對蝦去頭柔順機械手的設計與研究.pdf

1、分類號：墅墜密級：公開學號：2Q13窆Q窆Q523對蝦去頭柔順機械手的設計與研究DesignandI；沁searchofCompliantManipulatorfbrDeheadingShrimp學位申請人：韓翠指導教師：張秀花副教授學科專業(yè)：機械工程學位類別：工程碩士授予單位：河北農業(yè)大學答辯日期：二。一五年五月三十日摘要南美白對蝦是一種營養(yǎng)豐富的水產品，其需求量的增加使對蝦加工設備落后的問題日益凸顯，尤其在對蝦去頭方面，勞動密集程度

2、高、勞動成本大的情況較為嚴重。通過調查發(fā)現國內外均有對蝦去頭的相關設備專利，但其結構復雜、成本高，與人工成本相比不具有廣泛應用的特點，所以使去頭設備的應用受到了限制。通過研究柔順機構的運動機理，利用柔順機構可降低去頭裝置的復雜程度這一特點，本文研制了一種對蝦去頭柔順機械手裝置，以此來實現對蝦去頭的機械化加工。通過大量數據的統(tǒng)計與分析，建立對蝦全長和頭長的數學模型，為完成對蝦去頭的精準定位提供了理論依據；通過試驗分析發(fā)現無頭蝦得率與去頭前

3、質量的相關性系數為O710，呈顯著正相關，并在后續(xù)的試驗中對質量范圍進行限定，排除去頭前質量的差異對無頭蝦得率的影響。結合對蝦的生物性狀與試驗發(fā)現對蝦去頭時，背部、側面、腹部三種不同的施力點所對應的無頭蝦得率分別為6518％、6361％、6411％，依據無頭蝦得率和去頭效果確定對蝦去頭最佳施力點為背部；通過有刃刀、無刃刀、齒形刀三種刀具形式與不同去頭速度的全面試驗，以推拉力計測得去頭過程中壓力的大小和切斷面的感官質量為評定指標，確定了對

4、蝦去頭的最佳刀具形式為有刃刀，最低去頭速度為30mm／s；為了盡可能提高無頭蝦的得率，通過解剖式去頭將對蝦的頭肉部分進行保留，發(fā)現對蝦的頭肉斷面末端輪廓軌跡線近似為圓弧狀，針對去頭軌跡進行圓弧優(yōu)化，通過試驗對比證明了優(yōu)化后的去頭軌跡可以提高無頭蝦的得率。利用柔順機構的特點并結合上述去頭試驗，進行了對蝦去頭柔順機械手總體裝置的設計；通過對蝦的解剖式去頭試驗，利用“弓弦法”確定了對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，繼而確定了柔順機械手的圓弧半徑和各段函數解析式；通過運動仿真驗證了柔順機械手的運動可以實現圓弧狀去頭軌跡，并利用有限元分析法對柔順機械手運動過程中的位移和應力集中情況進行分析，發(fā)現該裝置的應力集中情況不嚴重，最大應力值為4012Mpa。通過對柔順機械手的試制和試驗，發(fā)現利用柔順機械手進行對蝦去頭，可使無頭蝦的得率提高到7078％，用實踐的方式證明了該裝置結構簡單，操作方便，可實現對蝦去頭的機械化