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ软件进行设计，　缩短了研发周期，实现了参数化设计，同时可以对零件　进行动态的干涉检查和间隙检测，减少了误差。移动式　太阳能增氧机由太阳能动力组件、水面行走机构、增氧　装置和运动控制系统等组成（见图１）。　１．木桩２．牵引绳３．太阳能动力组件４．水面行走机构５旌接杆６．增氧装置　１．Ｗｏｏｄｅｎ　ｐｏｌｅ　２．Ｈａｕｌａｇｅ　ｌｉｎｅ　３．Ｓｏｌａｒ　ｐｏｗｅｒ　ｄｅｖｉｃｅ　４．Ｗａｔｅｒ　ｗａｌｋｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　５．Ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ　ｒｏｄ　ｏｆｔｒａｃｔｉｏｎ　ｄｅｖｉｃｅ　６．Ａｅｒａｔｏｒ　ｄｅｖｉｃｅ　图１移动式太阳能增氧机结构示意图　Ｆｉｇ．１　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆｍｏｖａｂｌｅ　ｓｏｌａｒ　ａｅｒａｔｏｒ　太阳能动力组件为整机提供动力源，将太阳能转换　为直流电，为整个装置供电，主要包括太阳能电池板、　浮船、支架、稳压器等。　水面行走机构主要由直流小电机、罩壳、牵引绳、牵　引盘、连杆、联轴器等组成，水面行走机构安装在太阳能　动力组件的支架上。其中牵引绳缠绕在牵引盘上，并通过　连杆上的两端导套后固定在池塘两侧；牵引绳上固定２个　限位块，水面行走机构可在２个限位块内来回往复运动。　增氧装置旋转时产生波浪，带动水体上下水层交换，　通过减速器减速到设计转速，该转速可实现波浪的叠加，　增强波浪增氧能力。　控制系统由光控器、遥控开关、电路板、遥控天线　等组成，可根据光照强度自动控制设备启动和关闭，也　可手动控制设备启动和关闭。　１．１．３工作原理　当光照强度大于１７　０００　Ｉｘ时，太阳能光伏供电系统　启动，太阳能动力组件将光能转化为电能，为水面行走　机构的直流小电机和增氧装置的直流大电机提供电源；　直流小电机旋转带动牵引盘旋转，依靠摩擦力带动移动　式太阳能增氧机沿着牵引绳在２个限位块之间来回往复　运动；直流大电机旋转带动叶轮旋转形成波浪，实现上　下水层交换。增氧装置和太阳能动力组件通过连接杆连　接，增氧装置通过交换水体对其自身的反作用力不断前　移，围绕着太阳能动力组件做圆周运动。　１．２主要部件设计　１．２．１增氧装置　１）设计思路　自然状态下，池塘水体中的溶解氧主要来源于藻类　光合作用和风浪作用，风吹到水面产生的风浪增氧约占　１０％，水体中浮游植物和藻类光合作用释放的氧气，约占　９０％Ｌｚ　盟Ｊ。本研究借鉴自然状态下池塘溶解氧以上２个方　面的来源研究开发增氧装置，一是模拟自然状态下的波　浪，通过机械扰动的方式产生波浪，通过加快液面更新　增加空气和水体的接触面积；二是促进池塘上下水层大　流量的交换，充分利用浮游植物和藻类光合作用释放的　氧气，充分发挥池塘的生态增氧能力。　２）理论计算　水体中机械扰动产生的波浪属于有限振幅波，波形　为近似于正弦波，该波的显著特点是水质点位移距离大　于波谷相反方向的水质点位移距离。由于波浪运动轨迹　发生形变，水质点在完成一个波浪运动周期后偏离原始　位置的位移。这一特性可以起到质量输送的作用，对水　体中悬浮物的输送和水交换等起着重要的作用。有限振　幅波水质点在水平方向产生水体流动，即波流。　①波形传播的速度　】：　ｃ：孵　式中：ｃ为波速，ｍ／ｓ；　为波长，ｍ；Ｈ为波高，ｍ。注意　该公式未考虑增氧机移动造成的质点移动对波速的影响。　②假定要使前后的波浪同步、产生共振有２个条件：　Ｉ当叶轮叶片在转速胛转动时，叶片从Ａ点转到　点　时，其圆弧ＡＢ长度与波浪的波长Ａ相等（见图２），即：　：　：　（２）　Ｐ　式中：ｄ为叶轮直径，ｍ；Ｐ为叶轮上叶片数，增氧叶片　数取２。　ａ．波的参数　ｂ．模型参数　ａ．Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆｗａｖｅ　ｂ．Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆｍｏｄｅｌ　注：Ａ为波长；日为波高；　、曰为叶片圆周上的任意点　Ｎｏｔｅ：＾：Ｗａｖｅ　ｌｅｎｇｔｈ；麒Ｗａｖｅ　ｈｅｉｇｈｔ；Ａ．　：Ａｎｙ　ｐｏｉｎｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆ　ｈｔｅ　ｂｌａｄｅ．　图２主要参数　Ｆｉｇ．２　Ｋｅｙ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ＩＩ叶片的最佳线速度与波浪的运动速度相等（见图　３），即：　＝ｎｄｎ＝Ｃ　（３）　将公式（２）和公式（３）带入公式（１）得如下关系：　２￣２ｄＰｎ２１：　ｐ２Ｈ２　一——一●＝一—　（４）～‘●　　ｇ　ｄ　③求解结果　养殖池塘一般为长方形结构，水深１．２～２．０　ｍ，故假　定造波高度　为０．４ｍ；叶轮直径ｄ越大效果越好，能量　损失越小，但是考虑运输和安装的方便性，ｄ应小于２　ｍ，　第１９期　田昌凤等：移动式太阳能增氧机的研制　４１　取１．２　ｍ；／，／为叶轮转速，从能量角度来说搅动相同质量　的水体，速度越慢越节省能耗。将以上参数代入公式（４），　得叶轮转速　为３３　ｒ／ｍｉｎ，代入公式（２），得波长　为　１．８８ｍ；代入公式（１），得波速Ｃ为２．０６ｍ／ｓ。　④电机参数计算　在波浪中，水质点以一定速度运动，故具有动能。　水质点位置相对于它的平衡位置不断发生变化，故具有　势能。因此，当有波动出现时，整个流体具有能量，而　在波的传播过程中，动能是不能传递的，只有势能可以　传递。而在水深为常量的情况下，波面　随时间ｔ和地点　ｓ的变化的周期函数，可表示为　】：　＝ａｓｉｎ（ｋｘ—ｏ＇ｔ）　（５）　式中：ａ为波的振幅；　为角速度或圆频率，它可定义为　２７ｃ个单位时间内的振动数，故ａ＝２ｗ＇Ｔ；　为波数，它表　示２兀距离内波的个数，故为ｋ＝２ｒｔ／２。　波面不仅是时间和空间的周期函数，而且还能沿某　一定方向的移动。从式（５）看出，波峰和波谷的位置由　下式表示的位相值确　】：　一　ｆ＝±（２　＋１）・罢　＝０，１，２　（６）　式中：　为水平方向的位置，ｍ；ｔ为时间，Ｓ。如果（６）　求　对ｆ的微商，则得出波峰或波谷移动速度Ｃ（即波形　传播速度）［２４】：　ｃ：　：　（７）　ｄｔ　ｋ　水质点运动的轨迹近似为一个圆。其水平速度和垂　直速度分别为【　】：　ｕ＝ａＣｋｅ詹ｓｉｎ（ｋｘ—ｅｆｔ、　（８）　Ｗ：一ａＣｋｅｂ　ｓｉｎ（ｋｘ—ｔｙｔ、　（９）　式中：Ｕ为水平速度，ｍ／ｓ；Ｗ为垂直速度，ｍ／ｓ；ａ为波　的最大振幅，ｍ。　单位截面积铅直水柱内的势能为　４］：　ｅｐ＝￣ｐｇｚｄｚ＝　ｇ　＝告ｐｇ口　ｓｉｎ　ｋｘ　（１０）　式中：Ｐ为水的密度，ｋｅｄｍ　；ｇ为重力加速度，ｍ／ｓ　；ｚ　为铅直方向的位置，ｍ；三为波的振幅。　