小型剖魚機設計

付鑫磊 劉娜 趙天昊

摘 要：我國沿海地區水產品豐富，水產品加工工業也隨之發展起來，隨著人們的消費水平提高，水產品的需求量也隨之提高。目前我國的水產品加工還是以手工處理為主，原因在于自動化處理魚的機械中還有很多無法解決的問題。對于這些問題，通過使用圖像處理對魚進行提取，在其輪廓上找出魚腹所在的位置，通過PLC裝置的控制將魚腹進行切割，完成魚腹在自動化機械中的處理。

關鍵詞：圖像識別；增強圖像；魚腹輪廓提取；PLC控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.014

1 研究目的及意義

淡水魚營養價值豐富，魚肉鮮嫩，味道肥美，是人類餐桌上不可多得美味佳肴。魚類食品中含有多種對人類有益氨基酸和蛋白質并易于讓人吸收，比如魚頭中含有卵磷脂可以提高人體免疫力，預防老年人遲鈍，促進血液循環，預防高血壓和心臟病。魚類食品有防病，保健，治病等功能。

但是魚類作為一種特殊的食物來源，具有季節性、地區性、易腐爛等特點，制約了我國水產業魚產品的發展。因此，為了提高魚產品的經濟價值，需要對捕撈上來的魚進行進一步的加工。然而目前我國的水產品加工技術還比較落后，自動化加工水產品的技術就非常的有必要了，這也是提高水產品處理效率的必要環節。目前我國主要是依靠人力來對淡水魚進行處理加工，這就造成了淡水魚在后期生產加工時的環境得不到保障，并且會浪費很大的人力、物力和財力，同時相對于機器生產的產量低，工作時間長，這就使我國的水產業的發展嚴重的落后其他產業。

我國目前普遍采用的都是人工處理，這種處理方式勞動量大，勞動強度高且具有一定的危險性。因此為了提高我國魚產品的加工水平和促進魚產品加工的加工方式的轉變，我們應該更注重于現代科技的創新，使我國加工魚產品的效率增加，不能光使用純機械的設備加工魚類產品，因為魚膽就非常靠近魚腹的補位，使用純機械加工的加工方式可能會在切割魚腹的同時，將魚膽也切破，影響魚肉的質感。所以利用圖像處理的裝置及PLC刀具的方法來避免這類問題。

1.1 國內魚類處理的特點

（1）本論文用引進，吸收了國外的先進技術，但在機械性能上仍然與國外的機械有一定的差距。

（2）魚體內剩余的邊角料，如魚刺、內臟等回收利用率不高。

（3）國內沒有機械與現代科技技術結合的加工機械。

（4）機械自動化殺魚機械普及不高，人工殺魚還是主流。

2 研究的主要內容

本論文用圖像處理對魚的圖像進行識別再通過提取出的魚腹特征點對PLC控制裝置進行控制。

本文主要研究內容與結論如下：

（1）構建用于魚圖像識別的系統，可以對魚圖像進行預處理。

（2）利用算法對魚的原始圖像進行圖像灰度化、增強圖像、清除邊界和輪廓提取等處理，得到魚的二值圖像、梯度膨脹覆蓋和外形輪廓圖。

（3）基于圖像處理設計了魚圖像識別及魚腹輪廓提取系統，主要步驟為圖像預處理、增強圖像、清除邊界及魚腹輪廓提取，以達到優化魚體輪廓的目的。

（4）通過PLC裝置的設定，控制刀具對魚腹進行切割

2.1 圖像處理

圖像處理的組建。在本論文的研究中需要把魚的圖片利用算法對魚的原始圖像進行圖像灰度化、增強圖像、清除邊界和輪廓提取等處理，得到魚的二值圖像、梯度膨脹覆蓋和外形輪廓圖進行處理，將魚腹的特征點表現出來，對魚腹位置的對刀點，魚腹的厚度，魚腹的長度以及魚腹的出刀點進行確認并加深特征點位置。

2.2 傳送裝置

傳送裝置的設計，將魚放在傳送帶上，隨傳送帶一起前進，進入上下兩個傳送帶之間的夾緊裝置。

2.3 刀具的設計

刀具的設計，需要實現刀具的轉動、調整刀具能夠切割的深度、以及刀具能夠實現切割長度。這就需要刀具部分能夠整體實現旋轉，以及控制整個刀具的拉伸。

2.4 PLC的設計

設計一套能夠實現控制的PLC裝置，其主要作用是通過圖像處理傳來的信息，對魚體進行切割，對刀具實現控制的系統。

3 小型剖魚機設計整體要求

（1）小型剖魚機所用材料要求衛生，所以使用的材料要具有一定的耐腐蝕性，并且要求結構上有一定的剛度，保持機械的平穩。

（2）傳送裝置為傳送帶傳送，保證傳送到夾緊裝置時能夠夾緊所切割的魚體。

（3）刀盤的材料應使用不銹鋼材料，保證切割魚體時，不因魚體產生的液體出現銹跡，銹斑等，影響魚體。

（4）使剖魚機成為自動化、智能化的設計。能夠全自動化的完成圖像處理與切割。

綜以上說述：得出魚體設計的基本要求，按要求完成小型剖魚機的設計。

4 小型剖魚機的主要功能

在圖中將魚腹位置清晰的表現出來，通過圖像處理之后PLC的編程，將魚腹準確切割，控制好切割深度，防止割破魚膽，影響魚肉的品質。同時有該設計之后能夠大量的減少剖魚時的刀具對人體的傷害，提高剖魚的效率。

5 結束語

如今，越來越多水產品加工機械不斷地發展成功，更多機械實現了自動化，各種智能化的產品使我們產生頭腦風暴，互相碰撞，在這個大潮流中不斷前行。本文將圖像處理的優勢結合現代化機械的加工方式，使我們在淡水魚加工機械中更加準確，精細。

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作者簡介：付鑫磊（1996-），男，內蒙古包頭人，學士在讀，研究方向：機械設計。