一种机器人智能家畜剖切的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种机器人智能家畜剖切的装置及方法，包括机器人组件、相机组件、夹具组件、刀具组件和悬挂支架组件。机器人组件用来提供剖切的进给路径和进给速度；相机组件用于识别家畜胴体腹部轮廓曲线并进行特征提取，引导机器人按既定轮廓自主完成进给运动；夹具组件通过螺栓与机器人法兰盘进行连接并固定在机器人末端；刀具组件通过夹具上的抱紧装置固定在夹具上并提供剖切功能；悬挂支架组件实现家畜胴体的悬挂。本发明专利技术结构简单、智能化及自动化水平高、安全高效、适应性强，可完成不同大小，形状差异明显的家畜胴体开膛剖切任务。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人智能家畜剖切的装置及方法
本专利技术属于机械自动化领域，涉及一种家畜剖切开膛的装置，具体涉及一种基于视觉识别的机器人智能家畜剖切的装置及方法。
技术介绍
在肉类屠宰加工领域，家畜的剖切开膛是后续去除内脏、劈半入库的基础。传统的手工作业劳动强度大、工作环境恶劣、操作过程危险、效率低下；机械剖切开膛虽降低了劳动强度和操作危险系数，但只能对大小、形状近似的家畜胴体进行处理，适应性较差，自动化程度不高，切割质量较差，这将给后续的工序带来一些困难。因此，研发一种智能、安全、卫生、高效的家畜屠宰设备势在必行。
技术实现思路
针对上述已有设备存在的问题，本专利技术提供了一种结构简单、适应性强、智能、安全、高效的家畜剖切开膛的机器人智能屠宰系统。本专利技术的技术方案为：一种机器人智能家畜剖切的装置，包括一种机器人智能剖切装置包括机器人组件1、相机组件2、夹具组件3、刀具组件4和悬挂支架组件5。所述的机器人组件1用来提供剖切的进给路径和进给速度。所述的相机组件2用于识别家畜胴体腹部轮廓曲线并进行特征提取，与机器人组件1通过控制器相连，控制器控制机器人按既定轮廓自主完成进给运动。所述的夹具组件3包括连接板6、支撑臂7、上抱紧装置8、下抱紧装置9，所述的支撑臂7和连接板6通过焊接连接在一起，下半抱紧装置9通过焊接与支撑臂7相连，上半抱紧装置8通过螺栓与下半抱紧装置连接，实现抱紧功能，最后将连接板6用螺栓连接安装在机器人组件1的末端法兰盘上。所述的刀具组件4用来提供剖切功能，包括一台电动圆锯11和圆形切刀10；所述的电动圆锯11通过夹具组件3上的抱紧装置固定在夹具组件3上，所述的圆形切刀10安装在电动圆锯11上；所述的圆形切刀10为无齿式结构，在切割时没有肉损耗。所述的悬挂支架组件5用来实现家畜胴体的悬挂，包括一对挂钩12、移动横梁13和支架14；所述的支架14放置于地面，支腿夹角的平分线正对机器人底盘安装中心线；所述的一对挂钩12用于连接家畜胴体和移动横梁13；所述的移动横梁13通过套筒与支架14相连，并且能够在支架14的悬臂上移动；所述的挂钩12上端挂于移动横梁13之上并能在横梁上滑动，两只挂钩下端分别勾住家畜胴体，用于调整获得良好的待剖切位置和姿态。使用上述机器人智能剖切装置的智能剖切方法，包括以下步骤：(1)将预处理后的家畜胴体悬挂于支架14上，使其腹部正对机器人底座安装中心线，侧面正对相机组件2；(2)相机组件2从侧面拍摄家畜胴体腹部轮廓曲线以及正对相机与家畜胴体灰度差异明显的背景；所述的灰度差异明显的背景用于控制器精确的提取相机组件拍摄的家畜胴体腹部轮廓曲线。