我国是世界贝类生产的大国,资源丰富,常见贝类有扇贝、鲍鱼等。近年来,随着我国人均收入的提高,鲍鱼的市场需求与日俱增。与鲍鱼产量的迅猛发展相比,以人工为主的鲍鱼加工从质量到效率都无法满足鲍鱼生产的要求。鲍鱼前处理加工主要包括:分级、清洗、脱壳、去脏等环节,其中脱壳环节费时长、用工多,且是对得鲍鱼肉率影响最大的环节。鲍鱼腹足肥厚,腹足肌与壳体间附着力强,且附着力不会因加热、振动等原因发生显著改变,针对扇贝等易脱壳贝类的脱壳方法及设备不适用于鲍鱼脱壳加工。而微波、高压等新型脱壳手段存在加工效率低、口感改变等问题,因此研制基于刀具切削原理的机械式脱壳设备成为解决这一工程问题的新思路。本文研究切削式鲍鱼脱壳原理与方法并在此原理上构建脱壳设备的设计方法,具体研究如下:(1)面向鲍鱼复杂壳体曲面的刀具切削轨迹规划。建立鲍鱼壳体曲面模型,提出刀具切削的最佳切削轨迹。采用3D扫描和曲面逆向重构技术获得鲍鱼壳体样本曲面的三维模型,提取样本曲面共有特性构建针对某鲍鱼分级(长轴6-8cm)的标准壳体曲面模型,分析样本与标准壳体曲面最大偏差量。建立刀具切削轨迹的评价准则,以标准壳体曲面模型为基础,分析不同刀具切削轨迹的切削性能,最终获得最佳切削轨迹。(2)鲍鱼位姿信息的机器视觉采集。基于机器视觉研究鲍鱼形态特征的图像处理方法,建立面向脱壳工艺的鲍鱼位姿信息提取方法。构建视觉检测平台,通过图像处理,获得鲍鱼样本轮廓,并以此建立鲍鱼定位信息;通过比较鲍鱼二维投影的分区面积,并结合鲍鱼形态的旋向特征,得到鲍鱼样本的实际切削路径方向,从而建立鲍鱼位姿信息提取方法,为脱壳设备控制提供数据。(3)鲍鱼机械式脱壳设备设计。设备主要对上料模块、采集模块、夹持模块、脱壳模块进行了设计。为了保证按量工作的设备要求,上料模块采用皮带秤进行上料;采集模块以视觉检测技术保证了鲍鱼工作前的最佳切削轨迹的实施;夹持模块需要满足工作过程的夹持力,确保壳体不发生偏移且不损伤壳体;脱壳模块考虑壳体曲面差异性,建立柔性脱壳机构和刀具,实现最佳切削轨迹切削,完成鲍脱壳工作。该脱壳设备以刀具切削原理为依据,具有结构简单、精度高、效率高等特点。