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视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置与控制方法

申请号 CN202311775209.0 申请日 2023-12-21 公开(公告)号 CN117859788A 公开(公告)日 2024-04-12
申请人 广州商学院; 佛山市中科农业机器人与智慧农业创新研究院; 发明人 吴烽云; 邹湘军; 邹天龙;
摘要 视觉 跟踪 的龟鳖开壳 机器人 仿生切割装置与控制方法,包括加工台、夹持结构、撬壳结构和三轴驱动结构,本 发明 涉及龟鳖开壳装置技术领域,所述加工台下端四个拐 角 处均设置有 支撑 杆;装置通过夹持结构来实现对甲鱼脚的夹持固定,方便后续的切割操作,防止在切割的过程中甲鱼发生移动;通过撬壳结构来将背甲骨与甲鱼腹部之间拉开一个角度,且在指爪上设置有尖勾来配合指爪扣住背甲骨,基于甲鱼皮的弹性,在切割过程中,通过对第二 电机 和第三电机的操控,便于操控仿生指爪来用一定的 力 拉开背甲骨与甲鱼腹部的一个小角度;通过三轴驱动结构来将两把切割刀片切入甲鱼壳与腹部间隙处进行切割,本装置通过机器操作,有效的减少了人工成本。
权利要求

1.视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置,包括加工台(1)、夹持结构、撬壳结构和三轴驱动结构,其特征在于,所述加工台(1)下端四个拐处均设置有支撑杆(2),加工台(1)上端左前侧设置有视觉跟踪检测相机(3),加工台(1)上侧设置有四组夹持箱(4),且夹持箱(4)下端部对称设置有两个固定板(5),固定板(5)与加工台(1)相连接,夹持箱(4)内部设置有夹持结构,加工台(1)左上端处设置有撬壳结构,加工台(1)前后两端均设置有三轴驱动结构。
2.根据权利要求1所述的视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置,其特征在于,夹持结构包括第一螺纹杆(6)、第一电机(7)、第一辅助杆(8)、第一螺纹套(9)、齿条(10)、转动轴(11)、不完全齿轮(12)和夹(13),所述夹持箱(4)内部顶端设置有第一螺纹杆(6)和第一辅助杆(8),夹持箱(4)上端设置有第一电机(7),且第一螺纹杆(6)上端贯穿夹持箱(4)与第一电机(7)的输出端相连接,第一螺纹杆(6)上螺纹连接有第一螺纹套(9),夹持箱(4)内部且位于第一螺纹杆(6)两侧均设置有转动轴(11),转动轴(11)外部上侧设置有不完全齿轮(12),转动轴(11)外部下侧设置有夹块(13),第一螺纹套(9)靠近转动轴(11)两端均设置有齿条(10),且齿条(10)与不完全齿轮(12)啮合连接。
3.根据权利要求1所述的视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置,其特征在于,撬壳结构包括竖板(14)、第二螺纹杆(15)、第二电机(16)、第二辅助杆(17)、第二螺纹套(18)、第三螺纹杆(19)、第三电机(20)、第三辅助杆(21)、第三螺纹套(22)和仿生指爪(23),所述加工台(1)左上端设置有竖板(14),竖板(14)右端上侧设置有第二螺纹杆(15)和第二辅助杆(17),且第二螺纹杆(15)位于第二辅助杆(17)后侧,且竖板(14)左端上侧设置有第二电机(16),且第二螺纹杆(15)左端贯穿竖板(14)与第二电机(16)的输出端相连接,第二螺纹杆(15)上螺纹连接有第二螺纹套(18),第二螺纹套(18)下端设置有第三螺纹杆(19)和第三辅助杆(21)。