单位宽度一个波长内的势能为　】：　ｆ％ｄｒ　１　（１１）　式中：　为单位界面积铅直水柱内的势能，Ｊ。　利用式（７）、式（８），可得单位截面积铅直水柱　内的动能为：　＝圭　ｆ（Ｕ２　ｑ－Ｗ２）（１ｚ＝　ｇ口　＝　１　ｐｇＨ　（１２）　单位宽度一个波长内的动能为：　Ｅｋ　ｒ　１　（１３）　式中：ｅ　为单位截面积铅直水柱内的动能，Ｊ。　由式（１１）和式（１３）可知在正弦波中，单位截面　积水柱内的平均势能和动能相等，其和为：　Ｅ＝去　＝　（１４）　Ｅ＝Ｅ　ｐ＋Ｅ｝＝　１　ｐｇａ２九：　ｐｇＨ２九　（１５　故单位时间内输送的平均能量为：　Ｅｃ：一１　：　ｐｇＨ　ｃ　（１６）　２　１６　将以上的设计参数代入公式（１６）可得平均能量为　３７９　Ｗ。根据市售直流电机规格，选择淄博博山龙熙电机　厂生产的型号为１１０ＺＹＴ１５６ＰＸ６４的电机，该电机额定电　压为２４ｖ，额定电流为２２Ａ，额定功率为４００Ｗ。　４）结构设计　增氧装置主要由叶轮、浮体盖、填充物、电机罩、直　流电机、减速器、支撑架及其附件组成（图３）。根据以上　的理论计算，选择功率为４００Ｗ，转速１　５００　ｒ／ｍｉｎ的直流　电机经过三级齿轮减速器变速后，转速为３３　ｒ／ｍｉｎ；叶轮通　过螺栓固定在浮体盖上，其安装处的直径为１．２　ｍ；浮体盖　采用ＰＥ塑料，内部设计有填充物（材料为泡沫塑料，为增　氧装置提供浮力），可有效防止海水腐蚀。　１．叶轮２．外壳３．填充物４．电机罩５．直流大电机６．减速器７．支撑架　１．Ｉｍｐｅｌｌｅｒ　２．Ｂｏｄｙ　ｃａｓｅ　３．Ｆｉｌｌｅｒ　４．Ｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｏｒ　ｃｏｖｅｒ　５．Ｂｉｇ　ｄｉｒｅｃｔ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｍｏｔｏｒ　６．Ｇｅａｒ　ｓｐｅｅｄ　ｒｅｄｕｃｅｒ　７．Ｓｕｐｐｏｒｔ　ｆｒａｍｅ　图３增氧装置剖视图　Ｆｉｇ．３　Ｓｅｃｔｉｏｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ａｅｒａｔｏｒ　ｄｅｖｉｃｅ　１．２．２太阳能动力组件　１）理论计算：太阳能光伏电池板将太阳能转化为电　能，分别为移动式太阳能增氧机的增氧装置、水面行走　机构、控制系统提供电源。　根据负载功率，设计计算太阳能光伏板功率尸鲕审［　】。　定　…）　式中：ｐ向载为所有负载总功率，主要为行走机构小电机和　增氧装置大电机提供电源，约为４１０　Ｗ；ｒ为负载工作的时　间，平均约为４．０　ｈ；ｈ为平均日辐射时数，５—９月份期间　平均日辐射时数为４．５　ｈ；　为充电损耗，为０．７，无量纲。　经计算，需要太阳能光伏板提供功率为５２０　Ｗ。根据　市售太阳能光伏板规格，初步采用两块功率为２６０　Ｗ、电　压为２４　Ｖ，工作电流为１０．８　Ａ的光伏板，采用并联方式。　２）结构设计　从平衡的角度出发，设计的支架两端对称，浮体安　装在其下部分，太阳能光伏板安装在其上部，水面行走　机构安装在中心位置（见图４）。　４２　农业工程学报（ｈｔ￣：ｌｌｗｗｗ．ｔｃｓａｅ．ｏｒｇ）　２０１５笠　当光照强度足够时，直流小电机带动牵引盘旋转，　依靠牵引绳和牵引盘之间的摩擦力使水面行走机构沿着　牵引绳行走。当水面行走机构到达限位块时，导向机构　上的导套运动，由于导向机构内的压缩弹簧的反作用力，　导套运动速度平稳缓慢，导套上的行程控制块触压微动　开关发，继而触发控制模块发出指令控制电机反转，水　面行走机构反方向运行。当运动到另一端的限位块后重　复前面的动作，这样可使水面行走机构沿着牵引绳在可　控范围内来回往复运动。　１．太阳能光伏板２．浮体３．支架４．稳压器５．水面行走机构　５Ｗ１－Ｓｏｌａｒ　ｐａｎｅ１　２．Ｆｌｏａｔｉｎｇ　ｂｏｄｙ　３．Ｓｕｐｐｏ￣ｆｒａｍｅ　４．Ｖｏｌｔａｇｅ　ｒｅｇｕｌａｔｏｒ　ａｔｅｒｗａｌｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ　２　系统试验与分析　。’。。。’——’’’　图４太阳能动力装置立面图　Ｆｉｇ．４　Ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｓｏｌａｒ　ｐｏｗｅｒ　ｄｅｖｉｃｅ　２．１　行走机构可靠性试验　１．２．３水面行走机构　１）工艺要求：为确保机构运行稳定和作业效率，据　测试，水面行走机构的运行速度需控制在０．０３　ｍ／ｓ左右，　不宜太快或太慢。水面行走机构需沿着牵引绳来回往复　运行，并且运动范围可控。　２）结构设计　根据工艺要求，设计的水面行走机构主要由牵引绳、　导向机构、罩盖、直流小电机、牵引盘、控制器和限位　块组成（见图５）。牵引绳的两端固定池塘两端的坡埂上，　根据作业面积确定牵引绳上定位块的距离。　１．牵引绳２．导向机构３．直流小电机４．罩盖５．牵引盘６控制器７．限位块　１．Ｈａｕｌａｇｅ　ｌｉｎｅ　２．Ｇｕｉｄｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　３．Ｓｍａｌｌ　ｄｉｒｅｃｔｏｒ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｍｏｔｏｒ　４．Ｃｏｖｅｒ　ｃａｐ　５．Ｔｒａｃｔｉｏｎ　ｗｈｅｅｌｓ　６．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ　７．Ｌｉｍｉｔｅｄ　ｂｌｏｃｋ　图５水面行走机构立面图　Ｆｉｇ．５　Ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｖｉｅｗ　ｏｆｗａｔｅｒ　ｗａｌｋｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　为了验证行走的可靠性，行走试验平台分别在水平　地面上和池塘内进行行走试验，分别测试空载和负载情　况下的行走动作的可靠性。首先在水平地面上，将钢丝　绳与直径６　ｍｍ的不锈钢杆固定，固定位置在限位块外　侧，确保不锈钢杆与钢丝绳之间有一定的间隙，这样能　保证不锈钢杆跟随钢丝绳同步运动，而又不发生干涉。　其次将整机安装在池塘水面上，钢丝绳两端打木桩固定。　水面行走机构的行程距离分别为２、３、４１ＴＩ时，在控制　系统中设定参数，分别记录单个行程的运行时间和累积　行程，试验周期为ｌ　ｄ，每天运行５　ｈ，重复３次，启动　光照强度为ｌ７　０００　ｌｘ。　表１为试验结果，由表１可知，当水面行走机构的　行程距离分别为２、３、４　ｒｎ时，对应空载和负载运行状　态下的运行时间、累积行程次数、单个行程运行的平均　时间、平均运行速度、运行速度相对误差的情况。空载　情况下平均运行速度较快，比设计值０．０３　ｍ／ｓ的设计速度　误差较大，最大相对误差为３６．７％，这主要是因为空载运　行时，无需克服整机运行情况下的黏性阻力和兴波阻力；　而负载情况运行下需克服以上阻力，所以运行的速度有　所下降。