熊利榮，鄭 偉，羅舒豪

0 引 言

近年來，中國的家禽養(yǎng)殖業(yè)得到迅猛的發(fā)展，綜合生產(chǎn)能力顯著增強，禽肉的消費量以每年5%～10%的速度持續(xù)增長[1-2]。自動凈膛技術(shù)是家禽屠宰加工過程當(dāng)中關(guān)鍵的技術(shù)之一，也是目前制約中國禽類屠宰加工行業(yè)向產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；较虬l(fā)展的瓶頸問題。凈膛作業(yè)主要分為自動聯(lián)合作業(yè)和人工輔助流水線生產(chǎn) 2種作業(yè)方式[3-4]，歐美等發(fā)達(dá)國家的大型家禽屠宰生產(chǎn)線基本采用自動聯(lián)合作業(yè)裝置。由于自動取內(nèi)臟聯(lián)合作業(yè)凈膛設(shè)備引進(jìn)成本比較高，中國只有少數(shù)企業(yè)引進(jìn)該類裝置，其他均采用人工輔助流水線生產(chǎn)作業(yè)，該模式存在許多弊端。利用人工進(jìn)行凈膛，基于人手極為靈活的特點，雖然凈膛效果很好，但工作效率很低，工作量很大。凈膛作業(yè)的工作環(huán)境也相對復(fù)雜，會對人的身體造成一定的傷害。另外人工生產(chǎn)環(huán)節(jié)可能由于工人的疏忽或錯誤操作，導(dǎo)致凈膛作業(yè)時禽體或內(nèi)臟受到污染，甚至導(dǎo)致疾病的傳播，食品安全存在隱患。機(jī)器人智能化的不斷發(fā)展，為自主研發(fā)性價比高的家禽自動凈膛設(shè)備提供了契機(jī)，使家禽屠宰領(lǐng)域潛在的市場價值得到挖掘。

家禽的自動凈膛技術(shù)是家禽屠宰加工過程中重要的技術(shù)手段，隨著凈膛機(jī)械手的發(fā)展，凈膛方式也在不斷更新[5-6]。根據(jù)取內(nèi)臟方式的差異，可以分為扒取式、挖取式和夾取式 3種凈膛機(jī)械手，是目前家禽屠宰加工行業(yè)運用最為廣泛的幾種取內(nèi)臟的方式[7-10]，由于凈膛過程中夾取式凈膛機(jī)械手對內(nèi)臟破損較小的特點，故成為目前研究的主要方向之一。王猛[11]根據(jù)家禽腹腔輪廓曲線對夾取式機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和運動參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計，滿足了凈膛要求。王麗紅[12]以扒取式取內(nèi)臟方式開發(fā)了一套自動取內(nèi)臟機(jī)，并得到了較好的凈膛效果。

目前取內(nèi)臟的方式主要是利用特定的機(jī)械結(jié)構(gòu)之間的相互配合形成固定的運動軌跡來執(zhí)行機(jī)械手的凈膛動作，而且該設(shè)備對機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計和尺寸精度要求也比較高，同時這類掏膛方式對家禽肉質(zhì)和內(nèi)臟的破壞也較大。

基于國內(nèi)掏膛機(jī)械手自動化程度相對低下、機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜單一且掏膛過程中內(nèi)臟容易受破損的現(xiàn)狀，在吸收和消化現(xiàn)有的凈膛設(shè)備的優(yōu)點上，充分利用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)，設(shè)計一套在計算機(jī)控制系統(tǒng)下，根據(jù)內(nèi)臟的位置和所能承受的壓力大小，實時改變機(jī)械手抓緊力度的夾取式凈膛機(jī)械手控制系統(tǒng)，實現(xiàn)凈膛過程的自動化，以保證凈膛效果，減少了內(nèi)臟的破損。

1 機(jī)械手與控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

1.1 機(jī)械手與控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖 1所示。該系統(tǒng)由機(jī)械手、可調(diào)節(jié)升降肉雞固定裝置、控制柜、試驗臺以及計算機(jī)組成。控制柜包括STM32單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、降壓模塊、壓阻轉(zhuǎn)換模塊等電氣元件。4根壓阻式薄膜傳感器安裝在手指內(nèi)側(cè)、機(jī)械手爪與機(jī)械臂構(gòu)成了凈膛機(jī)械手。