4.根据权利要求3所述的视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置,其特征在于,所述第三辅助杆(21)位于第三螺纹杆(19)前侧,第二螺纹套(18)上端设置有第三电机(20),且第三螺纹杆(19)上端贯穿第二螺纹套(18)与第三电机(20)的输出端相连接,第三螺纹杆(19)上螺纹连接有第三螺纹套(22),第三螺纹套(22)右端设置有仿生指爪(23),仿生指爪(23)设置有两个指爪,且仿生指爪(23)的两个指爪上设置有尖勾(24)。
5.根据权利要求1所述的视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置,其特征在于,三轴驱动结构包括连接架(25)、第四螺纹杆(26)、第四辅助杆(27)、第四电机(28)、第四螺纹套(29)、电动推杆(30)、连接块(31)、第五螺纹杆(32)、第五电机(33)、第五辅助杆(34)和第五螺纹套(35),所述加工台(1)前后两端均设置有连接架(25),连接架(25)内部上侧设置有第四螺纹杆(26),连接架(25)内部下侧设置有第四辅助杆(27),连接架(25)右端设置有第四电机(28),第四螺纹杆(26)右端贯穿连接架(25)与第四电机(28)的输出端相连接,第四螺纹杆(26)上螺纹连接第四螺纹套(29)。
6.根据权利要求5所述的视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置,其特征在于,所述第四螺纹套(29)上端设置有电动推杆(30),电动推杆(30)上端设置有连接块(31),两个连接块(31)相靠近一端均设置有第五螺纹杆(32)和第五辅助杆(34),且第五螺纹杆(32)位于第五辅助杆(34)右侧,两个连接块(31)相远离一端均设置有第五电机(33),且两个第五螺纹杆(32)相远离一端均贯穿连接块(31)与第五电机(33)的输出端相连接,第五螺纹杆(32)上连接有第五螺纹套(35)。
7.根据权利要求6所述的视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置,其特征在于,所述第五螺纹套(35)下端设置有切割刀片(36)。
8.根据权利要求2所述的视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置,其特征在于,所述第一电机(7)、第二电机(16)、第三电机(20)、第四电机(28)、电动推杆(30)和第五电机(33)均与外接电源和外接单片机电性连接,且视觉跟踪检测相机(3)与外接单片机信号连接,第一电机(7)、第二电机(16)、第三电机(20)、第四电机(28)、电动推杆(30)和第五电机(33)均通过外接单片机与视觉跟踪检测相机(3)信号连接。
9.一种视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置的控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:先将甲鱼的四个脚穿进夹持箱(4)下方的两个固定板(5)之间,然后控制夹块(13)向甲鱼脚处旋转,来完成对甲鱼脚和甲鱼的固定;
S2:通过视觉跟踪检测相机(3)对龟鳖头、颈与背甲骨前端连接位置的几何参数进行检测,用深度学习的神经网络算法对头部、颈部、颈部与背甲骨前端连接图像进行识别,求出长度方向的颈部中心线与夹具中心线重合,在甲鱼颈部末端与背甲骨前端对称部位设计两个定位点,把视觉检测出的定位数据传输给外接单片机的控制系统;
S3:启动第二电机(16)和第三电机(20)来操控仿生指爪(23)向甲鱼的颈部末端与背甲骨前端对称部位处移动,并操控仿生指爪(23)来将背甲骨与甲鱼腹部之间拉开一个小角度;
S4:启动第四电机(28)、电动推杆(30)和第五电机(33)来将两把切割刀片(36)切入甲鱼壳与腹部间隙处,两把切割刀片(36)的位置相对错开;
S5:仿生指爪(23)在切割刀片(36)切割的过程中逐渐将甲鱼壳拉开较大的角度;
S6:当背甲骨被拉开75‑90度时,背甲骨内面与甲鱼下部及腹部逐渐分离,直到完全分离背甲骨,完成背甲骨的切开工序,进入下一道工序。

