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扒取式家禽取内脏机械手结构及运动参数研究

作　者: 马朋巍
导　师: 叶金鹏；王子戡；王丽红
学　校: 中国农业机械化科学研究院
专　业: 农产品加工及贮藏工程
关键词: 家禽取内脏机械手 结构参数 运动轨迹 仿真分析 取内脏效果
分类号: TP241
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


上世纪80-90年代,国外家禽自动取内脏技术已趋成熟。进入21世纪,伴随家禽业的迅猛发展,家禽自动取内脏技术及装备进一步完善,系列化的家禽自动取内脏联合作业设备已广泛应用于世界各地的禽肉产品加工生产线。我国家禽自动取内脏技术研究尚处于起步阶段,开发出具有自主知识产权的家禽自动取内脏技术及装备并使其产业化,仍需一段相当长的时间和大量的基础研究工作。本课题着重研究了扒取式家禽取内脏机械手的结构及运动参数,为开发家禽自动取内脏机做基础理论准备。通过手工取内脏作业过程分析,建立了取内脏原理模型,确立了取内脏机械手机构运动方案：取内脏机械手由移动控制滑块、摆动控制滑块、摆杆、弹性调节装置和操作工具组成。通过禽体腹腔轮廓造型实验和数据分析,参考家禽自动取内脏技术专利,确定了取内脏机械手前端结构、运动轨迹和控制轨迹,得到了适用的取内脏机械手结构。利用Pro/E对取内脏机械手进行三维建模和运动仿真,验证了取内脏机械手运动控制的可行性,进一步明确了取内脏机械手的运动控制过程。对比分析了四种取内脏机械手驱动控制方案,得到优选方案：用硬件和软件来控制步进电机,通过螺旋传动,步进电机驱动机械手完成取内脏操作,设计了取内脏机械手部件实验台的机械结构和控制系统。在了解家禽内脏组织特性的基础上,确立了取内脏效果的模糊综合评价方法,利用部件实验台对活重1.9～2.3 kg AA肉鸡进行了取内脏实验研究。研究结果表明：在吊挂禽体完全固定条件下,取内脏机械手的运动轨迹封闭,由直线和圆弧组成,近似矩形,当运动轨迹参数为宽度50～60mm、高度150～180 mm,初始点位于背部定位板前71～76mm、心脏位置以上150～180mm时,取内脏效果相对较好。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章 绪论  11-18
  1.1 国内外家禽取内脏技术现状  11-15
    1.1.1 家禽取内脏技术简介  11-12
    1.1.2 国外家禽自动取内脏技术研究状况  12-14
    1.1.3 国内家禽取内脏技术现状  14-15
  1.2 国内家禽自动取内脏技术的研究背景和意义  15-16
  1.3 本课题研究内容和技术路线  16-17
  1.4 本章小结  17-18
第二章 扒取式取内脏机械手研究  18-36
  2.1 取内脏原理研究  18-21
  2.2 腹腔轮廓造型实验  21-23
  2.3 实验数据处理与分析  23-26
  2.4 机械手前端结构研究  26-27
  2.5 运动轨迹研究  27-29
  2.6 取内脏机械手控制规律研究  29-33
    2.6.1 机械手输入端控制  29-31
    2.6.2 机械手柔性控制  31-33
  2.7 取内脏机械手结构设计  33-35
  2.8 本章小结  35-36
第三章 取内脏机械手实验台设计  36-61
  3.1 取内脏机械手驱动控制方案研究  36-37
  3.2 取内脏机械手运动仿真分析  37-42
    3.2.1 取内脏机械手建模  38-39
    3.2.2 取内脏机械手机构装配  39
    3.2.3 取内脏机械手机构运动仿真与分析  39-42
  3.3 实验台机械结构设计  42-45
    3.3.1 禽体定位装置设计  42-43
    3.3.2 机械手传动装置设计  43-45
    3.3.3 实验台机械结构综合设计  45
  3.4 实验台硬件选型和控制电路设计  45-54
    3.4.1 步进电机的选型  46-47
    3.4.2 驱动器的选型  47-50
    3.4.3 控制器的选型  50-51
    3.4.4 电源的选型  51-52
    3.4.5 控制电路设计  52-54
  3.5 实验台驱动程序设计及调试  54-60
    3.5.1 步进电机启动控制原理简介  54
    3.5.2 取内脏机械手脉冲控制原理  54-56
    3.5.3 控制算法  56-59
    3.5.4 程序调试  59-60
  3.6 本章小结  60-61
第四章 取内脏机械手实验研究  61-68
  4.1 家禽内脏器官概述  61-63
  4.2 取内脏效果的模糊综合评价  63-64
  4.3 取内脏实验  64-66
  4.4 取内脏实验结果分析  66-67
  4.5 本章小结  67-68
第五章 结论与建议  68-69
  5.1 结论  68
  5.2 建议  68-69
参考文献  69-71
致谢  71-72
作者简介  72

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术 > 机械手
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