家禽屠宰凈膛智能機械手觸覺系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著我國的家禽養(yǎng)殖逐步向規(guī)模化養(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)家禽屠宰加工自動化技術(shù)水平有待提高。自動凈膛技術(shù)是家禽屠宰加工自動化技術(shù)的重要組成，夾取式、挖取式和扒取式自動取內(nèi)臟機械手是如今國內(nèi)市場上主要的自動取內(nèi)臟設(shè)備的作業(yè)方式，但缺點是不能根據(jù)機械手掏膛過程中對內(nèi)臟的壓力來調(diào)整機械手運動，容易導(dǎo)致內(nèi)臟殘留和胴體污染現(xiàn)象，并且當(dāng)家禽個體體型存

2、在差異時，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)計了一款家禽屠宰凈膛智能機械手觸覺系統(tǒng)。由于機械手前端為剛性結(jié)構(gòu)，掏取內(nèi)臟時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)在機械手取內(nèi)臟過程中，通過機械手爪機前端的柔性薄膜壓力傳感器檢測機械手爪機對內(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。機械手為六舵機控制的機械手臂，采用PWM脈沖信號控制。以ST

3、M32單片機搭建壓力采集系統(tǒng)，將傳感器的電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓信號輸送到單片機，STM32自帶的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電壓信號為離散數(shù)字信號，送入上位機。通過USB接口連接單片機和與電腦進(jìn)行串口通訊。
　　系統(tǒng)采用信號處理和自動化控制功能突出的LabVIEW軟件作為上位機軟件，對單片機輸送的信號進(jìn)行處理，人機界面能夠以波形曲線顯示薄膜壓力傳感器采集的信號，并保存壓力數(shù)據(jù)。人機界面能夠人工設(shè)定機械手爪機對家禽內(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)試驗獲得。家禽內(nèi)臟生物力學(xué)實驗部分包括雞肝臟的壓縮試驗、剪切試驗;雞脾臟和膽的壓縮試驗。通過試驗獲得家禽內(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發(fā)送控制命令。單片機根據(jù)指令，產(chǎn)生相應(yīng)的PWM信號控制機械手舵機的運動，機械手六個舵機互相配合，完成機械手爪機前進(jìn)、后退、張開、合攏、旋轉(zhuǎn)等動作，實現(xiàn)掏膛