值得注意的是水面行走的速度大小的波动还受　到光照的影响，水面行走机构空载运行２　ｍ行程测试时，　太阳光照强度大，所以运行时间显著缩短。负载情况下，　运行速度相对误差最大为１０％，符合设计要求。空载和　负载的情况下均进行了累积时间１５　ｈ，累积行程次数　１　３２６次的疲劳试验，试验期间设备运行良好，测试结果　显示整机性能可靠。　表１　行走机构运行试验数据　Ｔａｂｌｅ　１　Ｄａｔａ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｗａｌｋｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｔｅｓｔ　第１９期　田昌凤等：移动式太阳能增氧机的研制　４３　２．２增氧装置的造浪能力试验　为了检测移动增氧机的造浪能力，在水深１．８　ｍ，直　表２为试验结果，由表２可知，当输入功率分别为４８０、　４０７、３４８　Ｗ时，对应的波长分别为１．８、１．７６、１．６８　ｍ，对　径９　ｍ的圆形水池内测试了增氧装置转速、距离装置中　心处０、３、６ｍ处的波高、波速、波长等参数。将增氧　装置安装固定在水池中央位置，分别在距离装置中心０、　３、６　ｍ处放置标杆用来测量波高，试验重复３次。为保　证试验过程的稳定性和标准化，采用直流稳压电源代替　太阳能提供电能。　应的波速分别为２．１　１、１．９７、１．８２　ｍ／ｓ，对应中心位置的波　高分别为０．４５、０．４３、０．４２　１ＴＩ，由此可见输入的功率越大，　增氧装置造浪的能力越强。理论计算耗能３７９　Ｗ，计算波高　为０．４ｍ，增氧机转速为３３　ｒ／ｍｉｎ，波长为１．８８ｍ，波速为　２．０６　ｍ／ｓ，表２中的输入功率是４０７　Ｗ，各参数值与理论计　算值大致相同，进一步验证了理论计算的正确性。　表２波浪参数试验数据　Ｔａｂｌｅ　２　Ｄａｔａ　ｏｆ　ｗａｖｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｔｅｓｔ　２．３整机其他机械性能试验　为验证整机的机械性能，委托国家渔业机械仪器质　量监督检验中心对移动式太阳能增氧机的空载噪声、水　体扰动量、无线遥控距离、增氧效率、增氧动力效率等　进行了测试。测定主要机械性能指标如下：移动太阳能　增氧机的空载噪声为７５－３　ｄＢ，增氧装置的最大水体扰动　量为１　２５４．４　ｍ　／ｈ，扰水动力效率为２　６１３．３　ｍ３／（ｋＷ・ｈ）。　无线遥控距离为４４．２　ｍ，增氧装置增氧能力１．２４　ｋｇ／ｈ，　动力效率２．５９　ｋｇ／（ｋＷ．ｈ）。　质调控设备。　４结论　Ｉ）设计基于Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ软件进行研发，可有效缩短　设计的周期，及时发现零件的干涉、过定位问题，并可　３讨论　以实时的模拟零件的行走和旋转过程中的干涉问题，大　大降低了生产成本。　２）移动式太阳能增氧机利用太阳能作为能源，在池　塘水体中运行面积大、运行时间长，一天运行时间大约　为５～６　ｈ。水面行走机构测试显示，其在水中运行稳定　可控，可靠性高，克服了传统增氧设备作用范围有限和　增氧装置的造浪功能，一方面，增大了水面与空气　的接触面积并造成扰动，加快了液面更新，加速了氧气　从空气中向水体转移；另一方面，养殖水体上下循环使　富氧水体和缺氧水体对流，促进溶解氧平衡分布Ｌ２　。移　动式太阳能增氧的造浪能力，在增氧装置位置的浪高最　大为０．４４　ｍ，最大机械增氧能力１．２４　ｋｇ／ｈ，最大动力效　率２．５９　ｋｇ／（ｋＷ．ｈ），比传统非移动式增氧机如叶轮式增氧　机和水车式增氧机高，该设备在天气晴朗的情况下运行，　在扰动水体的同时辅以机械增氧，能够使池塘底部溶氧　维持在较高水平【２　。移动式太阳能增氧的机械造浪增氧　借鉴风浪增氧，但是这种造浪的综合增氧能力远大于自　然风浪，因为波浪还对水体中悬浮物、水体中浮游植物　和藻类光合作用释放的氧气的输送、以及水体交换等起　着重要的作用。吴宗凡【　】等研究也认为这种全塘范围内　的机械扰动，有效促进上下对流，能够充分发挥池塘生　态增氧能力。　移动式太阳能增氧机研制成功后，分别在各个进行　能源消耗大的问题。在全塘大范围机械干扰，干扰面积　达６０％￣８０％左右，可有效促进上下水层交换，符合“节　能、环保、高效、低碳”的生产理念。移动式太阳能增　氧机可在池塘水面自主可控行走，当光照大于１７　０００　Ｉｘ　时，移动式太阳能增氧机自动开启运行，符合中国池塘　养殖特点。　【参考文献】　［１１　］谷序文，龚珞军，刘全礼．我国池塘养殖现状与高效健康　生态养殖技术［Ｊ］．科学养鱼，２０１０（１）：８０．　［２　徐德明．水产养殖中增氧及其重要性［２］Ｊ］．渔业机械仪器，　１９９３，２０（１０５）：１２—１４．　［３】　ＢＯＹＤ　Ｃ　Ｅ．Ｂｏｔｔｏｍ　ｓｏｉｌｓ，ｓｅｄｉｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｐｏｎｄ　ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ［Ｍ］　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ：Ｃｈａｐｍａｎ＆Ｈａｌ１．１９９５：３４８．　【４】　Ｃａｎｃｉｎｏ　Ｂ，Ｒｏｔｈ　Ｐ，Ｒｅｕ［￣Ｍ．Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｅｒａｔｏｒｓ　Ｐａｒｔ　１．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｎｅｗ　ｒｏｔｏｒｓ　ｆｏｒ　ｓｕｒｆａｃｅ　ａｅｒａｔｏｒｓ［Ｊ］．Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００４，３１（１／２）：　８３－－９８．　了推广试验，存在着很多问题，例如控制系统的不稳定，　主要因为不同地方光照强度不同和控制元器件的不稳　定，可以通过重新设置控制参数和优选电器元器件来解　决；增氧机故障，主要是增氧机减速箱／ｊｎ－ｃ精度和齿轮　未热处理导致的。接下来需对设备进行进一步的优化完　善和试验，争取尽快成为一种池塘养殖高效的增氧和水　［５】　王兴国，王悦蕾，赵水标．养殖水体增氧技术及方法探讨［Ｊ］．　浙江海洋学院学报：自然科学版，２００４，２３（２）：１　１４－－ｌｌ７，　１２５．　Ｗａｎｇ　Ｘｉｎｇｇｕｏ，Ｗａｎｇ　Ｙｕｅｌｅｉ，Ｚｈａｏ　Ｓｈｕｉｂｉａｏ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｏｘｙｇｅｎ　ｆｏｒ　ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ　Ｗａｔｅｒｓ［Ｊ］．　