基于触觉感知的家禽净膛机械手及其控制系统的设计

针对机械手净膛过程中家禽内脏易破损的问题,该文设计了基于触觉感知的机械手及其控制系统。利用STM32单片机产生脉冲宽度调制PWM(pulse width modulation)信号控制机械臂在X,Y,Z轴方向上的运动,同时控制机械手爪步进电机正转,实现机械手爪的闭合。利用单片机的模数转换器ADC(analog-to-digital converter)模块实时采集安装在手指内侧的压阻式薄膜传感器上的压力,将采集的压力值与试验得到的7.7 N压力阈值进行分析比较,控制机械手爪步进电机反转,从而控制机械手爪的抓紧力度,保证内脏不至于受力太大而破损,也不至于闭合不够内脏脱落。利用Qt Creator开发净膛机械手的控制界面,包括点动和自动两种控制模式。试验结果表明:带触觉系统的机械手爪能明显减小内脏的破损,内脏破损平均得分由4.75分减小到4分,且净膛率为87.4%。该机械手的性能稳定、对内脏的破损小、自动化程度高、人机交互界面友好且易控制,可为后续净膛机械手的设计提供参考。     

小型智能化家禽低内脏破损率净膛流水线设计

针对目前国内家禽屠宰净膛作业中自动化程度低、设备配套性差、净膛破损率较高等问题,设计了一套小型智能化家禽低内脏破损率净膛流水线系统。系统由家禽净膛流水线装置、夹取式净膛机械手、触觉系统、光电传感器和PLC控制器组成,可实现家禽屠宰过程中的自动化净膛。以光电传感器的触发信号作为家禽的到位信号,通过PLC控制系统发出的高速脉冲信号控制净膛流水线的运动和精确定位、机械手爪的张合以及机械臂的往复运动;利用EM235模块将实时采集到的机械手爪内壁压力传感器上的压力信号传输到PLC中,一旦压力值达到压力阈值8.22 N时,机械手爪即反转一定角度后再掏膛,从而降低内脏破损率。试验结果表明:单个机械手的净膛效率约为100只/h;平均净膛率为86.95%,内脏平均破损率为20%。该系统能够实现智能化地低内脏破损率家禽净膛,且性能稳定,操作简单。