溫室大棚自動除雪機器人設(shè)計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計+含SW三維3D建模及8張CAD圖紙+帶開題報告+文獻綜述+答辯ppt+外文翻譯+27頁加正文1.05萬字】-jxsj17

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觸碰開關(guān)   A2.dwg

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銷軸   A4.dwg

摘    要

本文首先介紹溫室大棚除雪的意義，背景以及現(xiàn)狀與未來的趨勢。通過分析市面上已經(jīng)出現(xiàn)的除雪方式的優(yōu)缺點，得出我所設(shè)計的溫室大棚自動除雪機器人，文中重點闡述了溫室大棚自動除雪機器人的工作原理、結(jié)構(gòu)組成及設(shè)計和關(guān)鍵部件的選擇及其設(shè)計三部分內(nèi)容。其中本次設(shè)計的創(chuàng)新之處是除雪執(zhí)行機構(gòu)利用離心式吹風機產(chǎn)生風量吹拂積雪，同時吹風機電機帶動凸輪機構(gòu)轉(zhuǎn)動，通過連桿控制吹風口仰角的變化，從而使吹雪機可以吹拂到溫室大棚各角度弧面的積雪，已達到徹底清除積雪的目的。本除雪機器人將凸輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與吹雪裝置結(jié)合為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，使其高效，迅速，精確的清除大棚積雪，完成復雜的除雪工作。

關(guān)鍵詞:  溫室大棚  自動  除雪  機器人  凸輪機構(gòu)

Abstract

This paper first introduces the meaning, background and current situation and future trend of snow removal in greenhouse. Through the analysis of the advantages and disadvantages of the snow removal methods that have appeared on the market, the author has obtained the automatic snow removal robot in greenhouse. The paper mainly elaborates the working principle, structure and design of the automatic snow removal robot in the greenhouse, and the selection and design of the key components Three parts. One of the innovations of this design is the snow removal agencies use centrifugal hair dryer to produce air flow blowing snow, while the hair dryer motor drive cam mechanism rotation, through the connecting rod to control the opening angle changes, so that the snow blower can be blowing to the greenhouse Angle of the snow surface, has reached the goal of completely clearing the snow. The snow removal robot combines the cam rotor structure with the snow blower into a compact structure, making it efficient, fast and accurate to clear the snow in the greenhouse to complete the complicated snow removal work.