农业工程学报（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｃｓａｅ．ｏｒｇ）　２０１５隹　Ｈａｌｌ　Ｓ　Ｇ．Ｐｏｎｄ　ｈｅａｔ　ａｎｄ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ｏｃｅａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：Ｎａｔｕｒａｌ　ｓｃｉｅｎｃｅ，２００４，　２３（２）：ｌ１４—１　１７，１２５．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｗｉｔｈ　Ｅｎｇｌｉｓｈ　ａｂｓｔｒａｃｔ）　［１５】Ｌａｍｏｕｒｅｕｘ　Ｊ，Ｔｉｅｒｓｃｂ　Ｔ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ（ＰＨＡＴＲ）：Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　［６　冯海清．螺旋桨吸气增氧机与叶轮式增氧机的生产应用试　６］验［Ｊ］．河北渔业，２００１，ｌ１７（３）：３９－－４１．　ｅｎｅｒｇｙ　ｂａｌａｎｃｅｓ　ｉｎ　ｅａｒｔｈｅｎ　ｏｕｔｄｏｏｒ　ａｑｕａｃｕｌｕｒｔｅ　ｐｏｎｄｓ［Ｊ］．　Ａｑｕａｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，２００６，３４（２）：１　０３—１　１　６．　［７］　顾海涛，何康宁，何雅萍．耕水机的性能及应用效果研究［Ｊ］．　渔业现代化，２０１０，３８（４）：４Ｏ一４４．　Ｇｕ　Ｈａｉｂｏ，Ｈｅ　Ｋａｎｇｎｉｎｇ，Ｈｅ　ｙａｐｐｉｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　【１６】游国栋，杨世凤，李继生，等．水体太阳能供电增氧系统　及其运行效果［Ｊ】．农业工程学报，２０１２，２８（１３）：１９１—１９８．　Ｙｏｕ　Ｇｕｏｄｏｎｇ，Ｙａｎｇ　Ｓｈｉ￣ｎｇ，Ｌｉ　Ｊｉｓｈｅｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｓｏｌａｒ　ｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ［Ｊ］．　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｉｏｆａｎ［Ｊ］．Ｆｉｓｈｅｒｙ　Ｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１０，　３８（４）：４０—４４．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｗｉｔｈ　Ｅｎｇｌｉｓｈ　ａｂｓｔｒａｃｔ）　ｆ８　８］朱浩，刘兴国，王健，等．池塘养殖水体不同水层水质变　化研究［Ｊ］．渔业现代化，２０１２，３９（４）：１２－－１５．　Ｚｈｕ　Ｈａｏ，Ｌｉｕ　Ｘｉｎｇｇｕｏ，Ｗａｎｇ　Ｊｉａｎ，ｅｔ　ａ１．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｖｅｒｔｉｃａｌ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｉｎ　ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ　ｐｏｎｄ　ｗａｔｅｒ［Ｊ］．Ｆｉｓｈｅｒｙ　Ｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１２，３９（４）：１２—１５．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｗｉｔｈ　Ｅｎｇｌｉｓｈ　ａｂｓｔｒａｃｔ）　［９】　徐皓．我国渔业节能减排基本情况研究报告［Ｊ］＿渔业现代　化，２００８，３５（４）：１－－７．　Ｘｕ　Ｈａｏ．Ｒｅｐｏｒｔ　ｏｎ　ｆｉｓｈｅｒｙ　ｉｎｄｕｓｔｙｒ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｅｒｖ￣ｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．　Ｆｉｓｈｅｒｙ　Ｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ，２００８，３５（４）：１－－７．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｗｉｔｈ　Ｅｎｇｌｉｓｈ　ａｂｓｔｒａｃｔ）　［１０】王春晓．我国水产养殖节能减排问题分析［Ｊ】．农业经济与　管理，２０１２（５）：８７—９１．　Ｗａｎｇ　Ｃｈｕｎｘｉａｏ．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ａｑｕａｃｕｌａａ＇ｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ　ａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，２０１２（５）：８７—９１．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｗｉｔｈ　Ｅｎｇｌｉｓｈ　ａｂｓｔｒａｃｔ）　［１　１］顾海涛，王逸清．我国池塘增氧技术现状与发展趋势［Ｊ］　．渔业现代化，２０１４，４１（５）：６５－－６８．　Ｇｕ　Ｈａｉｔａｏ，Ｗａｎｇ　Ｙｉｑｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｓｔａｔｕｓ，ｉｓｓｕｅｓ　ａｎｄ　ｒｔｅｎｄｓ　ｏｆ　ｐｏｎｄ　ａｅｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ｆｉｓｈｅｒｙ　Ｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１４，４１（５）：６５—６８．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｗｉｔｈ　Ｅｎｇｌｉｓｈ　ａｂｓｔｒａｃｔ）　［１２］管崇武，刘晃，宋红桥，等．涌浪机在对虾养殖中的增氧　作用［Ｊ］．农业工程学报，２０１２，２８（９）：２０８－－２１２．　Ｇｕａｎ　Ｃｈｏｎｇｗｕ，Ｌｉｕ　Ｈｕａｎｇ，Ｓｏｎｇ　Ｈｏｎｇｑｉａｏ，ｅｔ　ａ１．　Ｏｘｙｇｅｎａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｗａｖｅ　ａｅｒａｔｏｒ　ｏｎ　ｓｈｒｉｍｐ　ｃｕｌｔｕｒｅ［Ｊ］．　