新型溫室除雪機(jī)課案

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1、遼寧工程鼓術(shù)大學(xué) “大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”項(xiàng)目申請(qǐng)表 （創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目） 項(xiàng)目名稱： 新型溫室除雪機(jī) 負(fù)責(zé)人： 劉禹含 院系名稱： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)電10-2班 聯(lián)系電話： 18841846163 填表日期： 2012/9/2 遼寧工程技術(shù)大學(xué) 校團(tuán)委、教務(wù)處、科學(xué)技術(shù)處、學(xué)生處 制 填表須知 一、 項(xiàng)目申請(qǐng)表要按照 《遼寧工程技術(shù)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目管 理辦法》 和 《遼寧工程技術(shù)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目實(shí)施方案》 的相關(guān) 要求，逐項(xiàng)認(rèn)真填寫，填寫內(nèi)容必須實(shí)事求是，表達(dá)明確嚴(yán)謹(jǐn)。 二、項(xiàng)目申請(qǐng)表填寫內(nèi)容應(yīng)言簡(jiǎn)意賅，思路清晰

2、，論證充分，字跡清楚，一 律用計(jì)算機(jī)輸入打印， 填寫中如欄目篇幅不夠， 可自行加頁(yè)。 表格中正文字體應(yīng) 為小四號(hào)宋體， 22 磅行距，需簽字部分由相關(guān)人員以黑色鋼筆或水筆簽名。 三、 項(xiàng)目申請(qǐng)表由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人填寫， 并需項(xiàng)目負(fù)責(zé)人所在單位領(lǐng)導(dǎo)審核， 簽 署明確意見， 再由院 （系） 評(píng)審匯總后統(tǒng)一上報(bào)學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng) 目辦公室。 四、本申請(qǐng)表一式兩份，均用 A4 紙雙面打印，于左側(cè)裝訂成冊(cè)。 五、 填表如有不明事宜， 請(qǐng)與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目辦公室聯(lián)系， 電 話 3350064。 項(xiàng)目名稱 新型溫室除雪機(jī) 研究起止時(shí)間 2012年9月至2013年9月

3、 申請(qǐng)經(jīng)費(fèi) 10000元 負(fù) 責(zé) 人 姓 名 劉禹含 院系班級(jí) 機(jī)械學(xué)院機(jī)電10-2 上一學(xué) 年加權(quán) 78 成績(jī) 學(xué) 號(hào) 1007210110 聯(lián)系電話 18841846163 E-mail ltx1129@ 團(tuán)隊(duì) 成員 姓 名 學(xué) 號(hào) 院系班級(jí) 上一學(xué) 年加權(quán) 成績(jī) 聯(lián)系電話 E-mail 張鳳嘉 1007100322 機(jī)械10-3 71.20 15241892585 40813857@ 詹廣強(qiáng) 1107060229 機(jī)電11-2 80 18241893448 18241893448@ 呂坤 1107100618 機(jī)

4、械11 — 6 67.0 18241892493 Lvkun_1992@ 指導(dǎo) 教師 姓名 郝志勇 院系 機(jī)械學(xué)院 職稱/學(xué)位 講師 E-mail Chinaren_1314@ 聯(lián)系電話 13470352405 立項(xiàng)依據(jù)（項(xiàng)目背景及研究現(xiàn)狀500字以內(nèi)） 一、項(xiàng)目背景 在我國(guó)北方地區(qū)，尤其是東北部，冬季溫室積雪影響屋間的透光性和保溫性，不利于喜 陽(yáng)植物的生長(zhǎng)，且影響溫室的總體強(qiáng)度和剛度。目前農(nóng)業(yè)溫室除雪多為手工作業(yè)，據(jù)相關(guān)數(shù) 據(jù)顯示，對(duì)于一個(gè)150mo勺溫室，除雪工作需要5個(gè)人花費(fèi)3-4卜才＜完成。除雪時(shí)間較長(zhǎng)， 不僅會(huì)造成其他屋面積雪清掃的延遲，還會(huì)影響到溫