上位機(jī)通過USB轉(zhuǎn)串口向STM32單片機(jī)發(fā)送機(jī)械手控制指令，STM32單片機(jī)接受指令分析并處理數(shù)據(jù)，通過驅(qū)動器驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行凈膛動作。系統(tǒng)運作過程中，單片機(jī)實時采集機(jī)械手爪上的壓力，將得到的壓力值與設(shè)定的內(nèi)臟壓力閾值比較，若壓力大于設(shè)定值，機(jī)械手爪張開一定角度，若壓力小于設(shè)定值，機(jī)械手爪執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)定的初始值，從而達(dá)到調(diào)節(jié)手爪壓力的目的。

試驗前對機(jī)械手進(jìn)行初始化和參數(shù)設(shè)置，包括對機(jī)械臂 3軸各方向上位置的初始化，對機(jī)械手爪原始張開位置的初始化，以及對機(jī)械手爪閉合位置的參數(shù)設(shè)置。調(diào)試系統(tǒng)，調(diào)整好掛鉤上肉雞內(nèi)臟的位置，確保機(jī)械手能夠自動定點抓取到內(nèi)臟。

圖1 家禽凈膛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure diagram of poultry evisceration system

1.2 機(jī)械手爪的設(shè)計

機(jī)械手爪整體為對稱式結(jié)構(gòu)，步進(jìn)電機(jī)由電機(jī)固定架固定，電機(jī)軸通過聯(lián)軸器與螺桿相連。螺桿和滑塊之間為絲杠傳動，滑塊與機(jī)械手手指之間通過連桿連接，能把滑塊的推力傳遞到手指上，控制機(jī)械手爪上步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速，就能分別控制手指的張角和抓取或松開速度。機(jī)械手爪結(jié)構(gòu)示意圖如圖2a所示。

根據(jù)家禽腹腔造型，將手指的 3指節(jié)長度分別定為32、18、16 mm，相鄰2指節(jié)的角度分別定為160°和150°。手指[13]由相對比較柔軟的樹脂材料加工而成，其他部分采用鋼材料進(jìn)行加工與裝配。手指的具體參數(shù)如圖2b所示。

圖2 機(jī)械手爪結(jié)構(gòu)及參數(shù)Fig.2 Structure and parameters of mechanical paw

1.3 機(jī)械臂的設(shè)計

按照機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)形式，將機(jī)械臂分為關(guān)節(jié)型機(jī)械臂和非關(guān)節(jié)型機(jī)械臂[14-15]。關(guān)節(jié)型機(jī)械臂一般是由移動副和轉(zhuǎn)動副進(jìn)行不同形式的組合而組成的，最常用的機(jī)械臂就是直角坐標(biāo)型和開鏈連桿式關(guān)節(jié)型機(jī)械臂[16-18]。

考慮機(jī)械手爪先抓取內(nèi)臟然后將內(nèi)臟直接拉出的凈膛動作和設(shè)計成本，本系統(tǒng)選擇空間直角坐標(biāo)系下的機(jī)械臂作為機(jī)械手的主體，機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

圖3 機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3 Schematic diagram of mechanical arm

該機(jī)械臂滿足笛卡爾空間直角坐標(biāo)系，它的運動是由X，Y，Z三軸方向上的直線運動組成，為滿足內(nèi)臟拉出的行程要求，將X，Y，Z各軸的有效行程分別為300、600和400 mm。通過絲桿傳動，各臂分別沿著自身所在坐標(biāo)軸方向上做前進(jìn)、升降和伸縮運動。

1.4 主控芯片的選型

本控制系統(tǒng)選用 STM32ZET6型號的單片機(jī)作為主控芯片，該芯片是ARM公司的CortexM3內(nèi)核的處理器。

1）該芯片內(nèi)部時鐘頻率高達(dá)72 MHz，具有5個串口、1個USB接口以及3組共18路的12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC（analog-to-digital converter）。利用內(nèi)部的ADC能對外部電路中的電壓等模擬量進(jìn)行高精度采集，而且可以是多通道ADC同時采集，并將采集的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給PC機(jī)。