说明书全文

视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置与控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及龟鳖开壳装置技术领域,尤其涉及视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置与控制方法。

背景技术

[0002] 龟壳是一种动物外壳,通常指海龟或陆龟的外壳。它们的外壳通常由硬质的骨质或质组成,提供了保护身体的功能,龟鳖壳是一种名贵的中药材,其历史悠久,被广泛用于中医治疗。龟鳖壳在中药学中被称为“玄武,有滋阴潜阳、益肾健骨、养血补心的作用,可以治疗阴虚阳亢、阴虚内热、虚内动等,在对龟壳进行加工前需要先将龟甲从甲鱼腹部上切割分离。
[0003] 人工在宰杀甲鱼时,估计甲鱼背上近似椭圆形状的裙边尺寸,用手摸索着一把刀具慢慢沿裙边在靠近背甲骨的地方,通过手触摸感应到甲骨的硬边缘,将背甲骨的壳用手工切开,但是目前人工成本高,劳动强度大。如果用视觉检测和估算该背甲骨边缘尺寸时,因背甲骨上面有一层皮无法看到甲鱼背边缘,仅能估算其边缘参数,然后沿边缘切开背甲骨,因其边缘曲线是不规则非线性弧,这样会出现估算误差大,成功率低,完整的背甲骨还要制药用。而因人工成本高,劳动强度大,人有时会携带未知病毒,影响产品质量。为解决上述问题,本申请中提出视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置与控制方法。

发明内容

[0004] 本发明提出视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置与控制方法,以解决背景技术中存在的技术问题。
[0005] 为解决上述问题,本发明提出了视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置,包括加工台、夹持结构、撬壳结构和三轴驱动结构,其特征在于,所述加工台下端四个拐角处均设置有支撑杆,加工台上端左前侧设置有视觉跟踪检测相机,加工台上侧设置有四组夹持箱,且夹持箱下端部对称设置有两个固定板,固定板与加工台相连接,夹持箱内部设置有夹持结构,加工台左上端处设置有撬壳结构,加工台前后两端均设置有三轴驱动结构。
[0006] 作为本发明所述视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置的一种优选方案,其中:夹持结构包括第一螺纹杆、第一电机、第一辅助杆、第一螺纹套、齿条、转动轴、不完全齿轮和夹,所述夹持箱内部顶端设置有第一螺纹杆和第一辅助杆,夹持箱上端设置有第一电机,且第一螺纹杆上端贯穿夹持箱与第一电机的输出端相连接,第一螺纹杆上螺纹连接有第一螺纹套,夹持箱内部且位于第一螺纹杆两侧均设置有转动轴,转动轴外部上侧设置有不完全齿轮,转动轴外部下侧设置有夹块,第一螺纹套靠近转动轴两端均设置有齿条,且齿条与不完全齿轮啮合连接。
[0007] 作为本发明所述视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置的一种优选方案,其中:撬壳结构包括竖板、第二螺纹杆、第二电机、第二辅助杆、第二螺纹套、第三螺纹杆、第三电机、第三辅助杆、第三螺纹套和仿生指爪,所述加工台左上端设置有竖板,竖板右端上侧设置有第二螺纹杆和第二辅助杆,且第二螺纹杆位于第二辅助杆后侧,且竖板左端上侧设置有第二电机,且第二螺纹杆左端贯穿竖板与第二电机的输出端相连接,第二螺纹杆上螺纹连接有第二螺纹套,第二螺纹套下端设置有第三螺纹杆和第三辅助杆。