5、室茸簾的快速卷起，減少了農(nóng)作物正常 的光照時(shí)間，影響農(nóng)作物生長(zhǎng)。更重要的是白天光照時(shí)間短，會(huì)造成晚上棚內(nèi)溫度繼續(xù)降低， 蔬菜生長(zhǎng)緩慢或啟被凍死的可能，造成直接或間接的經(jīng)濟(jì)損失。 對(duì)于小雪或薄雪，手工作業(yè)基本可以應(yīng)對(duì)；若突遇大雪和暴雪，手工清掃積雪，不僅勞 動(dòng)強(qiáng)度大，而且除雪效率低，除雪時(shí)間長(zhǎng)，如果除雪不及時(shí)，溫室有被壓塌的危險(xiǎn)。 二、研究現(xiàn)狀 目前溫室屋面除雪有的采用熱水融雪管，但是投資和運(yùn)行費(fèi)用均比較高；整體輸送式溫 室屋面除雪裝置，制造成本較高，不適合多個(gè)相鄰溫室屋面的除雪，不易于推廣應(yīng)用，現(xiàn)有 的機(jī)械化溫室除雪裝置是利用空氣迅速流動(dòng)原理進(jìn)行除雪，存在效率低、噪音大、機(jī)械結(jié)構(gòu) 復(fù)雜等缺

6、點(diǎn)，應(yīng)用范圍有限。針對(duì)尚未出現(xiàn)高效的溫室除雪裝置的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種新型溫 室除雪機(jī)，樣機(jī)試驗(yàn)效果良好，為溫室屋面除雪提供了一種有效的低運(yùn)行費(fèi)用除雪設(shè)備。 項(xiàng)目?jī)?nèi)容、研究方法、創(chuàng)新點(diǎn)、預(yù)期成果 (2000字以內(nèi)) 三、項(xiàng)目?jī)?nèi)容 1 .功能設(shè)計(jì)與研究 (1)頂部執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用螺旋分布式硬質(zhì)毛刷， 共有5段，每段毛刷固定在各自驅(qū)動(dòng)軸上, 軸之間采用聯(lián)軸器相連，保證動(dòng)力傳遞。毛刷支撐架用來(lái)支撐毛刷及其驅(qū)動(dòng)軸，毛刷支撐架 分為4段，每段之間用銷軸連接。每段清掃機(jī)構(gòu)都作用在支持輪上，為了減少對(duì)溫室屋面的 壓力，采用6個(gè)支撐輪。北方地區(qū)冬季溫室屋面上都有草簾覆蓋，為避免除雪過程中，旋轉(zhuǎn) 毛刷卷起草

7、簾，采用壓簾桿以防止草簾被卷起； (2)支撐輪材料選用復(fù)合橡膠輪，支撐輪上安裝壓力傳感器，通過壓力傳感器反饋的信 息可以使支撐架形狀更好地與大棚形狀吻合，使除雪面積更大，效果更好； (3)為減輕頂部執(zhí)行機(jī)構(gòu)重量和降低能耗，毛刷材料選用中等強(qiáng)度的硬質(zhì)塑料制成，呈 細(xì)長(zhǎng)圓柱狀。毛刷軸采用中空鋼管，不僅保證了強(qiáng)度和剛度，而且減輕了重量。毛刷支撐架 全部采用高強(qiáng)度鋁合金制成； (4)底部執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用異形螺旋清掃機(jī)構(gòu)，用于把積雪輸送到田間合適位置。 (5)為了保證在運(yùn)行中頂部執(zhí)行機(jī)構(gòu)不會(huì)有過大的振動(dòng)， 在整體支架的關(guān)鍵處安裝彈簧, 起到減震的作用，保護(hù)除雪裝置； (6)采用外接動(dòng)力，可以是液壓