2）具有2個基本定時器、4個通用定時器、2個高級定時器。高級定時器TIM1和TIM8可以同時產(chǎn)生7路的PWM輸出。而通用定時器也能同時產(chǎn)生4路的PWM輸出，STM32最多可以同時產(chǎn)生30路PWM輸出，更利于對步進(jìn)電機(jī)的控制[19-21]。

本機(jī)械手控制系統(tǒng)只需4路PWM輸出控制4個步進(jìn)電機(jī)，利用單片機(jī)自帶ADC的4個通道進(jìn)行壓力采集，故該型號的單片機(jī)能滿足實際控制要求。

1.5 觸覺系統(tǒng)硬件設(shè)計與驅(qū)動電路搭建

1.5.1 壓阻式薄膜傳感器

本系統(tǒng)將4根安裝在機(jī)械手爪手指內(nèi)側(cè)的RFP-6系列 601型號的壓阻式薄膜傳感器作為手爪的觸覺感知部件。該傳感器敏感區(qū)域直徑為7 mm，量程為10 N。當(dāng)傳感器上壓力變大時，電阻值變小。反之，當(dāng)壓力變小時，電阻值會變大。

實際中所用的4根傳感器的電阻-壓力的對應(yīng)關(guān)系曲線如圖 4所示，該關(guān)系曲線是在實驗室通過標(biāo)準(zhǔn)的壓力標(biāo)定測試所得到的。

圖4 壓阻式薄膜傳感器載荷-電阻的對應(yīng)關(guān)系曲線Fig.4 Corresponding relation curve of load and resistance of piezoresistive film sensor

1.5.2 壓力采集電路的搭建

壓阻式薄膜壓力傳感器輸出信號為電阻信號，轉(zhuǎn)換模塊的作用是將電阻信號轉(zhuǎn)換為便于采集的模擬電壓信號。將4根傳感器分別與4個模塊的傳感器接口連接（不分正負(fù)極），即完成如圖5所示的壓力信號采集電路的搭建。

圖5 壓力信號采集電路示意圖Fig.5 Diagram of pressure signal acquisition circuit

將轉(zhuǎn)換模塊VCC端供3.3 V電壓，GND端接地，模擬電壓輸出AO端與對單片機(jī)進(jìn)行ADC初始配置的對應(yīng)通用輸入輸出GPIO（general purpose input output）口對接，就可以測定傳感器力的變化所對應(yīng)的電壓值。

設(shè)壓力傳感器的阻值為 Rs，模擬電壓輸出口電壓為Vout，則傳感器的電阻值Rs為

根據(jù)上位機(jī)接收的電壓值outV 可以得到Rs的值，通過壓阻式薄膜傳感器的壓力與電阻的特性曲線即可得到對應(yīng)的壓力值。

1.5.3 步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動器

步進(jìn)電機(jī)是一種將脈沖信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)角位移的執(zhí)行元件[22-24]。根據(jù)機(jī)械臂各軸及機(jī)械手爪的負(fù)載，選擇相應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)，具體參數(shù)如表1所示。

表1 步進(jìn)電機(jī)主要參數(shù)Table 1 Main technical parameters of stepping motor

本系統(tǒng)采用 TB6600型號的驅(qū)動器來驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)工作，是一款專業(yè)的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，接口采用高速光耦隔離，具有抗高頻干擾能力強等特點[25]。

1.5.4 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路連接

本系統(tǒng)對步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動器之間采用共陰極接法，為了保證機(jī)械手在安全的行程中運動，機(jī)械臂的X、Y、Z 軸方向上的兩側(cè)均安裝有限位開關(guān)，開關(guān)的一端接在驅(qū)動器EN+的一端，另一端接在+5 V電源上。步進(jìn)電機(jī)、STM32單片機(jī)、驅(qū)動器和電源的系統(tǒng)接線如圖6所示。

圖6 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路示意圖Fig.6 Schematic diagram of driver circuit of stepping motor