[0008] 作为本发明所述视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置的一种优选方案,其中:所述第三辅助杆位于第三螺纹杆前侧,第二螺纹套上端设置有第三电机,且第三螺纹杆上端贯穿第二螺纹套与第三电机的输出端相连接,第三螺纹杆上螺纹连接有第三螺纹套,第三螺纹套右端设置有仿生指爪,仿生指爪设置有两个指爪,且仿生指爪的两个指爪上设置有尖勾。
[0009] 作为本发明所述视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置的一种优选方案,其中:三轴驱动结构包括连接架、第四螺纹杆、第四辅助杆、第四电机、第四螺纹套、电动推杆、连接块、第五螺纹杆、第五电机、第五辅助杆和第五螺纹套,所述加工台前后两端均设置有连接架,连接架内部上侧设置有第四螺纹杆,连接架内部下侧设置有第四辅助杆,连接架右端设置有第四电机,第四螺纹杆右端贯穿连接架与第四电机的输出端相连接,第四螺纹杆上螺纹连接第四螺纹套。
[0010] 作为本发明所述视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置的一种优选方案,其中:所述第四螺纹套上端设置有电动推杆,电动推杆上端设置有连接块,两个连接块相靠近一端均设置有第五螺纹杆和第五辅助杆,且第五螺纹杆位于第五辅助杆右侧,两个连接块相远离一端均设置有第五电机,且两个第五螺纹杆相远离一端均贯穿连接块与第五电机的输出端相连接,第五螺纹杆上连接有第五螺纹套。
[0011] 作为本发明所述视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置的一种优选方案,其中:所述第五螺纹套下端设置有切割刀片。
[0012] 作为本发明所述视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置的一种优选方案,其中:所述第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、电动推杆和第五电机均与外接电源和外接单片机电性连接,且视觉跟踪检测相机与外接单片机信号连接,第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、电动推杆和第五电机均通过外接单片机与视觉跟踪检测相机信号连接。
[0013] 作为本发明所述视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置的控制方法,包括如下步骤:
[0014] S1:先将甲鱼的四个脚穿进夹持箱下方的两个固定板之间,然后控制夹块向甲鱼脚处旋转,来完成对甲鱼脚的固定;
[0015] S2:通过视觉跟踪检测相机对龟鳖头、颈与背甲骨前端连接位置的几何参数进行检测,用深度学习的神经网络算法对头部、颈部、颈部与背甲骨前端连接图像进行识别,求出长度方向的颈部中心线与夹具中心线重合,在甲鱼颈部末端与背甲骨前端对称部位设计两个定位点,把视觉检测出的定位数据传输给外接单片机的控制系统;
[0016] S3:启动第二电机和第三电机来操控仿生指爪向甲鱼的颈部末端与背甲骨前端对称部位处移动,并操控仿生指爪来将背甲骨与甲鱼腹部之间拉开一个小角度;
[0017] S4:启动第四电机、电动推杆和第五电机来将两把切割刀片切入甲鱼壳与腹部间隙处,两把切割刀片的位置相对错开;
[0018] S5:仿生指爪在切割刀片切割的过程中逐渐将甲鱼壳拉开较大的角度;
[0019] S6:当背甲骨被拉开75‑90度时,背甲骨内面与甲鱼下部及腹部逐渐分离,直到完全分离背甲骨,完成背甲骨的切开工序,进入下一道工序。
[0020] 本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果:
[0021] 现有技术大多直接通过视觉检测相机检测和估算甲鱼背甲骨的边缘尺寸,然后操控切割刀片对背甲骨的边缘处进行切割,而因背甲骨上面有一层皮无法看到甲鱼背边缘,仅能估算其边缘参数,直接沿边缘切开背甲骨,因背甲骨边缘曲线是不规则非线性弧,这样会出现估算误差大,成功率低而造成背甲骨的损坏,而本装置通过视觉跟踪检测相机来对大小尺寸不一的龟鳖头、颈与背甲骨前端连接位置的几何参数进行检测,在颈部末端与背甲骨前端对称部位设计两个定位点,把视觉检测出的定位数据传输给外接单片机的控制系统,通过单片机来控制若干电机来对进行龟壳切割,减少估算误差,来实现对龟壳的自动开壳,通过设计定位点,便于操控仿生指爪插入定位点处,来将背甲骨与甲鱼腹部之间撬起一个小角度,通过操控切割刀片从撬起的小角度处切割,可以有效的防止背甲骨的损坏;
[0022] 本装置通过夹持结构的设置来实现对甲鱼脚的夹持固定,通过第一电机来带动第一螺纹杆进行转动,进而带动第一螺纹套和齿条进行上下移动,借助齿条与不完全齿轮的相互配合,来带动转动轴和夹块进行转动,使得两个夹块向甲鱼脚处旋转,来完成对甲鱼脚的固定,进而夹住甲鱼,方便后续的切割操作,防止在切割的过程中甲鱼发生移动,有效的提高了装置的稳定性
[0023] 本装置通过撬壳结构的设置来将背甲骨与甲鱼腹部之间拉开一个角度,通过第三电机带动仿生指爪移动至甲鱼的颈部末端与背甲骨前端处,通过第二电机来带动第二螺纹杆转动,进而带动第二螺纹套和仿生指爪向甲鱼处移动,使得仿生指爪移动至设计好的两个定位点处,该定位点为甲鱼颈部与背甲骨连接处,它们仅为皮层相联接,容易用仿生指爪工具插入,指爪上设置有尖勾来配合指爪扣住背甲骨,基于甲鱼皮的弹性,在切割过程中,通过对第二电机和第三电机的操控,便于操控仿生指爪来用一定的拉开背甲骨与甲鱼腹部的一个小角度,通过两个定位点的设计,在仿生指爪插入定位点将甲鱼壳向上抬起一个小角度后,方便两个切割刀片对仿生指爪撬起的甲鱼前端两侧面处进行切割;
[0024] 本装置通过三轴驱动结构的设置来将两把切割刀片切入甲鱼壳与腹部间隙处,为了使得两把刀具不发生碰撞,两把切割刀片的位置相对错开,通过第四电机、电动推杆和第五电机来控制两个切割刀片切断前端左右韧带组织和连接的皮,背甲骨逐步拉开,切割刀片跟进切割,而角度也增大,切割刀片按照控制视觉跟踪检测相机检测出的甲鱼壳的轨迹再切入,以切断韧带和表皮等连接物,当背甲骨被拉开75‑90度时,使得背甲骨内面与甲鱼下部及腹部逐渐分离,直到完全分离背甲骨,通过机器操作,有效的减少了人工成本。附图说明
[0025] 图1为本公开实施例中的整体的结构示意图。
[0026] 图2为本公开实施例的俯视图。
[0027] 图3为本公开实施例中的夹持箱的结构示意图。
[0028] 图4为本公开实施例中竖板的局部结构示意图。
[0029] 图5为本公开实施例中仿生指爪的结构示意图。
[0030] 图6为本公开实施例中的连接架的结构示意图。
[0031] 附图标记:1、加工台;2、支撑杆;3、视觉跟踪检测相机;4、夹持箱;5、固定板;6、第一螺纹杆;7、第一电机;8、第一辅助杆;9、第一螺纹套;10、齿条;11、转动轴;12、不完全齿轮;13、夹块;14、竖板;15、第二螺纹杆;16、第二电机;17、第二辅助杆;18、第二螺纹套;19、第三螺纹杆;20、第三电机;21、第三辅助杆;22、第三螺纹套;23、仿生指爪;24、尖勾;25、连接架;26、第四螺纹杆;27、第四辅助杆;28、第四电机;29、第四螺纹套;30、电动推杆;31、连接块;32、第五螺纹杆;33、第五电机;34、第五辅助杆;35、第五螺纹套;36、切割刀片。

具体实施方式

[0032] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0033] 实施例1
[0034] 参照图1‑3,该实施例提供了龟鳖开壳机器人仿生切割装置,包括加工台1、夹持结构、撬壳结构和三轴驱动结构,其特征在于,所述加工台1下端四个拐角处均设置有支撑杆2,加工台1上端左前侧设置有视觉跟踪检测相机3,装置通过视觉跟踪检测相机3来对大小尺寸不一的龟鳖头、颈与背甲骨前端连接位置的几何参数进行检测,用深度学习的神经网络算法(YOLOV7)对头部、颈部、颈部与背甲骨前端连接图像进行识别,求出长度方向的颈部中心线与夹具中心线重合,在颈部末端与背甲骨前端对称部位设计两个定位点,把视觉检测出的定位数据传输给外接单片机的控制系统,通过单片机来控制若干电机来对进行龟壳切割,加工台1上侧设置有四组夹持箱4,且夹持箱4下端部对称设置有两个固定板5,固定板