8、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)或者柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)，也可以是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，依不 同的車體而定，以確保整體靈活性； (7)考慮到是在室外工作，單片機(jī)受外界的因素影響較大，所以，本裝置的控制系統(tǒng)采 用西門子的PLC控制系統(tǒng)。 2 .結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)與研究 (1)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究 圖1活動(dòng)安裝整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖2活動(dòng)安裝樣機(jī)整體模型 圖3頂部執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1.液壓馬達(dá)2.毛刷3.毛刷軸4.軸承5.聯(lián)軸器 6.支撐輪7.毛刷支撐架8.連接銷9.壓簾桿 圖4底部執(zhí)行機(jī)構(gòu)總圖

9、 (2)工作原理的設(shè)計(jì)與研究 1)新型溫室除雪機(jī)安裝在農(nóng)用行走機(jī)械之上，利用車載液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)頂部執(zhí)行機(jī)構(gòu)和 底部執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。頂部執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于清掃溫室屋面積雪， 由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)毛刷軸旋轉(zhuǎn), 由電動(dòng)推桿控制頂部機(jī)構(gòu)的工作位置，底部異形螺旋清掃機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，利用油缸控 制其實(shí)際工作位置，并與毛刷同步運(yùn)動(dòng)進(jìn)行積雪清掃工作，并將積雪輸送到田間合適位置。 整個(gè)除雪機(jī)操控都在駕駛室內(nèi)完成。 2)由于新型溫室除雪機(jī)在田間相鄰溫室之間作業(yè)，受實(shí)際作業(yè)環(huán)境限制，因此溫室除 雪機(jī)的高度和寬度等都有明確要求，其

10、具體設(shè)計(jì)要求：能在田間道路上行駛自如，能將溫室 頂部積雪清掃干凈，并且能使溫室底部積雪被搬運(yùn)到適宜位置；可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化，操作簡(jiǎn)便， 整個(gè)除雪過程一人即可完成。 四、研究方法 新型溫室除雪機(jī)的研究方法主要有：系統(tǒng)研究法、虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)法、實(shí)物樣機(jī)試驗(yàn)法， 具體實(shí)現(xiàn)過程如下： (1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)法 根據(jù)系統(tǒng)原則，考慮機(jī)械整體結(jié)構(gòu)，綜合研究?jī)?nèi)部外部和各個(gè)子系統(tǒng)之間的相互關(guān) 系，協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)幾間相互作用，使整個(gè)系統(tǒng)的功能表現(xiàn)為最佳狀態(tài)； (2)虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)法 根據(jù)初步設(shè)計(jì)方案及草圖，利用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行各部分結(jié)構(gòu)建模，在軟件中進(jìn)行 預(yù)裝配，三維模型建立完成后，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)仿

11、真得到的數(shù)據(jù)，對(duì) 機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行有限元分析，準(zhǔn)確的分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及動(dòng)態(tài)特性。最后對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化， 預(yù)計(jì)機(jī)械在真實(shí)工況下的特征和影響。 (3)實(shí)物樣機(jī)試驗(yàn)法 根據(jù)相似理論，按照一定比例研制一小型樣機(jī)。冬季雪花暫時(shí)用相似材料代替。整 個(gè)除雪機(jī)樣機(jī)完全按照實(shí)際要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工，由于樣機(jī)空間的限制，其操控在樣機(jī)中用 遙控手柄控制，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過樣機(jī)實(shí)際除雪工作，驗(yàn)證理論計(jì)算和分析的合理性。 五、創(chuàng)新點(diǎn)： (1)功能創(chuàng)新 除雪機(jī)具有良好的互換性能，可以非常方便的安裝到農(nóng)用行走機(jī)械上進(jìn)行除雪工 作，其操控可在駕駛室內(nèi)完成； (2)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新 除雪機(jī)工作效率較高，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，小型原動(dòng)機(jī)均可

