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设计说明书
设计说明书
作品名称：
基于高仿形性刮鳞机构的全自动杀鱼机
组员姓名：
叶智英张芳添潘才璋纪龙川
所在学校：
五邑大学
摘要
自动化的加工机械在现代加工生产中占据着重要地位。
本文针对食用鱼初期加工的特性要求设计一种基于高仿形性刮鳞机构全自动杀鱼机的研究。
研究食用鱼这一特定产品，分析了其在初期加工中所要求的几点特性，包括保鲜性、对肉质无损性、鱼鳞内脏清除要求、废弃物收集等。
在确定设计要求后，根据要求对外形、机构、电气各个部份进行设计及完善，发现其具有的环境友好型、高效性等特点非常突出。
关键词：
自动化、高仿形性、环境友好型
Abstract
Automatedprocessingmachineryinmodernprocessingproductionoccupiestheimportantposition.Inthispaper,accordingtothecharacteristicsofearlyfoodfishprocessingrequirementstodesignahighprofilebasedscalingmechanismautomatickillfishmachineresearch.Ediblefishthisspecificproduct,analysisintheearlyprocessingrequiredinseveralfeatures,includingpreservation,tomeatqualitynondestructive,fishliverclearrequirements,wastecollection,etc.Afterdeterminethedesignrequirements,accordingtotherequirementsforappearance,body,electricalpartsandperfectdesign,foundthatithasthecharacteristicsofenvironmentalfriendly,efficiencyisveryoutstanding.
KeyWords:
automationhighprofileenvironmentallyfriendly
1、课题背景…………………………………………………………1
2、安全操作………………………………………………………1
2.1、注意事项…………………………………………………1
2.2、开关机步骤………………………………………………1
3、规格参数…………………………………………………………3
4、机构运动………………………………………………………4
4.1、刮鳞机构…………………………………………………6
4.2、阻拦机构…………………………………………………7
4.3、夹鱼机构…………………………………………………8
4.4、对中机构…………………………………………………9
4.5、压鱼机构…………………………………………………10
4.6、剖腹机构…………………………………………………11
4.7、去肠机构…………………………………………………12
5、电气部分………………………………………………………13
5.1、控制面板…………………………………………………14
5.2、元器件布置图……………………………………………15
5.3、电气原理图………………………………………………16
5.4、接线图……………………………………………………17
6、控制程序………………………………………………………18
7、附录……………………………………………………………27
8、结论……………………………………………………………30
一、课题背景
国内水产品加工业的发展是从二十世纪80年代中期逐步开始的。
通过设备的引进，然后对引进设备进行消化吸收，并结合国内水产原料的特点和人们的消费习惯，研制出适合国内特点的水产品加工机械。
在鱼类前处理加工机械方面：
研制了鱼类切头机、剖腹去内脏机、鱼片去皮机、立式、卧式洗鱼机等单机。
近20年来，虽然我国水产品加工业有了长足的发展，但和发达国家相比，仍存在有很多不足。
主要体现在水产品的加工资源严重衰退、基础研究薄弱、加工与综合利用率比较低、加工产品品种少、附加值低、装备落后、质量管理和标准体系不健全等方面。
目前国内运用的技术都存在很大的缺陷，行业上理想的鱼加工设备应该包括除鳞、剖肚、去内脏、去鱼鳃、清洗等四大功能，行业需要一种鲜鱼处理的一体化的机器。
二、安全操作
2.1、注意事项
（1）整个机架务必须可靠接地;
（2）机器运行过程中，身体不能伸入机器运动的部分，如滚筒、齿轮、锯片等；
（3）在发生紧急事故时，如人身伤害、机器运行异常，应马上按下停止按钮；
2.2、开关机步骤：
开机：
（1）接通电源、水源，开启控制箱内的空气开关，把控制面板上的电源开关拨到上面，这时运行指示灯亮（如果机器已经复位，指示灯闪烁，表示可以开始运行）；
（2）机器复位，按下复位按钮（点动），机器复位完成后，运行指示灯闪烁，可以启动机器。
