家禽屠宰凈膛智能機(jī)械手觸覺系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著我國的家禽養(yǎng)殖逐步向規(guī)?；B(yǎng)殖模式發(fā)展，家禽養(yǎng)殖的生產(chǎn)總量大幅提高，相應(yīng)家禽屠宰加工企業(yè)也得到快速發(fā)展，近年來家禽屠宰加工企業(yè)數(shù)量和規(guī)模不斷壯大，但國內(nèi)家禽屠宰加工自動(dòng)化技術(shù)水平有待提高。自動(dòng)凈膛技術(shù)是家禽屠宰加工自動(dòng)化技術(shù)的重要組成，夾取式、挖取式和扒取式自動(dòng)取內(nèi)臟機(jī)械手是如今國內(nèi)市場上主要的自動(dòng)取內(nèi)臟設(shè)備的作業(yè)方式，但缺點(diǎn)是不能根據(jù)機(jī)械手掏膛過程中對內(nèi)臟的壓力來調(diào)整機(jī)械手運(yùn)動(dòng)，容易導(dǎo)致內(nèi)臟殘留和胴體污染現(xiàn)象，并且當(dāng)家禽個(gè)體體型存

2、在差異時(shí)，掏膛效果易受影響，加工出的禽肉的品質(zhì)不是很理想。
　　本課題針對國內(nèi)凈膛設(shè)備的研究水平和現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一款家禽屠宰凈膛智能機(jī)械手觸覺系統(tǒng)。由于機(jī)械手前端為剛性結(jié)構(gòu)，掏取內(nèi)臟時(shí)為了避免傳感器對內(nèi)臟造成損傷，特別選用柔性薄膜壓力傳感器。該系統(tǒng)在機(jī)械手取內(nèi)臟過程中，通過機(jī)械手爪機(jī)前端的柔性薄膜壓力傳感器檢測機(jī)械手爪機(jī)對內(nèi)臟的壓力，將該壓力轉(zhuǎn)換為薄膜壓力傳感器電阻的變化。機(jī)械手為六舵機(jī)控制的機(jī)械手臂，采用PWM脈沖信號(hào)控制。以ST

3、M32單片機(jī)搭建壓力采集系統(tǒng)，將傳感器的電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸送到單片機(jī)，STM32自帶的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)為離散數(shù)字信號(hào)，送入上位機(jī)。通過USB接口連接單片機(jī)和與電腦進(jìn)行串口通訊。
　　系統(tǒng)采用信號(hào)處理和自動(dòng)化控制功能突出的LabVIEW軟件作為上位機(jī)軟件，對單片機(jī)輸送的信號(hào)進(jìn)行處理，人機(jī)界面能夠以波形曲線顯示薄膜壓力傳感器采集的信號(hào)，并保存壓力數(shù)據(jù)。人機(jī)界面能夠人工設(shè)定機(jī)械手爪機(jī)對家禽內(nèi)臟最大壓力值，而該壓力值由家禽內(nèi)

4、臟的生物力學(xué)試驗(yàn)獲得。家禽內(nèi)臟生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)部分包括雞肝臟的壓縮試驗(yàn)、剪切試驗(yàn);雞脾臟和膽的壓縮試驗(yàn)。通過試驗(yàn)獲得家禽內(nèi)臟生物力學(xué)特性，進(jìn)一步分析家禽內(nèi)臟在掏膛過程中能夠承受的最大壓力值所在區(qū)間。LabVIEW軟件將接收到壓力數(shù)據(jù)與人工設(shè)定的壓力值進(jìn)行比較，判斷大小，通過串口通訊向單片機(jī)發(fā)送控制命令。單片機(jī)根據(jù)指令，產(chǎn)生相應(yīng)的PWM信號(hào)控制機(jī)械手舵機(jī)的運(yùn)動(dòng)，機(jī)械手六個(gè)舵機(jī)互相配合，完成機(jī)械手爪機(jī)前進(jìn)、后退、張開、合攏、旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)掏膛