(3)控制器提取相机组件2拍摄的家畜胴体腹部轮廓曲线，人为选取一部分腹部轮廓曲线作为指定路径；控制器驱动机器人按指定路径进给，并走完选定的腹部轮廓曲线，同时末端圆形切刀10进行旋转切割，完成第一个家畜胴体的剖切；(4)下一个家畜胴体在支架14上位置发生变动时，相机组件2从侧面拍摄下一个家畜胴体腹部轮廓曲线以及正对相机与该家畜胴体图像灰度差异明显的背景；控制器提取家畜胴体腹部轮廓曲线，驱动机器人按第三步中指定路径进给走完选定的腹部轮廓曲线，末端圆形切刀10进行旋转切割，完成家畜胴体的剖切；(5)重复第(4)步的内容，完成多个同种类家畜胴体的流水线智能化生产。同一家畜种类不同个体的剖切过程仅需一次示教，并且家畜胴体在支架上位置发生变动时，机器人也会自动跟随，具有很强的自适应能力，适用于流水线智能化生产。与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术设计的用于家畜剖切开膛的机器人智能屠宰系统结构简单、智能化及自动化水平高、适应性强，可完成不同大小，形状差异明显的家畜胴体开膛剖切任务。整套系统安全、卫生、高效，通过视觉识别辅助机器人完成过去无法完成的工作。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的夹具组件示意图；图3为本专利技术的刀具组件示意图；图4为本专利技术的悬挂支架组件示意图；图中：1机器人组件；2相机组件；3夹具组件；4刀具组件；5悬挂支架组件；6连接板；7支撑臂；8上半抱紧装置；9下半抱紧装置；10圆形切刀；11电动圆锯；12挂钩；13移动横梁；14支架。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行更进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术所述的一种机器人智能剖切装置包括机器人组件1、相机组件2、夹具组件3、刀具组件4和悬挂支架组件5。本专利技术采用电力驱动，完成家畜胴体智能剖切开膛工作。夹具组件3由连接板6、支撑臂7和上下抱紧装置8、9组成。结合图2，将支撑臂7焊接到连接板6上，然后将下半抱紧装置9焊接到支撑臂7上，上半抱紧装置8通过螺栓和下半抱紧装置9相连，最后将连接板6用螺栓连接到机器人组件1的末端法兰盘上。刀具组件4由圆形切刀10和一台电动圆锯11组成。结合图3，利用安装孔将圆形切刀10装到电动圆锯11上；结合图2，将电圆动锯11的电机外壳放入上半抱紧装置8和下半抱紧装置9之间，然后拧紧螺栓，利用摩擦力将电动圆锯11抱紧。悬挂支架组件5由挂钩12，移动横梁13和支架14组成。结合图4，利用两只挂钩12的一端分别勾住家畜胴体的两条后腿并将其悬挂于移动横梁13之上，调整好胴体位置和姿态；结合图1，使其腹部正对机器人组件1底座安装中心线，侧面正对相机组件2，调整移动横梁13在支架14上的位置。本专利技术实施例中的机器人智能家畜剖切方法，包括以下步骤：步骤1，将预处理后的家畜胴体按上述方法悬挂于支架14上，使其腹部正对机器人底座安装中心线，侧面正对相机组件2；步骤2，相机组件2从侧面拍摄家畜胴体腹部轮廓曲线以及正对相机与家畜胴体灰度差异明显的背景；步骤3，控制器提取相机2拍摄的家畜胴体腹部轮廓曲线特征，并驱动机器人组件1按指定路径进给并走完选定的腹部轮廓曲线，同时末端圆形切刀10旋转完成切割动作；步骤4，家畜胴体在支架14上前后移动位置后，机器人组件1通过相机组件2和控制器的轮廓特征识别，仍能按指定路径进给完成切割任务，完成流水线智能化生产。同一家畜种类不同个体的剖切过程仅需一次示教，并且家畜胴体在支架上位置发生变动时，机器人也会自动跟随，具有很强的自适应能力，适用于流水线智能化生产。在本专利技术的实施例中，优选通过视觉识别的方法，即通过相机组件2拍摄家畜胴体的腹部轮廓曲线，然后通过控制器进行图像识别和轮廓特征提取来确定家畜腹部轮廓的位置和形状。