注意在第一次上电复位前，要使去鱼肠的刮刀水平放置，不然有撞机的危险；
（3）启动机器，运行指示灯闪烁的情况下，按下启动按钮（点动）。
启动后，两个滚筒转动，这时把鱼竖直放入两个滚筒之间（活鱼、死鱼均可，建议先把鱼杀死），注意鱼头先进，鱼腹与放置平台对齐，直到滚筒把鱼卷入机器中。
注意：
要等第一条鱼杀完，机器回到初始的处置，才可以放入第二条鱼。
关机：
按下停止按钮，再把电源开关拨到下面。
如长时间不使用，应关断控制箱内的空气开关。
注意：
等机器把鱼杀完后，才可以正常关机。
如果在杀鱼中途机器停止，按下复位键，把鱼从机器中取出，重新开始。
三、规格参数
项目
参数
备注
机器尺寸
（参看图3-1）
机器重量
约50kg
鱼的适用尺寸
长：
250~500mm宽：
40~60mm
高：
0~135mm
鱼身宽、鱼鳞大的，杀鱼效果比较好。
刮鳞率
70~80%
鱼鳞大的效果较好
去肠率
40~60%
杀鱼用时
（单条）
34s
额定电压
单相220VAC、50Hz
要求带地线
额定功率
150W
表3-1：
规格参数表
图3-1：
规格尺寸图
四、机构运动
如图4-1所示，机器主要的运动：
由滚筒把鱼卷入，滑动平台上的机构把鱼阻挡并夹紧，然后拖动鱼依次经过滚筒刮鳞位置、剖腹位置、去鱼肠位置。
整个动作由控制柜控制，由接近开关限位。
图4-1：
总体图
详细的运动流程如图4-2所示：
在按下启动按钮，把鱼放入之前，先等机器里的夹紧块张开。
当滚筒开始转动时，才可心把鱼放入。
滚筒把鱼卷入机器内，由阻挡机构拦住鱼，并检测鱼到位信号；到位后，夹紧机构运动，把鱼夹紧，并检测夹紧信号；夹紧后，滑动平台拖动鱼沿光轴运动，与此同时，刮鳞、压鱼、对中、剖腹机构同时动作，完成相应的功能；当滑动平台移动到去鱼肠位置时（由接近开关检测），刮刀运转，把鱼肠刮掉;当移动到末端时，鱼被松开，从机器中掉出；然后是机构的复位，夹紧块松开鱼后，重新合到最小距离处，以便能顺序插入对中块中。
压鱼块升起，刮刀复位到水平的位置。
最后滑动平台移动到开始处置，夹在对中块中间的夹紧块重新张开，等待下一条鱼的到来。
图4-2：
动作流程图
4.1、刮鳞机构
滚筒表皮是一层柔软的橡胶，滚筒里面中空，并填充海绵，以适应鱼身曲面。
滚筒表面的凸起是由螺丝和螺母构成，其作用是刮鳞。
当鱼从两个滚筒中间进去时，滚筒可沿光轴移动，并由弹簧产生一定压力，通过滚筒施加到鱼身上，这时柔软的滚筒表皮会贴合鱼身，以达到更佳的刮鳞效果。
滚筒有两个作用：
一是送料，在开始时把鱼送进机器中；二是刮鳞，在滑动平台夹紧鱼，并开始拖动后，滚筒旋转刮鳞。
图4-2：
刮鳞机构
4.2、阻拦机构
当鱼由滚筒卷进机器后，鱼头会顶到U形阻挡块（U形可防止鱼头顶偏），由于阻挡块是活动的，它会带动一个螺栓向接近开关靠近，然后接近开关响应，机器感知鱼已经到位，进入下一个动作。
当在最后鱼松开后，弹簧会使阻挡块复位。
图4-3阻拦机构
4.3、夹鱼机构
夹紧的动作是由电机带动丝杆，并带动拉杆一端向上运动，再通过拉杆另一端拉动夹紧块沿光轴运动实现的。
松开时，电机反转，拉杆撑开夹紧块。
两夹紧块最窄距离为U形阻挡块的宽度。
最大松开距离由接近开关的位置确定。
夹紧块上的凸起是由磨尖的螺栓组成的，作用是防止鱼在拖动的过程中打滑。
当鱼到位后，电机运行，夹紧块形开始夹紧，夹到鱼后，其中一块由弹簧支撑的夹紧块活动，直到触发微动开关，微动开关感知到夹紧信号，夹紧动作停止。
夹紧力的大小可通过增减弹簧的压缩量来调节。
图4-4：
夹鱼机构
4.4、对中机构
这个对中机构确保锯片和刮刀对准鱼腹的中间，从而使剖鱼腹和去鱼肠能正常进行。
对中块间的最小距离是夹紧块刚好能进去的距离。
复位时，夹紧块收起到最小距离，进入对中块中。
机器开始运行时，夹紧块张开，并把对中块也撑开。
当拖动鱼运动时，夹紧块才从对中块中离开，这时对中块便夹到鱼身，使鱼对中。
对中块一端的弧形开口，是为了使夹紧块更容易进入。
图4-5：
对中机构
4.5、压鱼机构
压鱼机构是为了防止在剖鱼腹、去鱼肠时鱼身跳动而设置的。
当开始拖动鱼的同时，电机运转，带动压块向下运动。
可以看到没有传感器感知是否已经压到鱼，向下运动的距离是靠延时的长短决定的。
机构复位时，压块向上运动，直到感应到接近开关。
图4-6：
压鱼机构
4.6、剖腹机构
剖腹机构主要由电机、锯片和夹紧螺母组成。
电机的转速是3000r/min，为了防止振动，用两个轴承固定传动轴。
另外，锯片的扭矩是由夹紧螺母传递的。
图4-7：
剖腹机构
4.7、去肠机构
当鱼到达去肠位置时，电机转动，带动刮刀刮鱼肠。
机构复位后，刮刀是水平放置的。
水平位置是由接近开关检测一个跟着电机转动的螺栓决定的。
在第一次上电复位或故障后复位时，一定要先让刮刀转到水平位置，否则有撞机危险。
刮刀做成勺子状，是因为刮鱼肠需要刮刀有一定的宽度,放置平台上也相应地开有缺口，以容纳刮刀的运动。
图4-8：
去肠机构
5、电气部分
J控制面板
J元器件布置图
J电气原理图
J接线图
6、控制程序
6.1下表主要是：
说明机构在不同位置时，输入、输出的变化。
