[发明专利]变速激光断喙装置及变速控制方法

权利要求书

1.一种变速激光禽类断喙装置，其特征在于它包括一个红外激光发射器(1)、一个联通在所述的红外激光发射器(1)的出光口上的水平旋转轴(6)、一个电动机(3)、一个用于控制电动机(3)转速的可编程逻辑控制器PLC(2)、一个由电动机驱动的可摆动激光光头(5)；在所述的激光光头(5)上固定有垂直的激光通道(9)；所述的水平旋转轴(6)的另一个端口(61)与所述的激光通道(9)的上端口(92)与对接；所述的水平旋转轴(6)为空心轴；在所述的水平旋转轴(6)与激光枪(91)的对接处呈设置有一反光镜(7)，在所述的激光通道(9)的上端口下方还设置有一水平的聚光镜(8)。

2.如权利要求1中所述的变速激光禽类断喙装置，其特征在于所述的电动机(3)通过一个链轮机构(4)与可摆动激光光头(5)联接。

3.如权利要求2中所述的变速激光禽类断喙装置，其特征在于所述的链轮机构(4)包括一个联接在电动机输出轴上的小转轮(43)和由链条连接的大凸轮(41)，在所述的大凸轮上设置有凸起(42)，所述的可摆动激光光头(5)的摇摆中心与大凸轮(41)均以水平旋转轴(6)为转轴。

4.如权利要求1或2或3中所述的变速激光禽类断喙装置，其特征在于可摆动激光光头(5)为一框结构支架。

5.如权利要求1或2或3中所述的变速激光禽类断喙装置，其特征在于所述的电动机为步进电机。

6.如权利要求1或2或3中所述的变速激光禽类断喙装置，其特征在于所述的反光镜(7)设置在一个反光镜支撑框架(71)上。

7.一种变速激光禽类断喙装置的变速控制方法，其特征在于它包括如下的步骤：

A：收集不同种类雏鸡鸡喙的外形形状数据，并根据鸡喙在切割面的厚度数据构建拟合函数S(L)＝f(L,L₀,D,k,m)；

其中L为在切割面上从鸡喙左往右或在切割面上从鸡喙从右往左的位置；

L₀为鸡喙在切割面的总长度(即切割面从左到右的最大长度)；

D为断喙长度；当长度D增加时，切割面等比例放大；

S(L)为鸡喙在L位置的厚度的拟合函数；k和m为拟合函数的参数，根据不同品种的雏鸡设定不同的数值；

B：再根据大量的雏鸡统计数据，计算出特定激光功率下的基础切割速度V_min(p)，V_min(p)为保证完成鸡喙最厚部位的最低切割速度；这个参数根据不同品种的雏鸡数值，存储可编程逻辑控制器PLC中；

C：根据步骤A和步骤B的数据，获得最终的切割速度控制算法

V(L)＝V_min(p)*b/S(L)

b为校准常数，可预先存储在可编程逻辑控制器PLC中；

D：当实际进行断喙操作时，系统会根据断喙的鸡苗品种，激光的输出功率p以及断喙深度D来设定对应的参数，从而根据步骤C中的方法计算出在不同切割位置的切割速度V(L)。

E：可编程逻辑控制器PLC根据计算出来的V(L)以及电动机与激光光头的传动比，计算并输出脉冲数，驱动步进电机实现切割速度的精确控制。

8.如权利要求7中所述的变速激光禽类断喙装置的变速控制方法，其特征在于所述的鸡喙在L位置的厚度的拟合函数是一个变量，且如下的变化规律：

L≤L₀/2，

S(L)＝1/exp(k*L^m)

L＞L₀/2，

S(L)＝1/(1-exp(k*(L₀-L)^m)) 。

9.如权利要求7中变速激光禽类断喙装置的变速控制方法，其特征在于所述的电动机(3)与可摆动激光光头(5)的传动比控制为：1∶2～2∶5。