5与加工台1相连接,夹持箱4内部设置有夹持结构,加工台1左上端处设置有撬壳结构,加工台1前后两端均设置有三轴驱动结构。
[0035] 在一个可选的实施例中,夹持结构包括第一螺纹杆6、第一电机7、第一辅助杆8、第一螺纹套9、齿条10、转动轴11、不完全齿轮12和夹块13,所述夹持箱4内部顶端设置有第一螺纹杆6和第一辅助杆8,夹持箱4上端设置有第一电机7,且第一螺纹杆6上端贯穿夹持箱4与第一电机7的输出端相连接,第一螺纹杆6上螺纹连接有第一螺纹套9,夹持箱4内部且位于第一螺纹杆6两侧均设置有转动轴11,转动轴11外部上侧设置有不完全齿轮12,转动轴11外部下侧设置有夹块13,第一螺纹套9靠近转动轴11两端均设置有齿条10,且齿条10与不完全齿轮12啮合连接,在宰杀甲鱼时,把甲鱼放置在加工台1上,然后将甲鱼的四个甲鱼脚穿进夹持箱4下方的两个固定板5之间,然后通过外接单片机来启动若干第一电机7,通过第一电机7来带动第一螺纹杆6进行转动,进而带动第一螺纹套9和齿条10进行上下移动,借助齿条10与不完全齿轮12的相互配合,来带动转动轴11和夹块13进行转动,使得两个夹块13向甲鱼脚处旋转,来完成对甲鱼脚的固定,进而夹住甲鱼,方便后续的切割操作,防止在切割的过程中甲鱼发生移动,有效的提高了装置的稳定性。
[0036] 实施例2
[0037] 参照图3‑4,该实施例基于上一个实施例,与上一个实施例不同之处在于,撬壳结构包括竖板14、第二螺纹杆15、第二电机16、第二辅助杆17、第二螺纹套18、第三螺纹杆19、第三电机20、第三辅助杆21、第三螺纹套22和仿生指爪23,所述加工台1左上端设置有竖板14,竖板14右端上侧设置有第二螺纹杆15和第二辅助杆17,且第二螺纹杆15位于第二辅助杆17后侧,且竖板14左端上侧设置有第二电机16,且第二螺纹杆15左端贯穿竖板14与第二电机16的输出端相连接,第二螺纹杆15上螺纹连接有第二螺纹套18,第二螺纹套18下端设置有第三螺纹杆19和第三辅助杆21,第三辅助杆21位于第三螺纹杆19前侧,第二螺纹套18上端设置有第三电机20,且第三螺纹杆19上端贯穿第二螺纹套18与第三电机20的输出端相连接,第三螺纹杆19上螺纹连接有第三螺纹套22,第三螺纹套22右端设置有仿生指爪23,仿生指爪23设置有两个指爪,且仿生指爪23的两个指爪上设置有尖勾24,通过视觉跟踪检测相机3检测出的定位数据传输给外接单片机的控制系统,通过单片机来控制第三电机20启动,通过第三电机20带动第三螺纹杆19转动,进而带动第三螺纹套22和仿生指爪23向下移动,来将仿生指爪23移动至甲鱼的颈部末端与背甲骨前端处,然后启动第二电机16,通过第二电机16来带动第二螺纹杆15进行转动,进而来带动第二螺纹套18、第三螺纹套22和仿生指爪23进行移动,使得仿生指爪23向甲鱼颈部末端与背甲骨前端对称部位设计两个定位点处移动,甲鱼该位置为颈部与背甲骨连接处,它们仅为皮层相联接,容易用指爪工具插入,指爪上设置有尖勾24来配合指爪扣住背甲骨,基于甲鱼皮的弹性,在切割过程中,通过对第二电机16和第三电机20的操控,便于操控仿生指爪23来用一定的力拉开背甲骨与甲鱼腹部的一个小角度,通过两个定位点的设计,在仿生指爪23插入定位点将甲鱼壳向上抬起一个小角度后,方便两个切割刀片36对仿生指爪23撬起的甲鱼前端两侧面处进行切割。
[0038] 实施例3
[0039] 参照图6,该实施例基于上一个实施例,与上一个实施例不同之处在于,