6.1.1输入状态：
（1表示开关不动作，0表示开关动作。
）
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
S1
S2
S3
复位到位
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
启动
1
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
松开到位
1
1
0
0
0
1
0
1
1
1
1
鱼到位
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
1
压紧到位
0
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
压块到位
0
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
去肠到位
0
0
1
0
1
0
1
1
1
1
1
末端到位
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
松开到位
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
表6-1：
输入状态表
6.1.2输出状态：
（1表示启动，空格表示停止,
（1）表示闪烁。
）
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
LA1
LA2
复位到位
（1）
启动
1
1
松开到位
1
1
1
1
鱼到位
1
1
压紧到位
1
1
1
1
1
1
压块到位
1
1
1
1
1
去肠到位
1
1
1
1
1
1
末端到位
1
1
1
松开到位
1
1
1
1
停止或故障
（1）
表6-2：
输出状态表
6.2单片机中的C语言程序：
#include
#include
#defineuintunsignedint
sbitjgfwkg=P3^2;//机构复位按钮
sbitqdkg=P3^6;//系统启动按钮
sbittzkg=P3^3;//系统停止按钮自锁型
sbitydw=P1^0;//鱼到位开关
sbityjj=P1^1;//鱼夹紧开关
sbitjjsgl=P1^2;//夹紧丝杆最大位开关
sbitgk=P1^3;//去鱼肠刮块到位
sbitlimt_up=P1^4;//压块上位限位开关
sbitgkdw=P1^5;//去鱼肠到位开关
sbitsgup=P1^6;//丝杆上位限位开关
sbitsgdown=P1^7;//丝杆下位限位开关
sbitpress_down=P0^0;//压块电机正转
sbitpress_up=P0^1;//压块电机反转
sbitsgdjz=P0^2;//丝杆电机正转
sbitsgdjf=P0^3;//丝杆电机反转
sbityjsgdz=P0^5;//夹紧丝杆电机正转
sbityjsgdf=P0^4;//夹紧丝杆电机反转
sbitgldj=P0^6;//刮鳞电机
sbitpcdj=P0^7;//去肠电机
sbitstyxd=P2^4;//系统运行指示灯
sbitstbjd=P2^2;//报警指示灯
uintm=0;//等待时间
uintt=0;//等待时间
unsignedcharjgfw=0;//机构复位标志位
unsignedcharStop=0;//紧急停止标志位
voidtz_chengxu（）
{
styxd=0;//关闭系统运行灯
stbjd=1;//点亮系统报警灯
P0=0x00;//关闭所有电机
}
voiddelayms（uintx）//延时程序xms
{
uinti,j;
for（i=x;i>0;i--）
for（j=110;j>0;j--）;
}
voidb_q（）
{
for（;;）
{
stbjd=1;//系统报警
delayms（300）;
stbjd=0;//系统灯闪烁
delayms（300）;
}
}
voidt_h（）
{
yjsgdf=1;//松开夹紧电机
//for（;jjsgl;）;//等待夹紧电机松开至极限
while（jjsgl==1）;//等待夹紧电机松开至极限
yjsgdf=0;//夹紧电机反转停止
}
voidy_k（）//压块子程序
{
press_up=1;//压块电机反转启动
for（;limt_up;）;//等待压块到位
press_up=0;//压块电机反转停止
}
voidjg_fw（）//机构复位子程序
{styxd=0;//关闭系统运行灯
y_k（）;//压块子程序
t_h（）;
y_k（）;//压块子程序
gldj=1;//启动刮鳞电机
pcdj=0;//停止去肠电机运行
sgdjz=1;//丝杆电机正转，前进
t_h（）;
m=0;
for（;sgdown;）//检测丝杆下位限位开关，没有信号则运行
{
delayms（10）;
m++;
if（m==2200）//在规定的时间没到，停止
{
tz_chengxu（）;//系统紧急停止
b_q（）;//系统报警
}
}
t_h（）;
y_k（）;//压块子程序