2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

控制系統(tǒng)軟件主要包括掏膛機(jī)械手控制界面和基于keil5開發(fā)的控制程序 2大部分。其中控制程序又包括ADC壓力采集程序和控制機(jī)械手運動的執(zhí)行程序。

STM32單片機(jī)定時器產(chǎn)生占空比為50%的PWM信號，上位機(jī)通過串口向下位機(jī)發(fā)送不同數(shù)據(jù)，使能定時器的時鐘控制對應(yīng)步進(jìn)電機(jī)，ADC實時采集手爪上的壓力，最后達(dá)到機(jī)械手自動掏膛的目的。系統(tǒng)控制的流程圖如圖7所示。

圖7 自動控制模式流程圖Fig.7 Flow chart of automatic control mode

2.1 STM32單片機(jī)PWM輸出

STM32具有豐富的定時器資源，利用4個通用定時器分別產(chǎn)生4路PWM輸出，每路PWM輸出分別控制機(jī)械臂X、Y、Z軸方向和機(jī)械手爪的步進(jìn)電機(jī)。為了產(chǎn)生PWM輸出，必須對相應(yīng)的定時器功能進(jìn)行初始化配置，包括GPIO的初始化、定時器的初始化、定時器PWM輸出通道的初始化和使能定時器等。

2.2 ADC壓力采集實現(xiàn)

STM32ZET6單片機(jī)包含ADC1、ADC2和ADC3三個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，每個轉(zhuǎn)換器都包含十幾個通道，可實現(xiàn)對多個模擬量同時進(jìn)行采集。

本系統(tǒng)選擇ADC1的通道0、通道2、通道4和通道5共 4個通道對電壓模擬量進(jìn)行采集，各通道所對應(yīng)的GPIO 端口分別為 PA0、PA2、PA4和 PA5。首先利用Adc_Init()函數(shù)進(jìn)行初始化，包括ADC1對應(yīng)通道的GPIO初始化、設(shè)置ADC的工作模式、轉(zhuǎn)換觸發(fā)方式、設(shè)置數(shù)模轉(zhuǎn)換的通道模式等。ADC初始化部分代碼為：

ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Indepen dent;//ADC工作在獨立模式

ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=DISABLE;//模數(shù)轉(zhuǎn)換工作在單通道模式

ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=DIS ABLE;//模數(shù)轉(zhuǎn)換工作在單次轉(zhuǎn)換模式

ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_Ext ernalTrigConv_None; //轉(zhuǎn)換由軟件而不是外部觸發(fā)啟動

ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right; //ADC數(shù)據(jù)右對齊

ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;//順序進(jìn)行規(guī)則轉(zhuǎn)換的ADC通道的數(shù)目

ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);//初始化外設(shè)ADC1的寄存器

利用Get_Adc()函數(shù)設(shè)置ADC1的規(guī)則通道、采樣時間等參數(shù)，最后利用Get_Adc_Average()函數(shù)對Get_Adc()獲取的電壓值取10次的平均值，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.3 人機(jī)交互界面設(shè)計

Qt Creator是一個跨平臺的、完整的Qt集成開發(fā)環(huán)境（IDE）[26-28]。信號槽機(jī)制是 Qt的一個中心特征并且是Qt與其他工具包的最不相同的部分[29-30]，本系統(tǒng)的人機(jī)交互界面就是基于其信號槽機(jī)制編寫的，控制界面如圖8所示。

該界面主要由串口、顯示框、自動模式、手動模式和運行控制 5個部分組成。在操作掏膛機(jī)械手控制界面時，應(yīng)通過串口數(shù)據(jù)線將PC機(jī)與STM32單片機(jī)進(jìn)行連接，保證能搜索到相應(yīng)的串口號，然后選擇正確的串口序列號，點擊“打開串口”按鈕使上位機(jī)與下位機(jī)通信端口正常連接，點擊“復(fù)位”按鈕對系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置后，此時就可以對控制界面進(jìn)行操作。

圖8 控制系統(tǒng)人機(jī)交互界面Fig.8 Human-computer interactive interface of control system

