本文關(guān)鍵詞：家禽屠宰凈膛智能機(jī)械手觸覺系統(tǒng)的研究

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【摘要】：隨著我國(guó)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(guó)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(guó)內(nèi)市場(chǎng)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(duì)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(duì)國(guó)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(duì)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(cè)機(jī)械手爪機(jī)對(duì)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STM32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(duì)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(duì)家禽內(nèi)臟最大壓力值,而該壓力值由家禽內(nèi)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。Lab VIEW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)掏膛動(dòng)作。
【關(guān)鍵詞】：家禽 屠宰凈膛 機(jī)械手 觸覺系統(tǒng) 薄膜壓力傳感器
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP241;TS251.3
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 家禽屠宰凈膛技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展歷程9-13
• 1.1.1 國(guó)內(nèi)家禽屠宰企業(yè)的現(xiàn)狀9
• 1.1.2 國(guó)外掏膛技術(shù)的發(fā)展9-11
• 1.1.3 國(guó)內(nèi)掏膛技術(shù)的發(fā)展11-12
• 1.1.4 機(jī)械手在工業(yè)上的應(yīng)用現(xiàn)狀12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)家禽屠宰凈膛技術(shù)研究背景及意義13-15
• 1.3 取內(nèi)臟原理的研究15
• 1.4 課題研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線15-17
• 1.4.1 課題研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.4.2 技術(shù)路線16-17
• 1.5 本章小結(jié)17-18
• 2 家禽內(nèi)臟生物力學(xué)試驗(yàn)18-27
• 2.1 試驗(yàn)意義18
• 2.2 材料與方法18-20
• 2.2.1 試驗(yàn)材料18-19
• 2.2.2 試驗(yàn)儀器19
• 2.2.3 試驗(yàn)方法19-20
• 2.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析20-26
• 2.3.1 不同等級(jí)雞肝的壓縮特性試驗(yàn)20-23
• 2.3.2 新鮮肝臟與解凍肝臟剪切特性試驗(yàn)23-24
• 2.3.3 脾和膽的壓縮試驗(yàn)24-25
• 2.3.4 同等級(jí)肝臟不同壓縮距離下的壓縮特性25-26
• 2.4 小結(jié)26-27
• 3 觸覺系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)27-36
• 3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)27
• 3.2 機(jī)械手27-29
• 3.2.1 機(jī)械手臂的選擇27-28
• 3.2.2 機(jī)械手爪機(jī)28-29
• 3.3 舵機(jī)29-30
• 3.3.1 技術(shù)參數(shù)29
• 3.3.2 舵機(jī)的控制模式29-30
• 3.4 薄膜壓力傳感器30-31
• 3.4.1 壓阻式薄膜壓力傳感器原理與應(yīng)用30-31
• 3.5 數(shù)據(jù)采集模塊31-32
• 3.6 輸出控制模塊的設(shè)計(jì)32-35
• 3.6.1 STM32微控制器32-33
• 3.6.2 光電耦合器33-34
• 3.6.3 輸出控制34-35
• 3.7 本章小結(jié)35-36
• 4 觸覺系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)36-43
• 4.1 軟件簡(jiǎn)介36-37
• 4.2 觸覺系統(tǒng)軟件前面板的設(shè)計(jì)37-39
• 4.3 觸覺系統(tǒng)軟件后面板設(shè)計(jì)39-42
• 4.4 舵機(jī)的控制程序42
• 4.5 本章小結(jié)42-43
• 5 家禽屠宰凈膛智能機(jī)械手觸覺系統(tǒng)測(cè)試43-48
• 5.1 試驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法43-45
• 5.1.1 試驗(yàn)材料43-44
• 5.1.2 試驗(yàn)方法44-45
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果45-47
• 5.3 小結(jié)47-48
• 6 總結(jié)與展望48-50
• 6.1 總結(jié)48-49
• 6.2 展望49-50
• 參考文獻(xiàn)50-56
• 附錄56-60
• 研究生期間所獲科研成果56-57
• PWM 信號(hào)的部分程序57-60
• 致謝60

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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9 裴，

本文編號(hào)：989273