[0040] 在一个可选的实施例中,三轴驱动结构包括连接架25、第四螺纹杆26、第四辅助杆27、第四电机28、第四螺纹套29、电动推杆30、连接块31、第五螺纹杆32、第五电机33、第五辅助杆34和第五螺纹套35,所述加工台1前后两端均设置有连接架25,连接架25内部上侧设置有第四螺纹杆26,连接架25内部下侧设置有第四辅助杆27,连接架25右端设置有第四电机
28,第四螺纹杆26右端贯穿连接架25与第四电机28的输出端相连接,第四螺纹杆26上螺纹连接第四螺纹套29,第四螺纹套29上端设置有电动推杆30,电动推杆30上端设置有连接块
31,两个连接块31相靠近一端均设置有第五螺纹杆32和第五辅助杆34,且第五螺纹杆32位于第五辅助杆34右侧,两个连接块31相远离一端均设置有第五电机33,且两个第五螺纹杆
32相远离一端均贯穿连接块31与第五电机33的输出端相连接,第五螺纹杆32上连接有第五螺纹套35,第五螺纹套35下端设置有切割刀片36,在对甲鱼固定完毕,且将仿生指爪23插入两个定位点处后,通过外接单片机来控制启动第四电机28、电动推杆30和第五电机33来对切割刀片36的位置进行调节,通过第四电机28来带动第四螺纹杆27进行转动,进而带动第四螺纹套29、电动推杆30、第五螺纹套35和切割刀片36进行左右移动,通过电动推杆30来带动第五螺纹套35和切割刀片36进行上下移动,通过第五电机33来带动第五螺纹杆32进行转动,进而带动第五螺纹套35和切割刀片36进行前后来回移动,通过两组三轴驱动结构的设计,便于装置控制切割刀片26进行高度Z,宽度X,长度Y方向的调整,在切割时,通过对第二电机16和第三电机20的操控,来使仿生指爪23将背甲骨与甲鱼腹部之间产生一个小角度,通过对仿生指爪23位置的调节,来使仿生指爪23轨迹逐步形成ρ弧线状态,当背甲骨头拉起后,产生一条间隙,此时,机器人控制三轴驱动结构开始工作,用两把双面刃切割刀片36切入甲鱼壳与腹部间隙处,为了使得两把刀具不发生碰撞,两把切割刀片36的位置相对错开,两个切割刀片36几乎同时切断前端左右韧带组织和连接的皮,背甲骨逐步拉开,切割刀片
36跟进切割,而角度也增大,切割刀片36按照控制视觉跟踪检测相机3检测出的甲鱼壳的轨迹再切入,以切断韧带和表皮等连接物,当背甲骨被拉开75‑90度时,使得背甲骨内面与甲鱼下部及腹部逐渐分离,直到完全分离背甲骨,完成背甲骨的切开工序,进入下一道工序。
[0041] 在一个可选的实施例中,所述第一电机7、第二电机16、第三电机20、第四电机28、电动推杆30和第五电机33均与外接电源和外接单片机电性连接,且视觉跟踪检测相机3与外接单片机信号连接,第一电机7、第二电机16、第三电机20、第四电机28、电动推杆30和第五电机33均通过外接单片机与视觉跟踪检测相机3信号连接。
[0042] 实施例4
[0043] 参照图1‑6,所述视觉跟踪的龟鳖开壳机器人仿生切割装置的控制方法,包括如下步骤:
[0044] S1:先将甲鱼的四个脚穿进夹持箱4下方的两个固定板5之间,然后控制夹块13向甲鱼脚处旋转,来完成对甲鱼脚的固定;
[0045] S2:通过视觉跟踪检测相机3对龟鳖头、颈与背甲骨前端连接位置的几何参数进行检测,用深度学习的神经网络算法对头部、颈部、颈部与背甲骨前端连接图像进行识别,求出长度方向的颈部中心线与夹具中心线重合,在甲鱼颈部末端与背甲骨前端对称部位设计两个定位点,把视觉检测出的定位数据传输给外接单片机的控制系统;
[0046] S3:启动第二电机16和第三电机20来操控仿生指爪23向甲鱼的颈部末端与背甲骨前端对称部位处移动,并操控仿生指爪23来将背甲骨与甲鱼腹部之间拉开一个小角度;
[0047] S4:启动第四电机28、电动推杆30和第五电机33来将两把切割刀片36切入甲鱼壳与腹部间隙处,两把切割刀片36的位置相对错开;
[0048] S5:仿生指爪23在切割刀片36切割的过程中逐渐将甲鱼壳拉开较大的角度;
[0049] S6:当背甲骨被拉开75‑90度时,背甲骨内面与甲鱼下部及腹部逐渐分离,直到完全分离背甲骨,完成背甲骨的切开工序,进入下一道工序。