通過上述的串口設(shè)置后，自動模式下，只需要在“Line edit”框中輸入機(jī)械臂X、Y、Z軸各方向需要運動的距離，然后點擊“開始”按鈕就可以對機(jī)械手進(jìn)行相應(yīng)的控制。在手動模式下，只需要點擊控制機(jī)械臂或是機(jī)械手爪的相應(yīng)按鈕，就可以實現(xiàn)對機(jī)械手的點動操作。

以 X軸方向的“左”按鈕為例，該按鈕的對象名為left_Button，當(dāng)按壓該按鈕時，會執(zhí)行void Main Window::on_left_Button_pressed()函數(shù)，當(dāng)松開按鈕時，執(zhí)行 void MainWindow::on_left_released()函數(shù)，兩種狀態(tài)的執(zhí)行代碼如下：

3 系統(tǒng)測試及試驗設(shè)計

3.1 壓力閾值測定試驗與凈膛試驗

3.1.1 試驗材料

在農(nóng)貿(mào)市場購買24只現(xiàn)場屠宰且經(jīng)過脫毛、放血、割肛等工序的新鮮肉雞，肉雞的質(zhì)量在1.3～1.7 kg之間，無斷腿和斷翅，健康狀態(tài)良好。

3.1.2 試驗方法

將肉雞倒掛在掛鉤上進(jìn)行家禽自動取內(nèi)臟試驗。以12只肉雞為一組，共進(jìn)行2組試驗。

1）確定內(nèi)臟壓力閾值Fave

每一次抓取內(nèi)臟試驗都使機(jī)械手爪從原始張開狀態(tài)運動到機(jī)械手爪完全抓緊閉合，獲取壓力采集系統(tǒng)保存的機(jī)械手爪處于完全閉合時機(jī)械手爪上 4根傳感器中的最大壓力值。本試驗以第1組肉雞為對象，對12次試驗中的壓力值取平均值，并將平均值作為內(nèi)臟臨界壓力值，即內(nèi)臟壓力閾值Fave。觀察內(nèi)臟的破損情況，計算內(nèi)臟凈膛率。

2）凈膛試驗

將內(nèi)臟壓力閾值Fave在程序中進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)機(jī)械手爪的力大于臨界壓力值時，說明機(jī)械手爪對內(nèi)臟的壓力過大，單片機(jī)執(zhí)行這一條件下的程序，控制機(jī)械手爪步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，使機(jī)械手爪張開一定角度，從而達(dá)到控制機(jī)械手爪抓力的目的。抓取過程中，若壓力沒達(dá)到臨界值，機(jī)械手爪則完全閉合，保證內(nèi)臟不至于脫落。本試驗以第2組肉雞為對象，觀察內(nèi)臟的破損、評價凈膛效果。

3.2 測試指標(biāo)

1）肉雞內(nèi)臟破損程度的評定

內(nèi)臟的破損程度采用10分制進(jìn)行評定。家禽內(nèi)臟主要包括肝臟、心臟、腎臟、脾臟、以及一些消化道和腸道等[31]。為了評定內(nèi)臟的破損情況，主要是對肝臟和心臟等易破損的器官進(jìn)行評定，將肝臟和心臟的得分權(quán)重設(shè)置為50%和 30%，其他組織合計在一個對象中一起評定，并將得分權(quán)重設(shè)置為 20%。最后將肝臟、心臟和其他組織這 3項評定對象的總分作為肉雞內(nèi)臟破損程度的評定值，具體方法如表2所示。

表2 內(nèi)臟破損情況的權(quán)重值Table 2 Weights of poultry entrails damage

2）肉雞內(nèi)臟凈膛率的評定

內(nèi)臟的凈膛率主要用來表征機(jī)械手取內(nèi)臟時的凈膛程度，也是衡量機(jī)械手性能的一個重要指標(biāo)。凈膛率λ（%）

式中λ為凈膛率，%；m為掏出內(nèi)臟的質(zhì)量，g；M為內(nèi)臟的總質(zhì)量，g。

4 結(jié)果與分析

4.1 內(nèi)臟壓力閾值測定結(jié)果

對第 1組肉雞進(jìn)行內(nèi)臟壓力閾值的確定試驗，得到如表 3所示的結(jié)果?？梢缘玫綑C(jī)械手爪上的平均抓力為7.7 N，內(nèi)臟破損得分平均值為4.75分，凈膛率平均值為87.9%。

