[實用新型]掏膛機械手、臂

有效

• 申請號: 201720413629.8
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN206732997U
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 熊利榮;鄭偉;羅舒豪;于洋
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: B25J9/02
• 分類號: B25J9/02;B25J11/00;B25J15/10;B25J9/16
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所42103
• 代理人: 吳思高

技術領域

本實用新型涉及家禽自動取內臟技術領域，具體是一種掏膛機械手、臂。

背景技術

機械手是一種能夠模仿人的手操作，通過可重復的編程，來實現其在三維空間完成各種任務和作業的自動化設備，一般用于工業生產當中的輔助生產工具，能大大的降低人的勞動力，提高生產效率。機械手一般由機械手機械本體、控制核心、伺服驅動裝置、傳感裝置等重要部分組成。機械手的分類方式有很多，一般可以按機械手的幾何結構、機械手的控制方式、機械手的信息輸入方式以及機械手在不同領域中的用途來分。其中最常用分類方法是根據機械手的幾何結構來分，機械手的機械部分之間的安裝方式有多種，基于配置的形式的不同，最常見的形式是通過其坐標特性來表達的。

按照機械手的結構形式，可以將機械手分為關節型機械手和非關節型機械手，關節型機械手一般是由移動副和轉動副進行不同形式的組合而組成的，不同的組合就決定了機械手運動的坐標形式和機械手在空間運動的范圍，一般可以分為直角坐標型、圓柱坐標型、球坐標型、開鏈連桿式關節型。其中最常用的機械手就是直角坐標型和開鏈連桿式關節型。

(1)、直角坐標型機械手：

三維空間直角坐標系下的機械手臂的運動是由X，Y，Z三個方向上的直線運動組成的，各臂部分別沿著自身所在坐標軸方向上做前進、升降和伸縮運動，在空間的運動范圍一般是個長方體，由于機械臂的運動形式相對比較簡單，所以在編寫程序方面相對簡單，而且設備成本相對較低。

(2)、開鏈連桿式關節型機械手：

開鏈連桿式關節型機械手又叫串聯機械手，該機械手模仿人的手臂結構和形式來實現運動，各個機械部件通過轉動副首尾連接起來，一般由三個旋轉自由度組成，臂部可以分為大臂和小臂，小臂與大臂之間的轉動副稱為肘關節，大臂與底座之間的轉動副稱為肩關節，手臂的運動是由臂部之間的旋轉和底座在水平面的旋轉來決定的，該機械臂運動的靈活性比較大，開發一套完整的算法相對直角坐標系下的機械臂難的多，而且設備比較昂貴。

當前，人工凈膛或者國外機械手凈膛過程中，存在內臟易破損和易殘留的弊端。如何有效解決內臟取出的同時、減少對內臟的損壞；以及機械臂的運動只需要前進、升降和伸縮就可以達到掏膛的目的、節約成本，是當前亟待解決的問題。

發明內容

本實用新型提供一種掏膛機械手、臂，采用裝在機械手末端上的傳感器來感知壓力大小，從而控制抓取的壓力，來降低其破損率；同時采用空間直角坐標系下步進電機驅動機械手，運動時只需要前進、升降和伸縮就可以達到掏膛的目的，節約成本。

本實用新型采取的技術方案為：

掏膛機械手，包括步進驅動電機、螺桿、滑塊、機械手指，步進驅動電機輸出軸與螺桿相連，螺桿和滑塊之間為絲桿傳動，滑塊與機械手指之間通過連桿連接，機械手指的內側安裝有壓阻式薄膜傳感器。

所述掏膛機械手為對稱式結構，包括多個機械手指，每一個機械手指連接一個連桿，滑塊同時推動多個連桿。

所述機械手指為與家禽內臟直接接觸的部分，多個相同的機械手指形成一定的包絡空間，與家禽腹腔輪廓曲線匹配。

所述螺桿為螺距為1mm的螺桿，即螺桿旋轉一圈，滑塊就移動1mm。

所述螺桿、機械手指裝配在底座上，底座通過支桿連接用于安裝步進驅動電機的固定架。

所述壓阻式薄膜傳感器用來感受內臟壓力，壓阻式薄膜傳感器通過壓力/電壓轉換電路連接單片機模塊，所述單片機模塊連接步進電機驅動器。

掏膛機械臂，包括X軸向機械臂、Y軸向機械臂、Z軸向機械臂，每一個機械臂均包括步進電機、滑臺，步進電機固定在固定板上，步進電機輸出軸穿過固定板，步進電機輸出軸與絲桿一端連接，滑臺與絲桿之間采用絲桿傳動，絲桿的另外一端與相應的軸承進行固定，軸承安裝在軸承座上，絲桿旋轉使滑臺在直線導軌上實現前后移動。

X軸向機械臂安裝在Y軸向機械臂的滑臺上，Y軸向機械臂安裝在Z軸向機械臂的滑臺上，掏膛機械手安裝在X軸向機械臂的滑臺上。

X、Y、Z軸上，在掏膛機械手靠近機械臂機械部分的末端的極限位置上，掏膛機械手和極限位置都留有20-30毫米的安全距離。

一種家禽掏膛方法，掏膛機械手從初始位置O點開始，首先，X軸向機械臂A上的步進電機旋轉，使掏膛機械手向靠近X軸步進電機的方向直線運動，即X軸的負方向，運動到設定的距離。

到達A點后，然后Y軸方向上的步進電機旋轉，使掏膛機械手向靠近Y軸步進電機的方向直線運動，即Y軸的負方向，運動到設定的距離，即到達B點后；