华中农业大学工学院 湖北武汉 430070
摘要：对家禽屠宰的内脏分拣阶段设计了一种柔性并联机械臂,该机械臂由薄膜压力传感器触觉系统,三角并联机械臂等部分组成,末端执行器采集的压力值由人机交互界面实时显示,同时通过串口传输至单片机进行分析。单片机产生PWM信号控制并联机械臂步进电机运动。通过比较检测压力值与设定值，实现末端执行器柔性分拣家禽内脏。
引言
目前，我国畜禽生产总量居世界前列, 随着畜禽养殖的迅猛发展,副产物随之大量增加, 这些副产物的深加工必须跟上畜禽养殖业的发展步伐,才能提高畜禽养殖的经济效益[1]。在欧美等发达国家，大型屠宰场都已采用自动化屠宰设备。而自动化屠宰设备取内脏主要有2 种方式：①采用自动取内脏联合作业系统；②人工辅助流水线生产。自动取内脏联合作业系统通过悬挂运送机将多台设备连接起来，依次完成割肛、开膛、取内脏、吸肺和胴体内外清洗[2]。由于中国人对禽肉消费的习惯和欧美国家差异较大,因为欧美国家对家禽内脏消费量很小，所以在欧美的联合作业中内脏取出后一般未在机器上进一步分拣处理。而我国在大量引进国外先进的自动取内脏联合作业系统后，在完成机械取内脏后的自动化内脏分拣技术处于空白。人工分拣内脏效率低，工作环境恶劣，且易造成内脏病菌污染。
1总体结构与工作原理
1.1 总体结构
该系统由机械结构，硬件电路和软件算法三部分组成。Delta并联机械臂实现末端执行器的快速移动，柔性旋转抓取手末端执行器完成柔性旋转抓取特定内脏部位。硬件电路包括整体电源供给电路、步进电机驱动电路、绝对编码器负反馈电路。柔性抓取算法结合并联机械臂运动算法实现快速，准确，防破损的抓取特定的内脏器官。
并联机械臂由静平台、动平台、3个主动臂、3个从动臂、3个步进电机、3个绝对编码器以及蜗轮蜗杆组成，主动臂与一个由4个球面副和杆件组成的平行四边形闭环相连。主动臂在步进电机经过蜗轮蜗杆的驱动下作一定角度的反复摆动，这3条运动链保证了动平台只能有3个方向的平动自由度[3]。具体零件参数:蜗轮蜗杆为0.5模1:40减速比，蜗杆头数为1，涡轮齿数40。步进电机为42型，精度1.8°，采取步进电机驱动器为8细分，则理论上电机每运转一周，涡轮旋转9°。由于家禽内脏平面摆放后大小一般不超过300*300mm,故根据并联机械臂工作空间范围及末端执行器可移动范围，设计
此运动学反解方程可解出目标点对应的主动臂角度[8]。单片机stm32计算出3个步进电机分别需要旋转的角度后，输出脉冲至步进电机驱动器，控制步进电机旋转一定角度。绝对编码器为12位，精度为0.044°。绝对编码器进行负反馈，提高步进电机精度，以及记录当前动平台坐标。
参考文献：
[1]张长贵，董加宝，王祯旭, 畜禽副产品的开发利用. 肉类工业, 2006(3).
[2]马朋巍，王丽红，叶金鹏，王子戡, 家禽自动取内脏技术及装备在我国的应用前景. 农产品工·学刊, 2009. 10.
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作者简介：
许卓群（1995-）女，河南新乡人，学生，机械电子工程专业
论文作者:许卓群,吴凡
论文发表刊物:《防护工程》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/14
标签：内脏论文; 柔性论文; 机械论文; 家禽论文; 步进电机论文; 蜗杆论文; 作业论文; 《防护工程》2017年第10期论文;