對(duì)蝦去頭柔順機(jī)械手的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、分類(lèi)號(hào)：墅墜密級(jí)：公開(kāi)學(xué)號(hào)：2Q13窆Q窆Q523對(duì)蝦去頭柔順機(jī)械手的設(shè)計(jì)與研究DesignandI；沁searchofCompliantManipulatorfbrDeheadingShrimp學(xué)位申請(qǐng)人：韓翠指導(dǎo)教師：張秀花副教授學(xué)科專(zhuān)業(yè)：機(jī)械工程學(xué)位類(lèi)別：工程碩士授予單位：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)答辯日期：二。一五年五月三十日摘要南美白對(duì)蝦是一種營(yíng)養(yǎng)豐富的水產(chǎn)品，其需求量的增加使對(duì)蝦加工設(shè)備落后的問(wèn)題日益凸顯，尤其在對(duì)蝦去頭方面，勞動(dòng)密集程度

2、高、勞動(dòng)成本大的情況較為嚴(yán)重。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)外均有對(duì)蝦去頭的相關(guān)設(shè)備專(zhuān)利，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，與人工成本相比不具有廣泛應(yīng)用的特點(diǎn)，所以使去頭設(shè)備的應(yīng)用受到了限制。通過(guò)研究柔順機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理，利用柔順機(jī)構(gòu)可降低去頭裝置的復(fù)雜程度這一特點(diǎn)，本文研制了一種對(duì)蝦去頭柔順機(jī)械手裝置，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)蝦去頭的機(jī)械化加工。通過(guò)大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，建立對(duì)蝦全長(zhǎng)和頭長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型，為完成對(duì)蝦去頭的精準(zhǔn)定位提供了理論依據(jù)；通過(guò)試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)無(wú)頭蝦得率與去頭前

3、質(zhì)量的相關(guān)性系數(shù)為O710，呈顯著正相關(guān)，并在后續(xù)的試驗(yàn)中對(duì)質(zhì)量范圍進(jìn)行限定，排除去頭前質(zhì)量的差異對(duì)無(wú)頭蝦得率的影響。結(jié)合對(duì)蝦的生物性狀與試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對(duì)蝦去頭時(shí)，背部、側(cè)面、腹部三種不同的施力點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的無(wú)頭蝦得率分別為6518％、6361％、6411％，依據(jù)無(wú)頭蝦得率和去頭效果確定對(duì)蝦去頭最佳施力點(diǎn)為背部；通過(guò)有刃刀、無(wú)刃刀、齒形刀三種刀具形式與不同去頭速度的全面試驗(yàn)，以推拉力計(jì)測(cè)得去頭過(guò)程中壓力的大小和切斷面的感官質(zhì)量為評(píng)定指標(biāo)，確定了對(duì)

4、蝦去頭的最佳刀具形式為有刃刀，最低去頭速度為30mm／s；為了盡可能提高無(wú)頭蝦的得率，通過(guò)解剖式去頭將對(duì)蝦的頭肉部分進(jìn)行保留，發(fā)現(xiàn)對(duì)蝦的頭肉斷面末端輪廓軌跡線近似為圓弧狀，針對(duì)去頭軌跡進(jìn)行圓弧優(yōu)化，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比證明了優(yōu)化后的去頭軌跡可以提高無(wú)頭蝦的得率。利用柔順機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)并結(jié)合上述去頭試驗(yàn)，進(jìn)行了對(duì)蝦去頭柔順機(jī)械手總體裝置的設(shè)計(jì)；通過(guò)對(duì)蝦的解剖式去頭試驗(yàn)，利用“弓弦法”確定了對(duì)蝦頭肉圓弧斷面的平均半徑值為50mm、水平尺寸為2423mm

5、和豎直尺寸為l488IIull等幾何參數(shù)，繼而確定了柔順機(jī)械手的圓弧半徑和各段函數(shù)解析式；通過(guò)運(yùn)動(dòng)仿真驗(yàn)證了柔順機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)圓弧狀去頭軌跡，并利用有限元分析法對(duì)柔順機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移和應(yīng)力集中情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該裝置的應(yīng)力集中情況不嚴(yán)重，最大應(yīng)力值為4012Mpa。通過(guò)對(duì)柔順機(jī)械手的試制和試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)利用柔順機(jī)械手進(jìn)行對(duì)蝦去頭，可使無(wú)頭蝦的得率提高到7078％，用實(shí)踐的方式證明了該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可實(shí)現(xiàn)對(duì)蝦去頭的機(jī)械化