12、滿足實(shí)際工作需求，采用螺 旋分布式硬質(zhì)毛刷，可大面積的清掃積雪； (3)應(yīng)用創(chuàng)新 通過實(shí)際工作和測(cè)試各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 證明該新型溫室除雪機(jī)除雪效果明顯，除雪效 率高，并且可以推廣應(yīng)用于工廠廠房，倉(cāng)庫(kù)等建筑物屋頂積雪的清掃工作，具有很強(qiáng)的實(shí)際 應(yīng)用價(jià)值。 六、預(yù)期成果 序號(hào) 成果名稱 1 研究報(bào)告一份 2 與相關(guān)企業(yè)合作，投入農(nóng)業(yè)實(shí)際應(yīng)用，解決實(shí)際問題 3 實(shí)用新型專利一項(xiàng) 4 物理樣機(jī)一個(gè) 5 學(xué)術(shù)論文兩篇 項(xiàng)目進(jìn)度安排 1 .調(diào)研分析 2012/9-2012/10 調(diào)查我國(guó)冬季北方地區(qū)溫室屋面除雪這一農(nóng)業(yè)部門研究的熱點(diǎn)問題， 收集相關(guān)資料，了解現(xiàn)有除雪機(jī)械的功能，獲

13、得相關(guān)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)資料； 2012/10-2012/12 進(jìn)行實(shí)地考察，了解現(xiàn)階段農(nóng)民掃雪工作的相關(guān)信息， 廣泛收集第一 手資料，了解溫室屋面積雪壓塌溫室這一問題的具體狀況； 2 .整體功能分析 2012/12-2013/1 對(duì)現(xiàn)有除雪機(jī)械進(jìn)行功能和結(jié)構(gòu)分析，以提供設(shè)計(jì)所需的工作原理、 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本資料； 3 .總體方案設(shè)計(jì) 2013/2-2013/3 對(duì)“新型溫室除雪機(jī)”進(jìn)行技術(shù)方案討論，并對(duì)功能實(shí)現(xiàn)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 以及工藝技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行論證； 4 .總體方案可行性論證 2013/3-2013/4 在若干技術(shù)方案中確定最佳施行方案，對(duì)選定方案進(jìn)行相關(guān)論證， 并繪

14、 制和設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)流程圖； 5 .技術(shù)設(shè)計(jì) 2013/4-2013/6 設(shè)計(jì)“新型溫室除雪機(jī)”的總裝配圖，并確定“新型溫室除雪機(jī)”各部 分結(jié)構(gòu)，進(jìn)行三維建模，及相關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)分析； 6 .施工設(shè)計(jì) 2013/7-2013/8 根據(jù)設(shè)計(jì)需要及實(shí)際需求購(gòu)買原材料，進(jìn)行加工制作“新型溫室除雪 機(jī)”； 7 .樣機(jī)調(diào)試試驗(yàn) 2013/8-2013/9 對(duì)裝配好的“新型溫室除雪機(jī)”進(jìn)行調(diào)試試驗(yàn)，并確定最終功能與結(jié)構(gòu)。 經(jīng)費(fèi)預(yù)算與用途 經(jīng)費(fèi)使用詳細(xì)項(xiàng)目 金額（元） 調(diào)研考察費(fèi) 1300 資料費(fèi) 400 原材料購(gòu)置費(fèi) 2000 加工制作費(fèi) 2000

15、 論文版聞費(fèi) 2000 郵寄費(fèi) 100 專利申請(qǐng)費(fèi) 1000 試驗(yàn)調(diào)試費(fèi) 1200 合計(jì) 10000 項(xiàng)目指導(dǎo)教師意見 本項(xiàng)目根據(jù)實(shí)際需求，設(shè)計(jì)一款節(jié)省能源，集除雪、掃雪于一體的新型除雪設(shè)備，具有 很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)際意義。項(xiàng)目立意明確，有廣泛的開發(fā)空間。在大量的現(xiàn)場(chǎng)考察調(diào)研基 礎(chǔ)之上，查閱有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的相關(guān)資料之后，可以做進(jìn)一步的改進(jìn)，使除雪機(jī)的整體性能趨 以項(xiàng)目組現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)和動(dòng)手實(shí)踐能力，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)幫助下，能夠成功完成本 項(xiàng)目。 簽名： 年 月 日 院（系）創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見 院系（公章） 組長(zhǎng)簽名： 年 月 日 校創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見 組長(zhǎng)簽名： 年 月 日