一种猪腹剖切机器人系统的设计与实现
发布时间：2021-04-29 19:22
随着世界范围内人口数量的增长和饮食消费习惯的转变,猪肉制品的需求量与日俱增。而放眼国内屠宰生产企业的加工车间,许多仍然依靠现场的操作人员进行着繁重、枯燥、重复性的工作。这种工作形式一方面会对操作人员的健康带来威胁,另一方面也意味着企业不得不面临劳动力成本的逐年增长以及从业人员的日益紧缺。本文针对实际屠宰加工过程中的猪腹剖切环节,设计出一套基于双目视觉的猪腹剖切机器人系统。首先,从系统组成、拟实现的功能、时间节拍以及场地布局等方面给出猪腹剖切机器人系统总体的设计方案。接着针对执行组件中的末端执行器、胴体抱紧机构以及机器人基座展开详细设计。针对控制系统展开详细设计,明确其中涉及的硬件组成、接口形式、通讯协议以及控制流程等内容。然后,针对所选用的新松SR50A型号工业机器人采用Denavit-Hartenberg法（简称D-H法）建立其运动学模型,根据规范化的步骤对机器人的正运动学进行分析,并利用所得的正运动学方程计算得到机器人的逆运动学方程。结合相机标定的基本原理,建立相机的投影模型和畸变模型,采用张正友标定法给出相机标定的实现步骤和实验结果。建立eye-to-hand型手眼标定系统,将手...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究意义
1.2 屠宰机器人研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文主要研究内容
1.4 本章小结
2 猪腹剖切机器人系统的设计
2.1 猪腹剖切机器人系统的总体方案设计
2.2 猪腹剖切机器人系统的机械结构设计
2.2.1 末端执行器的设计
2.2.2 抱紧机构的设计
2.2.3 机器人基座的设计
2.3 猪腹剖切机器人系统的控制系统设计
2.4 本章小结
3 猪腹剖切机器人的运动学分析和标定
3.1 猪腹剖切机器人的运动学分析
3.1.1 机器人运动学模型的建立
3.1.2 机器人正运动学的分析
3.1.3 机器人逆运动学的分析
3.2 猪腹剖切机器人的相机标定
3.2.1 相机标定的原理
3.2.2 相机标定的实现
3.3 猪腹剖切机器人的手眼标定
3.3.1 手眼标定的原理
3.3.2 手眼标定的实现
3.4 本章小结
4 猪腹剖切机器人系统的图像识别和轨迹规划
4.1 图像识别算法的理论分析
4.1.1 图像边缘检测
4.1.2 图像主成分分析
4.1.3 图像深度获取
4.2 图像识别算法的实现过程
4.2.1 胴体中心线的图像识别
4.2.2 胴体图像的深度获取
4.3 机器人轨迹规划的分析和实现
4.4 本章小结
5 猪腹剖切机器人系统的实验验证
5.1 实验平台及系统组成
5.2 子功能的测试实验
5.2.1 图像边缘检测的测试实验
5.2.2 机器人随动方案的测试实验
5.2.3 末端执行器结构形式的测试实验
5.3 基于双目视觉的猪腹剖切实验
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业机器人单目视觉对准技术研究[J]. 雷金周,曾令斌,叶南. 光学精密工程. 2018(03)
[2]基于机器视觉定位的家禽屠宰净膛系统设计与试验[J]. 王树才,陶凯,李航. 农业机械学报. 2018(01)
[3]基于改进遗传算法与机器视觉的工业机器人猪腹剖切轨迹规划[J]. 刘毅,丛明,刘冬,朱福康. 机器人. 2017(03)
[4]焊接机器人系统集成应用发展现状与趋势[J]. 石林. 机器人技术与应用. 2016(06)
[5]机器人搬运系统在太阳能电池板固化系统中的应用[J]. 韩灵生,王虹斌,郝源. 制造业自动化. 2015(21)
[6]工业机器人在车身喷涂工艺中的应用[J]. 方学舟,罗敏,何晓波. 装备维修技术. 2014(03)
[7]基于工业机器人的飞机柔性装配技术[J]. 沈建新,田威. 南京航空航天大学学报. 2014(02)
[8]屠宰机器人的研究现状与发展[J]. 丛明,王冠雄,Peter Xu. 机器人技术与应用. 2013(01)