表3 確定內(nèi)臟壓力閾值試驗Table 3 Test of determining entrails pressure threshold

4.2 凈膛試驗結(jié)果

將內(nèi)臟臨界壓力值設(shè)定為7.7 N，以第2組肉雞為試驗對象，進(jìn)行一定臨界值壓力下的凈膛試驗，得到如表4所示的結(jié)果。從表中可以得到內(nèi)臟破損得分平均值為 4分，凈膛率平均值為87.4%。

表4 內(nèi)臟壓力閾值自動控制模式下的凈膛試驗Table 4 Taking entrails test in pressure threshold and automatic control mode

4.3 試驗結(jié)果分析

由表 3可知，質(zhì)量相差較大的肉雞，機(jī)械手爪上的力度也相差較大，一般質(zhì)量大的機(jī)械手爪上的力度較大。內(nèi)臟壓力閾值Fave=7.7 N下，帶觸覺系統(tǒng)機(jī)械手凈膛試驗的內(nèi)臟破損得分為4，且凈膛率87.4%。不帶觸覺系統(tǒng)的機(jī)械手爪完全閉合抓取內(nèi)臟時，內(nèi)臟破損得分為 4.75，且凈膛率為87.9%，可以得到帶觸覺系統(tǒng)的機(jī)械手爪對內(nèi)臟的破損更小，但凈膛率相差不大。

一般情況下，肉雞的體型越大，內(nèi)臟中的器官就越大。由于機(jī)械手爪完全閉合時的包絡(luò)空間是一定的，在抓取體型較大的肉雞內(nèi)臟時，無疑會使機(jī)械手爪上的壓力變大，在拉出內(nèi)臟的過程中，就會導(dǎo)致內(nèi)臟的一些部位單點受力較大，從而致使內(nèi)臟的破損相對較大。而設(shè)定內(nèi)臟壓力閾值后，當(dāng)手爪上的壓力大于閾值時，機(jī)械手爪會張開一個設(shè)定的小角度，控制機(jī)械手爪上的力度，使壓力不至于過大，掏內(nèi)臟時，內(nèi)臟會慢慢地在機(jī)械手指上有略微的滑動，起到了緩沖作用，分散了內(nèi)臟上的集中應(yīng)力，故內(nèi)臟的破損相對會小些。

5 結(jié) 論

該系統(tǒng)以STM32單片機(jī)為核心控制器，以壓阻式薄膜傳感器作為機(jī)械手爪的觸覺部分，以Qt軟件編寫的控制界面作為上位機(jī)，探索設(shè)計出了一套全自動化的凈膛機(jī)械手。對凈膛機(jī)械手的機(jī)械手爪進(jìn)行了構(gòu)思和設(shè)計，通過試驗確定了內(nèi)臟壓力閾值，利用傳感器實時采集凈膛過程中機(jī)械手爪對內(nèi)臟的壓力并根據(jù)壓力改變機(jī)械手爪的抓緊力度，達(dá)到減小內(nèi)臟破損的目的。根據(jù)實際試驗可知，具有觸覺系統(tǒng)的機(jī)械手內(nèi)臟破損得分為4，凈膛率為87.4%，不帶觸覺系統(tǒng)的機(jī)械手爪完全閉合抓取內(nèi)臟時，內(nèi)臟破損得分為4.75，且凈膛率為87.9%，可以得到帶觸覺系統(tǒng)的機(jī)械手爪對內(nèi)臟的破損更小，但凈膛率相差不大。且性能較為穩(wěn)定，能很好地實現(xiàn)凈膛動作，凈膛效果基本可以滿足家禽掏膛生產(chǎn)要求。

在后續(xù)的研究中，可以對機(jī)械手爪做進(jìn)一步的優(yōu)化或改進(jìn)，以便更好地適應(yīng)內(nèi)臟的抓取動作，另外，可以在手爪安裝多點壓力傳感器進(jìn)行壓力監(jiān)測和采集，以提高壓力采集精度。

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