Key words:   greenhouse  automatic  snow removal  robot  cam mechanism

目    錄

    摘要 I

    Abstract II

第1章  概述 1

1.1  溫室大棚除雪目的 1

1.2  常用的溫室除雪方法及不足 1

1.2.1  人工除雪方法 1

1.2.2  融雪方法 1

1.2.3  機械除雪方法 2

1.3  發(fā)展趨勢 2

第2章  本溫室大棚除雪裝置工作原理及結(jié)構(gòu)組成 3

2.1  除雪裝置工作原理 3

2.2  除雪裝置的結(jié)構(gòu)組成 3

2.3  除雪效果表 4

第3章  除雪裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計 5

3.1  底部支撐機架的設(shè)計 5

3.1.1  機架穩(wěn)定性計算 6

3.1.2  機架強度校核 8

3.2  橫向移動平板小車的設(shè)計 8

3.2.1  移動小車的設(shè)計 8

3.2.2  觸碰開關(guān)及防撞設(shè)備 9

第4章  設(shè)計關(guān)鍵部件的設(shè)計及其部件選擇 11

4.1  吹雪機的設(shè)計 11

4.1.1  吹雪機的電動機的選擇 11

4.1.2  吹雪機殼體及扇葉設(shè)計 12

4.2  減速器的選定及聯(lián)結(jié) 13

4.2.1  減速器的選定 13

4.2.2  聯(lián)軸器的選擇 13

4.3  凸輪機構(gòu)的設(shè)計 14

4.4  小車軸承設(shè)計和校核 16

4.4.1  主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 16

4.4.2  主軸的校核 17

4.5  鍵的選擇與校核 19

4.5.1  鍵的選擇 19

4.5.2  校核鍵的強度 19

4.6  平板小車變頻調(diào)速電動機選擇 20

總    結(jié) 21

致    謝 22

參考文獻 23

本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 )文獻綜述 設(shè)計 (論文 )題目 溫室大棚 自動除雪機器 人 設(shè)計 作者所在系 別 機電工程學院 作者所在專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 作者所在班級 者 姓 名 李明 作 者 學 號 20134011327 指導教師姓名 陳明 指導教師職稱 教授 完 成 時 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學院教務處制 說 明 1． 根據(jù)學?！懂厴I(yè)設(shè)計 (論文 )工作暫行規(guī)定》，學生必須撰寫畢業(yè)設(shè)計 (論文 )文獻綜述。文獻綜述作為畢業(yè)設(shè)計 (論文 )答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2． 文獻綜述 應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設(shè)計 (論文 )工作前期內(nèi)完成，由指導教師簽署意見并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查。 3．文獻綜述各項內(nèi)容要實事求是，文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．學生撰寫文獻綜述， 閱讀的主要參考 文獻應在 10 篇以上（ 土建類專業(yè)文獻篇數(shù)可酌減） ，其中外文資料應占一定比例。本學科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應列為參考資料。 5．文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設(shè)計 (論文 )撰寫規(guī)范的要求，字數(shù)在 2000字左右。文獻綜述應與開題報告同時提交。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）文 獻 綜 述 溫室大棚 自動除雪機器人設(shè)計文獻綜述 摘要： 現(xiàn)代社會，在北方冬季地區(qū)， 溫室大棚 雪后積雪較多，而位置較高、棚頂厚度單薄、強度低，人工除雪困難較大、危險性高。為解除其后顧之憂，研究開發(fā)棚頂自動除雪機器人具有一定的實際應用價值和良好的 市場發(fā)展前景。 關(guān)鍵詞 ： 溫室大棚 ；自動；除雪；機器人 in is of In to of a 1 前言 隨著社會進步，國家經(jīng)濟的不斷發(fā)展， 農(nóng)村發(fā)展進程加快 ， 溫室大棚越來越多 。北方冬天多雪，每次大雪過后，棚頂上會覆蓋一層厚厚的雪，積雪不除可能會使 溫室大棚 坍塌。目前，對 溫室大棚 的除雪工作主要是由人工完成的，而且棚頂 位置較高、厚度單薄、強度低， 除雪工人稍有不慎就會出現(xiàn)事故，造成傷亡。不但如此，人工作業(yè)的效率也很低，清洗費用十分昂貴。因此，研究和開發(fā)一種能代替人工完成棚頂除雪任務的裝置越來越被人們所重視。 棚頂 除雪機器 人是以清除 溫室大棚 積雪為目的的棚頂移動機器人，它的出現(xiàn)將極大降低 溫室大棚 的除雪成本，改善工人的勞動環(huán)境，提高生產(chǎn)效率，也必將極大地推動清洗業(yè)的發(fā)展，帶來相當?shù)纳鐣б?、?jīng)濟效益。 2 除雪方法 溫室大棚 除去積雪方法可分為二大類 : 融雪法和機械清除法。融雪法包括化學除雪和加熱融雪?；瘜W除雪一般采用鹽或冰雪融作為融雪劑。 由于鹽嚴重損害棚頂材料 , 政府已經(jīng)禁止使用。 與鹽相比 , 冰雪融的價格略高。用于棚頂上除雪的融雪劑運行成本高 , 根據(jù)冰雪融公司測算 , 1 溫室一次融 10 的雪需要約 3. 2 萬元 , 融雪劑對 等覆蓋材料有一定的腐蝕作用 , 影響棚頂建筑的使用壽命 , 因此在棚頂上采用化學除雪不現(xiàn)實。加熱融雪法有 : 電加熱法和管道熱水法。