[9]基于主成分分析的指标权重确定方法[J]. 韩小孩,张耀辉,孙福军,王少华. 四川兵工学报. 2012(10)
[10]数据式审计常用的数据分析方法[J]. 应里孟. 中国农业会计. 2011(09)
博士论文
[1]边缘检测的若干技术研究[D]. 董鸿燕.国防科学技术大学 2008
硕士论文
[1]面向猪肉胴体分割的6-DOF混联机器人运动学分析与轨迹规划[D]. 孙鑫.哈尔滨商业大学 2017
[2]基于PCA和BP神经网络的人脸识别方法研究[D]. 李昌.哈尔滨理工大学 2017
本文编号：3168030
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究意义
1.2 屠宰机器人研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文主要研究内容
1.4 本章小结
2 猪腹剖切机器人系统的设计
2.1 猪腹剖切机器人系统的总体方案设计
2.2 猪腹剖切机器人系统的机械结构设计
2.2.1 末端执行器的设计
2.2.2 抱紧机构的设计
2.2.3 机器人基座的设计
2.3 猪腹剖切机器人系统的控制系统设计
2.4 本章小结
3 猪腹剖切机器人的运动学分析和标定
3.1 猪腹剖切机器人的运动学分析
3.1.1 机器人运动学模型的建立
3.1.2 机器人正运动学的分析
3.1.3 机器人逆运动学的分析
3.2 猪腹剖切机器人的相机标定
3.2.1 相机标定的原理
3.2.2 相机标定的实现
3.3 猪腹剖切机器人的手眼标定
3.3.1 手眼标定的原理
3.3.2 手眼标定的实现
3.4 本章小结
4 猪腹剖切机器人系统的图像识别和轨迹规划
4.1 图像识别算法的理论分析
4.1.1 图像边缘检测
4.1.2 图像主成分分析
4.1.3 图像深度获取
4.2 图像识别算法的实现过程
4.2.1 胴体中心线的图像识别
4.2.2 胴体图像的深度获取
4.3 机器人轨迹规划的分析和实现
4.4 本章小结
5 猪腹剖切机器人系统的实验验证
5.1 实验平台及系统组成
5.2 子功能的测试实验
5.2.1 图像边缘检测的测试实验
5.2.2 机器人随动方案的测试实验
5.2.3 末端执行器结构形式的测试实验
5.3 基于双目视觉的猪腹剖切实验
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业机器人单目视觉对准技术研究[J]. 雷金周,曾令斌,叶南. 光学精密工程. 2018(03)
[2]基于机器视觉定位的家禽屠宰净膛系统设计与试验[J]. 王树才,陶凯,李航. 农业机械学报. 2018(01)
[3]基于改进遗传算法与机器视觉的工业机器人猪腹剖切轨迹规划[J]. 刘毅,丛明,刘冬,朱福康. 机器人. 2017(03)
[4]焊接机器人系统集成应用发展现状与趋势[J]. 石林. 机器人技术与应用. 2016(06)
[5]机器人搬运系统在太阳能电池板固化系统中的应用[J]. 韩灵生,王虹斌,郝源. 制造业自动化. 2015(21)
[6]工业机器人在车身喷涂工艺中的应用[J]. 方学舟,罗敏,何晓波. 装备维修技术. 2014(03)
[7]基于工业机器人的飞机柔性装配技术[J]. 沈建新,田威. 南京航空航天大学学报. 2014(02)
[8]屠宰机器人的研究现状与发展[J]. 丛明,王冠雄,Peter Xu. 机器人技术与应用. 2013(01)
[9]基于主成分分析的指标权重确定方法[J]. 韩小孩,张耀辉,孙福军,王少华. 四川兵工学报. 2012(10)
[10]数据式审计常用的数据分析方法[J]. 应里孟. 中国农业会计. 2011(09)
博士论文
[1]边缘检测的若干技术研究[D]. 董鸿燕.国防科学技术大学 2008
硕士论文
[1]面向猪肉胴体分割的6-DOF混联机器人运动学分析与轨迹规划[D]. 孙鑫.哈尔滨商业大学 2017
[2]基于PCA和BP神经网络的人脸识别方法研究[D]. 李昌.哈尔滨理工大学 2017
本文编号：3168030
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