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｔｒｎａｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆｔｈｅ　ＣＳＡＥ），２０１２，２８（９）：２Ｏ８—　２１２．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｗｉｔｈ　Ｅｎｇｌｉｓｈ　ａｂｓｔｒａｃｔ）　［１３】车轩，刘晃，吴娟，等．我国主要水产养殖模式能耗调查　研究［Ｊ】．渔业现代化，２０１０，３７（２）：９—１３．　Ｃｈｅ　Ｘｕａｎ，Ｌｉｕ　Ｈｕａｎｇ，Ｗｕ　Ｊｕａｎ，ｅｔ　ａ１．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｉｎｔｏ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ｆｉｓｈｅｒｙ　Ｍｏｄｅｎｒｉｚａｔｉｏｎ，２０１０，３７（２）：９－－１３．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｗｉｔｈ　Ｅｎｇｌｉｓｈ　ａｂｓｔｒａｃｔ）　【１４】Ｐｒａｓｅｔｙａｎｉｎｇｓａｒｉ　Ｉ，Ｓｅｔｉａｗａｎ　Ａ．Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｌａｒ　ｐｏｗｅｒｅｄ　ａｅｒａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｆｉｓｈ　ｐｏｎｄ　ｉｎ　Ｓｌｅｍａｎ　Ｒｅｇｅｎｃｙ，　Ｙｏｇｙａｋａｔｒａ　ｂｙ　ＨＯＭＥＲ　ｓｏｔｔｗａｒｅ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｙｇ　Ｐｒｏｃｅｄｉａ，２０１３，　３２：９０—９８．　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆｔｈｅ　ＣＳＡＥ），２０１２，２８（１３）：１９１—　１　９８．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｗｉｔｈ　Ｅｎｇｌｉｓｈ　ａｂｓｒｔａｃｔ）　［１７】杨家朋，张拥军，唐荣，等．太阳能投饵机光伏供电系统　的设计［Ｊ］．渔业现代化，２０１４，４ｌ（２）：２８—３　１．　Ｙａｎｇ　Ｊｉａｐｅｎｇ，Ｚｈａｎｇ　Ｙｏｎｇｉｕｎ，Ｔａｎｇ　Ｒｏｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｓｏｌａｒ　ｅｎｅｒｇｙ　ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ　ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｅｅｄｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ［Ｊ］．Ｆｉｓｈｅｒｙ　Ｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ，２０１４，４１（２）：２８—３１．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｗｉｔｈ　Ｅｎｇｌｉｓｈ　ａｂｓｔｒａｃｔ）　［１８】田昌凤，刘兴国，张拥军，等．池塘底质改良机的研ｆｉ￣Ｊｌ［ｊ］．　上海海洋大学学报，２０１３，２２（４）：６１６－－６２２．　Ｔｉａｎ　Ｃｈａｎｇｆｅｎｇ，Ｌｉｕ　Ｘｉｎｇｇｕｏ，Ｚｈａｎｇ　Ｙｏｎｇｊｕｎ，ｅｔ　ａ１．　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ａ　ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ　ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｐｏｎｄ　ｓｅｄｉｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｏｃｅａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１３，　２２（４）：６１６－－６２２．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｗｉｔｈ　Ｅｎｇｌｉｓｈ　ａｂｓｔｒａｃｔ）　【１９】刘兴国，徐皓，张拥军，等．池塘移动式太阳能水质调控　机研制与试验［Ｊ】．农业工程学报，２０１４，３０（１９）：１—１０．　Ｌｉｕ　Ｘｉｎｇｇｕｏ，Ｘｕ　Ｈａｏ，Ｚｈａｎｇ　Ｙｏｎｇｊｕｎ，ｅｔ　ａ１．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｎａｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｏｖａｂｌｅ　ｐｏｎｄ　ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ　ｗａｔｅｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｓｏｌａｒ　ｅｎｅｒｇｙ［Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１４，３０（１　９）：　１——１　０．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｗｉｔｈ　Ｅｎｇｌｉｓｈ　ａｂｓｔｒａｃｔ）　【２０】吴宗凡，程果锋，王贤瑞，等．移动式太阳能增氧机　的增氧性能评价［Ｊ］．农业工程学报，２０１４，３０（２３）：　２４６—２５２．　Ｗｕ　Ｚｏｎｇｆａｎ，Ｃｈｅｎｇ　Ｇｕｏｆｅｎｇ，Ｗａｎｇ　Ｘｉａｐｒｕｉ，ｅｔ　ａ１．　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｎ　ａｅｒａｔｏｒ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｍｏｖａｂｌｅ　ｓｏｌａｒ　ａｅｒａｔｏｒ［Ｊ］．Ｔｒｎａｓａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｒｕｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１４，３０（２３）：２４６—２５２．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｗｉｔｈ　Ｅｎｇｌｉｓｈ　ａｂｓｒｔａｃｔ）　　’【２１】吴晨，王海燕，罗建波，等．太阳能移动式水体增氧装置　的设计与试验［Ｊ］．渔业现代化，２０１４，４１（４）：４９—５３．　