低溫輻射電熱膜是在絕緣聚酯薄膜上用特制的導電油墨印刷導電發(fā)熱電路 , 再覆蓋一層絕緣聚酯薄膜經(jīng)熱壓密封而成的一種純電阻式發(fā)熱元件。在棚頂部鋪設(shè)電加熱膜 , 雪熔 解 熱 : 334. 5 華 北、東 北 地 區(qū) 按 雪 密 度 : 2 ( , 電價按 0. 6 元 / ( h ) 計算 , 則1 室一次融化 10 積雪約需要 1. 2 萬元 , 運行費用雖較融雪劑低 , 但是一次投資大 , 據(jù)預算約 : 40 元 / 熱水管融雪法是在水槽下方和溫室屋頂下方布置幾排熱水管 [3] , 把溫室屋頂和水槽上面的雪除掉 , 這是目前國內(nèi)外應用最多的一種溫室屋頂除雪方法 , 但一次性投資高 , 經(jīng)過成本預算 , 在東北地區(qū)投資約 40 元 / 同時運行費用也較高 , 煤價按 0. 4 元 / 算 , 1 室 一次融掉 10 雪費用約需要 1. 3 萬元。 目前國內(nèi)外還沒有一家溫室公司在溫室屋頂采用機械式除雪裝置 , 京鵬環(huán)球 溫室公司研究設(shè)計了三種機械式除雪裝置 , 通過分析對比 , 對其中一種機械式除雪裝置進行了實施 , 并取得了良好效果。刮板式除雪裝置通過電機帶動傳動軸旋轉(zhuǎn)，傳動軸通過鏈輪鏈條精確帶動刮雪機構(gòu)在屋面上往復運動 , 帶動雪從屋面端部掉到地面上 , 從而實現(xiàn)對屋面的掃雪功能。 3 溫室大棚 自動除雪機器人的 除雪 原理 能夠自主完成 溫室大棚 掃雪任務的全自動掃雪機器人， 本裝置由機架，移動小車，吹雪機，凸輪轉(zhuǎn)子機構(gòu)等幾個部分組成。通過移動小車來達 到吹雪裝置的橫向移動，確保溫室大棚積雪都能夠被吹到，凸輪轉(zhuǎn)子機構(gòu)完成吹風口仰角的變動，以確保溫室大棚弧面各角度積雪都能夠被吹到，最終由吹雪機完成吹雪任務。本裝置將凸輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與吹雪機整合為一體，從而使結(jié)構(gòu)緊湊，使其高效，快速，準確的清除大棚積雪，實現(xiàn)復雜的除雪任務。 溫室大棚 自動除雪機器人的主要創(chuàng)新點如下 : 1)首次實現(xiàn)了 溫室大棚 的自動化除雪作業(yè) , 作業(yè)過程中無需人為干預 , 擴大了除雪范圍。 2)將 凸輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 與 吹雪機 相結(jié)合 , 使其結(jié)構(gòu)緊湊 。 3)采用 小車 行走機構(gòu) , 避免與棚頂接觸 , 防止將棚頂非正常壓垮。 4)采用凸輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) ,可以多角度轉(zhuǎn)動， 可將棚頂積雪完全清除。 4 溫室大棚 除雪機器人發(fā)展趨勢 由于清洗工作環(huán)境及任務的特殊性， 溫室大棚 自動除雪機器人的總體設(shè)計要求相當苛刻。其總的設(shè)計原則是：減輕重量，降低造價，安全可靠，能適應多種棚 頂表面，且要有足夠高的除雪效率。 5 溫室大棚 除雪機器人應用前景 由于 國家對三農(nóng)問題的不斷重視 ， 越來越多的農(nóng)民建起了蔬菜大棚，發(fā)家致富。而且溫室大棚除雪機器人必然朝著全能型發(fā)展，不僅能為溫室大棚除雪，還能為國內(nèi)的棚頂建筑除雪。 據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，目前全國已建造了數(shù)百萬平方米的大型棚頂建筑。例如農(nóng)貿(mào)市場、 辦公樓、百貨大樓、賓館、別墅、學校、醫(yī)院、體育場館、娛樂中心及公用設(shè)施的采光頂棚。 無疑，這將是一個龐大的潛在市場。但是我們也 應該看到，由于除雪機器人需要在不同的工作環(huán)境中進行工作，要滿足諸多用戶的不同需求，就目前階段而言，棚頂除雪機器人進入市場仍存在一定困難。首先是技術(shù)方面有待完善，此外，作為一種全新的清洗概念和作業(yè)方式，它必然還要經(jīng)歷一個傳統(tǒng)方式的退出和人們對新事物的接受、認同過程。 6 結(jié)束語 隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國現(xiàn)代化建設(shè)水平也在不斷提高， 一座座安全、綠色、科學的溫室大棚 拔 地而起。然而，人類正在享受著物質(zhì)文明帶來的豐碩成果同時，也遇到一些新的挑戰(zhàn)，如 溫室大棚 的除雪工作，傳統(tǒng)的除雪技術(shù)已無法滿足現(xiàn)代生活的需要。除雪機器人的出現(xiàn)為解決這些問題帶來了曙光，它作為一種代替人在棚頂進行除雪作業(yè)的自動化裝置，能降低人工作業(yè)風險和操作成本，提高工作效率。目前，棚頂自動除雪機器人在我國還屬于起步階段，研究還只是應用在實驗室階段，技術(shù)還有待成熟。由于除雪機器人在國內(nèi)應用前景十分廣闊，因此，盡快研制出一種能真正投入實際應用的除雪機器人就顯得十分必要。不管起步多么艱難，除雪機器人正在逐步的切人市場 。相信不久的將來，除雪機器人將取代人力成為除雪行業(yè)的主力軍。 主要參考文獻 [1] 周增產(chǎn) ,龍智強 ,李秀剛 ,王綱 ,田真 農(nóng)業(yè)工程學報 20(2):239 [2] 吳天鳳 ,王太鵬 ,朱偉偉 ,尚杰 礦業(yè)科學技術(shù) ):20[3] 陳以磊 ,徐志棟 ,王清華 ,牟青青 ,方亞琴 青島大學學報工程技術(shù)版 27(3):92[4] 劉禹含 ,張鳳 嘉 ,詹廣強 雪 機的設(shè)計 與研究 息導報 ):103[5] 李兆男 ,魏東輝 置 . 科教導刊 1):192[6]石為人 ,周學益 計算機應用 27(3787] 環(huán)衛(wèi)科技網(wǎng) [8] A T O'1996. [9] K O of a 2008. [10] of 2009, 27(378 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）文 獻 綜 述 指導教師意見 指導教師： 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見 負責人： 年 月 日