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随着集约化、规模化水产养殖模式的发展,鱼类病害问题日益突出,疫苗注射免疫技术可显著降低传统鱼类防病方法造成的水体污染,提高食品安全性。鱼类疫苗注射免疫所需抗原少、免疫时间长、效果强,是鱼类防病的理想方法。但是疫苗注射主要以手工注射为主,存在效率低、成本高、劳动强度大等问题,严重制约了鱼类疫苗注射免疫技术的发展,研制自动化的鱼类疫苗注射装备可以有效地解决这一问题。本文以草鱼鱼苗为研究对象,分析研究了鱼苗形状参数和疫苗注射位置之间的关系,建立了鱼苗疫苗注射位置模型,利用机器视觉技术获取鱼苗形状参数,完成了鱼类疫苗自动注射机关键机构的研制和控制系统的设计。主要结论如下:1.研究了鱼苗疫苗注射位置与鱼苗形状之间的关系。当以腹鳍基部为疫苗注射位置时,该位置与鱼苗头部之间的距离S和鱼苗长度L、宽度W及厚度D等形状参数之间具有显著的相关性,相关系数R均大于0.9。鱼苗注射位置与长度和宽度之间的相关性最高,其关系模型为S=0.398L+0.222W-0.096(R2 = 0.993),残差在-0.198～0.276cm之间,绝对误差的平均值为0.094cm,最大相对误差4.02%。2.研究了鱼苗图像采集与处理方法。设计了机器视觉系统,建立了图像处理算法,通过基于MATLAB的阈值分割、图像平滑、形态学运算和边缘检测等图像处理方法,获取鱼苗长度和宽度等形状参数,长度和宽度方向上平均误差分别为0.75%和5.11%,利用长度和宽度模型计算所得注射位置和实际注射位置之间的误差在-0.306～0.246cm之间,可以通过该算法获取鱼苗疫苗注射位置。3.研究设计了鱼类疫苗自动注射机关键机构。设计了鱼苗夹持和放行机构,分析优化了夹持放行机构的夹板长度、连杆长度、拉杆长度和偏心距等关键参数,确定了气动执行元件;设计了注射机构,实验分析验证了插针阻力,确定了气缸和步进电机的选型。4.设计了鱼类疫苗自动注射机控制系统。根据注射机控制需求,分析制定了了控制策略,进行了硬件选型,设计了基于PLC的下位机软件和基于MATLAB的上位机软件,实现鱼苗疫苗的自动化注射。