Ｗｕ　Ｃｈｅｎ，Ｗａｎｇ　Ｈａｉｙａｎ，Ｌｕｏ　Ｊｉａｎｂｏ，ｅｔ　ａ１．Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｏｌａｒ　ｍｏｂｉｌｅ　ａｅｒａｔｉｏｎ　ｄｅｖｉｃｅ［Ｊ］．Ｆｉｓｈｅｙｒ　Ｍｏｄｅｎｒｉｚａｔｉｏｎ，２０１４，４１（４）：４９—５３．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　ｗｉｔｈ　Ｅｎｇｌｉｓｈ　ａｂｓｔｒａｃｔ）　［２２】吴宝迅．水产养殖机械［Ｍ】．北京：中国农业出版社，２０００：　ｌ１１．　【２３】唐逸民．海洋学　棚．北京：中国农业出版社，２００２：１３３－－　１３５．　［２４】陈建民．海洋学　．东营：石油大学出版社，２００３：９３－－１０１．　【２５］ＳＣ／Ｔ６００９．１９９９．增氧机增氧能力试验方法【ｓ】．　第１９期　田昌凤等：移动式太阳能增氧机的研制　４５　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｏｖａｂｌｅ　ｓｏｌａｒ　ａｅｒａｔｏｒ　Ｔｉａｎ　Ｃｈａｎｇｆｅｎｇ　，Ｌｉｕ　Ｘｉｎｇｇｕｏ　，　，Ｚｈａｎｇ　Ｙｏｎｇｊｕｎ　，Ｚｏｕ　Ｈａｉｓｈｅｎｇ　，Ｓｈｉ　Ｘｕ　，Ｃｈｅ　Ｘｕａｎ　（１．Ｆｉｓｈｅｒｙ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　ａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆＦｉｓｈｅｒｙ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００９２，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆＦｉｓｈｅｒｙ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００９２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　ｏｘｙｇｅｎ（Ｄ０）ｉｓ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｆａｃｔｏｒ　ｉｎ　ｐｏｎｄ　ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ“ｏｘｙｇｅｎ　ｄｅｂｔ”ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｂｏｔｔｏｍ　ａｎｄ　ｐｒｅｖｅｎｔ　ｆｉｓｈ　ｆｒｏｍ　ｈｙｐｏｘｉａ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｎｅｘｔ　ｍｏｒｎｉｎｇ，ａｅｒａｔｏｒｓ　ｕｓｕａｌｌｙ　ｎｅｅｄ　ｔｏ　ｒｕｎ　ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｓｔｉｒ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｉｎ　ｐｏｎｄ．　Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃｏｎｓｕｍｅｓ　ａ　ｌｏｔ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ　ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　ｉｓ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ．Ａ　ｍｏｖａｂｌｅ　ｓｏｌａｒ　ａｅｒａｔｏｒ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅｓｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｉｔ　ｍａｉｎｌｙ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｄ　ｏｆ　ｓｏｌａｒ　ｐｏｗｅｒ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｗａｔｅｒ　ｗａｌｋｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，　ａｅｒａｔｏｒ　ａｎｄ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ　ｃｏｕｌｄ　ｍｏｖｅ　ｕｐｏｎ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ，ｇｅｎｅｒａｔｅ　ｗａｖｅｓ　ａｎｄ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｆｒｏｍ　ｂｏＲｏｍ　ｔｏ　ｓｕｒｆａｃｅ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ　ｓｏｌａｒ　ｐｏｗｅｒ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｅｎｅｒｇｙ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｅｎｔｉｒｅ　ｍａｃｈｉｎｅ，ｗｈｉｌｅ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｗａｌｋｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｄｒｉｖｅｓ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｔｏ　ｍｏｖｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｓｕｒｆａｃｅ．Ｔｈｅ　ａｅｒａｔｏｒ　ｏｒｂｉｔｓ　ｏｆ　ｈｔｅ　ｅｑｕｉｒ）ｍｅｎｔ　ｃｏｕｌｄ　ａｆｆｅｃｔ　ａ　ｌａｒｇｅ　ｒａｅａ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｎｄ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｖｅｒｉｆｙ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ．ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｗａｌｋｉｎｇ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｗａｓ　ｔｅｓｔｅｄ　ｕｎｄｅｒ　ｂｏｔｌｌ　ｉｄｌｉｎｇ　ａｎｄ　ｌｏａｄ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　ｗａｌｋｉｎｇ　ｔｅｓｔ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｗａｓ　ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ　ｐｒｏｃｅｅｄｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ａｎｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｏｎｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｏ　ｄｅｐｌｏｙ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｔｅｓｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄ，ｔｈｅ　ｓｔｅｅｌ　ｃａｂｌｅ　ｗａｓ　ｆｉｘｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ　ｓｔｅｍ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　６　ｍｍ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｌｏｃｋｅｄ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｌｏｃａｔｅｄ　ｏｕｔｓｉｄｅ　ｔｈｅ　ｓｔｏｐ　ｂｌｏｃｋ，ｓｏ　ａｓ　ｔｏ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅｒｅ　ｗａｓ　ｓｕｍｃｉｅｎｔ　ｇａｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ　ｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｓｔｅｅｌ　ｃａｂｌｅ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈａｔ．ｉｔ　ｗｏｕｌｄ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｍｏｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｃａｂｌｅ　ａｎｄ　ｓｔａｉｎｌｅｓｓ　ｓｔｅｅｌ　ｓｔｅｍ　ｗｈｉｌｅ　ｎｏ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｉｓｓｕｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅｍ．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｔｏ　ｐｅｒｆｏｒｎｌ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｙｔ　ｔｅｓｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｏｎｄ．ｔｈｅ　２　ｅｎｄｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｅｅｌ　ｃａｂｌｅ　ｗｅｒｅ　ｆｉｘｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｗｏｏｄｅｎ　ｓｔａｋｅ．Ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｍｏｖｉｎｇ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｗａｓ　ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ　ｓｅｔ　ａｓ　２．３　ａｎｄ　４　ｍ．ａｆｔｅｒ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ．ｔｈｅ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｄｏｍｅｔｅｒ　ｏｆ　ｓｉｎｇｌｅ　ｔｒａｃｋ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｒｅｃｏｒｄｅｄ　ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ．Ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｄｕｒａｔｉｏｎ　ｗａｓ　１　ｄａｙ，ｒｕｎｎｉｎｇ　５　ｈ　ｐｅｒ　ｄａｙ　ｗｉｔｈ　３　ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｎｓｉｙｔ　ｏｆ　ｍｏｖａｂｌｅ　ｓｏｌａｒ　ａｅｒａｔｏｒ　ｓｔａｒｔ．ｕＤ　ｗａｓ　１　７０００　ｌｘ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｔｅｓｔ　ｔｈｅ　ｓｔｉｒｒｉｎｇ　ｗａｔｅｒ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｖａｂｌｅ　ａｅｒａｔｏＬ　ｔｈｅ　ａｅｒａｔｏｒ　ｗａｓ　ｍｏｕｎｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｕｎｄ　ｐｏｎｄ　ｗｉｔｈ　ｄｅｐｔｈ　ｏｆ　１．８　ｍ　ａｎｄ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｏｆ　９　ｍ，ｔｏ　ｇｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｒｏｔａｔｉｏｎ　ｓｐｅｅｄ，ｗａｖｅ　ｈｅｉｇｈｔ　ｌｏｃａｔｅｄ　ａｔ　０，　３　ａｎｄ　６　ｍ　ａｗａｙ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｄｅｖｉｃｅ　ｃｅｎｔｅｒ，ｗａｖｅ　ｖｅｌｏｃｉｙｔ　ａｎｄ　ｗａｖｅ　ｌｅｎｇｔｈ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ａ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ｔｅｓｔｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｒｅｖｅａｌｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｍｕｍ　ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｎｓｉｙｔ　ｏｆ　ｍｏｖａｂｌｅ　ｓｏｌａｒ　ａｅｒａｔｏｒ　ｓｔａｒｔ．