此外，在本专利技术的实施例中，优选通过灰度值比较的方法进行家畜胴体轮廓曲线的特征识别，当家畜胴体和相机组件2的拍摄背景灰度值差异明显时即可精确地完成胴体腹部轮廓曲线的特征提取。本实施例中的机器人智能剖切屠宰系统结构简单、智能化及自动化水平高、适应性强，可完成不同大小，形状差异明显的家畜胴体开膛剖切任务。整套系统安全、卫生、高效，通过视觉识别辅助机器人完成过去无法完成的工作。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、同等替换和改进等均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人智能家畜剖切的装置，其特征在于，所述的机器人智能家畜剖切的装置包括机器人组件(1)、相机组件(2)、夹具组件(3)、刀具组件(4)和悬挂支架组件(5)；所述的机器人组件(1)用来提供剖切的进给路径和进给速度；所述的相机组件(2)用于识别家畜胴体腹部轮廓曲线并进行特征提取，与机器人组件(1)通过控制器相连，控制器控制机器人按既定轮廓自主完成进给运动；所述的夹具组件(3)包括连接板(6)、支撑臂(7)、上抱紧装置(8)、下抱紧装置(9)；所述的支撑臂(7)和连接板(6)通过焊接连接在一起；下半抱紧装置(9)通过焊接与支撑臂(7)相连，上半抱紧装置(8)通过螺栓与下半抱紧装置(9)连接，实现抱紧功能；所述的连接板(6)安装在机器人组件(1)的末端法兰盘上；所述的刀具组件(4)用来提供剖切功能，包括一台电动圆锯(11)和圆形切刀(10)；所述的电动圆锯(11)通过夹具组件(3)上的抱紧装置固定在夹具组件(3)上，所述的圆形切刀(10)安装在电动圆锯(11)上；所述的悬挂支架组件(5)用来实现家畜胴体的悬挂，包括一对挂钩(12)、移动横梁(13)和支架(14)；所述的支架(14)放置于地面，支腿夹角的平分线正对机器人底盘安装中心线；所述的一对挂钩(12)用于连接家畜胴体和移动横梁(13)；所述的移动横梁(13)与支架(14)相连，能够在支架(14)的悬臂上移动；所述的挂钩(12)上端挂于移动横梁(13)之上并能在横梁上滑动。...

【技术特征摘要】
1.一种机器人智能家畜剖切的装置，其特征在于，所述的机器人智能家畜剖切的装置包括机器人组件(1)、相机组件(2)、夹具组件(3)、刀具组件(4)和悬挂支架组件(5)；所述的机器人组件(1)用来提供剖切的进给路径和进给速度；所述的相机组件(2)用于识别家畜胴体腹部轮廓曲线并进行特征提取，与机器人组件(1)通过控制器相连，控制器控制机器人按既定轮廓自主完成进给运动；所述的夹具组件(3)包括连接板(6)、支撑臂(7)、上抱紧装置(8)、下抱紧装置(9)；所述的支撑臂(7)和连接板(6)通过焊接连接在一起；下半抱紧装置(9)通过焊接与支撑臂(7)相连，上半抱紧装置(8)通过螺栓与下半抱紧装置(9)连接，实现抱紧功能；所述的连接板(6)安装在机器人组件(1)的末端法兰盘上；所述的刀具组件(4)用来提供剖切功能，包括一台电动圆锯(11)和圆形切刀(10)；所述的电动圆锯(11)通过夹具组件(3)上的抱紧装置固定在夹具组件(3)上，所述的圆形切刀(10)安装在电动圆锯(11)上；所述的悬挂支架组件(5)用来实现家畜胴体的悬挂，包括一对挂钩(12)、移动横梁(13)和支架(14)；所述的支架(14)放置于地面，支腿夹角的平分线正对机器人底盘安装中心线；所述的一对挂钩(12)用于连接家畜胴体和移动横梁(13)...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛明，刘毅，刘冬，朱福康，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21