sgdjz=0;//丝杆停止运动
gldj=0;//停止刮鳞电机
for（;gk;）//去鱼肠机构复位
{
pcdj=1;//启动去鱼肠
delayms（7）;
pcdj=0;//停止去鱼肠
delayms（400）;
}
delayms（30）;
sgdjf=1;//丝杆反转，后退回归原位
_nop_（）;
_nop_（）;
yjsgdz=1;//启动夹紧电机，夹紧夹板
delayms（5800）;//延时6秒
yjsgdz=0;//停止夹紧电机
m=0;
for（;sgup;）//等待丝杆回到原位
{
delayms（5）;
m++;
if（m==4500）//在规定的时间没到，停止
{
tz_chengxu（）;//系统紧急停止
b_q（）;//系统报警
}
}
m=0;
sgdjf=0;//回到原位，停止丝杆电机
delayms（2000）;//等待2秒
}
voidshayu_chengxu（）
{
t_h（）;
gldj=1;//启动刮鳞电机
_nop_（）;
_nop_（）;
m=0;
t=0;
for（;ydw;）//等待鱼到位
{
m++;
if（m==10000）
{
m=0;
t++;
if（t==2200）//系统等待约2分钟
{
t=0;
gldj=0;//停止刮鳞电机
while（qdkg）//等待启动按键按下
{
styxd=1;//系统灯闪烁，表示系统空闲，需要再次按启动
delayms（500）;
styxd=0;
delayms（500）;
}
gldj=1;//启动刮鳞
}
}
}
_nop_（）;
_nop_（）;
gldj=0;//停止刮鳞电机
m=0;
t=0;
delayms（10）;
_nop_（）;
_nop_（）;
yjsgdz=1;//夹紧电机夹紧
_nop_（）;
_nop_（）;
for（;yjj;）//等待夹紧
{
delayms（3）;
m++;
if（m==3000）//系统等待到6秒未夹紧，则认为出错并报警
{
tz_chengxu（）;//中断停止报警
b_q（）;//系统报警
}
}
m=0;
t=0;
yjsgdz=0;//夹紧电机停止
gldj=1;//启动刮鳞电机
_nop_（）;
_nop_（）;
sgdjz=1;//丝杆电机正转，前进
delayms（3400）;
press_down=1;//压块电机正转启动
delayms（2700）;
press_down=0;//压块电机正转停止
for（;gkdw;）//等待去鱼肠到位
{
delayms（15）;
m++;
if（m==1200）//在规定的8秒时间没到，停止
{
m=0;
tz_chengxu（）;
b_q（）;//系统报警
}
}
pcdj=1;//启动去鱼肠电机
m=0;
for（t=0;t<=2;t++）
{
sgdjz=0;//丝杆电机正转，前进
delayms（2200）;
sgdjz=1;//丝杆停止运动
delayms（1300）;
}
t=0;
sgdjz=1;//丝杆电机正转，前进
_nop_（）;
_nop_（）;
for（;sgdown;）
{
delayms（10）;
m++;
if（m==3000）//在规定的8秒时间没到，停止
{
m=0;
tz_chengxu（）;
b_q（）;//系统报警
}
}
m=0;
sgdjz=0;//丝杆停止运动
gldj=0;//刮鳞电机停止
y_k（）;//压块子程序
pcdj=0;//停止去鱼肠
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
_nop_（）;
y_k（）;//压块子程序
t_h（）;
delayms（3500）;
t_h（）;
y_k（）;//压块子程序
for（;gk;）//去鱼肠机构复位
{
pcdj=1;//启动去鱼肠
delayms（7）;
pcdj=0;//停止去鱼肠
delayms（400）;
}
t_h（）;
y_k（）;//压块子程序
sgdjf=1;//丝杆电机反转，退回原位
yjsgdz=1;//启动夹紧电机，夹紧夹板
delayms（5800）;//延时6秒
yjsgdz=0;//停止夹紧电机
_nop_（）;
_nop_（）;
m=0;
for（;sgup;）//等待丝杆回到原位
{
m++;
delayms（5）;
if（m==4500）//在规定的时间没到，停止
{
tz_chengxu（）;//紧急停止
b_q（）;//系统报警
}
}
sgdjf=0;//丝杆回到原位
}
voidmain（）
{
P0=0x00;
P2=0x00;
m=0;
t=0;
tzkg=1;
jgfwkg=1;
qdkg=1;//系统启动按键置1，防止误判启动
for（;;）
{
if（qdkg==0）//杀鱼程序
{
delayms（20）;//按键消抖
if（qdkg==0）//再次判断，确认启动杀鱼程序
{
for（;sgup;）//等待丝杆回到原位
{
stbjd=1;//系统
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