家禽净膛机械手末端执行器的设计与分析

摘要

人工方式掏取家禽内脏生产效率低，产品质量不稳定，安全隐患大，采用智能净膛机械手可以很好地解决这些问题，使家禽加工自动化程度得到显著提高，机械手可以较为灵活地掏取家禽内脏，保证净膛效率和减少内脏破损。目前我国在家禽加工装备领域的研究较为缺乏，应用于家禽自动净膛技术的机械手种类较为单一，适应性较差，课题关于家禽净膛机械手手指的设计与仿真分析可以为家禽净膛加工领域提供经验和参考。
　　本文研究的机械手末端执行器采用一种多自由度腱绳齿轮驱动的连杆结构，通过对末端执行器几何建模及运动学、装配接触强度仿真模拟，明确装置运动能力和力学性能，评估机械手指的工作能力，为配合机械手臂的运动和路径实现家禽净膛提供技术支持。本文对结构模型进行虚拟装配，分析出零部件结构参数的合理性，避免手指之间发生干涉；使用D-H法建立手指的运动学数学模型，利用Matlab Robotics Toolbox工具箱相关计算功能，对模型进行目标解析，验证模型的可靠性，在此基础上，采用蒙卡特罗法和定步距角法得到手指的工作空间，使用SimMechanics和Matlab机器人工具箱求出手指的运动轨迹，通过分析比较各方法的优点，得到适合该对象的有效研究方法，同时由Solidworks和Adams的联合建模分析，明确手指工作过程中运动参数的变化情况；运用Ansys Wokbench软件对末端执行器的关键零部件进行装配接触强度分析，反映出机械手末端执行器各结构部分的力学状态，综合以上因素分析该方案的可行性。

目录

声明

1 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3课题研究内容及技术路线

1.4本章小结

2 家禽净膛机械手末端执行器的结构设计

2.1家禽净膛机械手末端执行器的工作方案选择

2.2 家禽净膛机械手指设计

2.3 家禽净膛机械手末端执行器的传动机构设计

2.4 家禽净膛机械手动作姿态

2.5 家禽净膛机械手手指间干涉分析

2.6 本章小结

3.1 引 言

3.2净膛机械手指连杆坐标系的建立

3.3净膛机械手指运动学模型建立

3.4 净膛机械手指的工作空间

3.5 净膛机械手指的运动轨迹

3.6 净膛机械手手指Adams运动学仿真

3.7 本章小结

4.1 引 言

4.2 扭簧与销轴接触强度分析

4.3 末端执行器传动机构接触强度分析

4.4 末端执行器执行机构接触强度分析

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结与主要创新点

5.2 展望

参考文献

致谢