ｕｐ　ｗａｓ　１　７０００　ｌｘ：ｔｈｅ　ｉｄｉｅ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ｎｏｉｓｅ　ｗａｓ　７５．３　ｄＢ；ｔｈｅ　ｍｏｖｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ　ｕｐｏｎ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｗａｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　０．０２７　ａｎｄ　０．０４１　ｍ／ｓ；ｔｈｅ　ｒｅｍｏｔｅ．ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｗａｓ　４４．２　ｍ：ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｗａｖｅ　ｈｅｉｇｈｔ　ｗａｓ　０．４４　ｍ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｅｒａｔｏｒ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｇｏｔ　ｓｔｒｏｎｇｅｒ，ｔｈｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　ｏｘｙｇｅｎ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃａｐａｃｉｙｔ　ｏｆ　ｓｔｉｒｉｎｇ　ｗａｔｅｒ　ｗｅｒｅ　ｇｅｔｔｉｎｇ　ｈｉｇｈｅｒ．Ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｅｒａｔｉｏｎ　ｃａｐａｃｉｙｔ　ｗａｓ　１．２４　ｋｇ／ｈ，ｗｉｔｈ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　２．５９　ｋｇ／（ｋＷ．ｈ）；ｔｈｅ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｓｔｉｒｉｎｇ　ｗａｔｅｒ　ｃａｐａｃｉｙｔ　ｗａｓ　１２５４．４　ｆｎｊ／Ｉｌ，　ｗｉｔｈ　ｓｔｉｒｒｉｎｇ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｅｆｉｆｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　２６　１　３．３　ｍ　／（ｋＷ．ｈ、．Ｔｈｅ　ｍｏｖａｂｌｅ　ｓｏｌｒａ　ａｅｒａｔｏｒ　ｕｔｉｌｉｚｅｄ　ｓｏｌａｒ　ｐｏｗｅｒ，ｗｈｉｃｈ　ｈａｄ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ　ａｒｅａ　ａｎｄ　ｌｏｎｇ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ｔｉｍｅ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓ　ａｂｏｕｔ　ｆｒｏｍ　５　ｔｏ　６　ｈ　ｐｅｒ　ｄａｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｗａｌｋｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｉｔ　ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ　ｗｅｌｌ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｓｔａｂｉｌｉｙｔ　ａｎｄ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈ　ｏｖｅｒｃａｍｅ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｌｉｍｉｔｅｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｒｅａ　ａｎｄ　ｌａｒｇｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ｉｔ　ｃｏｕｌｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ　ｔｏ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｗａｔｅｒ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｐｐｅｒ　ａｎｄ　ｌｏｗｅｒ　ｌａｙｅｒ　ｂｙ　ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　ｄｉｓｔｕｒｂｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｐｏｎｄ，ｗｈｉｃｈ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｕｐ　ｔｏ　６０％－８０％ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｎｄ　ａｒｅａ．Ｔｈｕｓ，ｔｈｉｓ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｐｔ　ｏｆ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｆｒｉｅｎｄｌ￣ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ，ｈｉｇｈ　ｅ筒ｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｌｏｗ．ｃａｒｂｏｎ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｑｕａｃｕｌｔｕｒｅ；ｓｏｌａｒ；ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　ｍａｃｈｉｎｅｒｙ；ａｅｒａｔｏｒ　ｄｅｖｉｃｅ；ｐｏｎｄ；ｗａｔｅｒ　ｗａｌｋｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