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

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凸輪  A4.dwg

凸輪連接桿   A4.dwg

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小車后軸   A3.dwg

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機(jī)架   A3.dwg

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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(diǎn)，得出我所設(shè)計(jì)的溫室大棚自動除雪機(jī)器人，文中重點(diǎn)闡述了溫室大棚自動除雪機(jī)器人的工作原理、結(jié)構(gòu)組成及設(shè)計(jì)和關(guān)鍵部件的選擇及其設(shè)計(jì)三部分內(nèi)容。其中本次設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處是除雪執(zhí)行機(jī)構(gòu)利用離心式吹風(fēng)機(jī)產(chǎn)生風(fēng)量吹拂積雪，同時吹風(fēng)機(jī)電機(jī)帶動凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動，通過連桿控制吹風(fēng)口仰角的變化，從而使吹雪機(jī)可以吹拂到溫室大棚各角度弧面的積雪，已達(dá)到徹底清除積雪的目的。本除雪機(jī)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(fù)雜的除雪工作。

關(guān)鍵詞:  溫室大棚  自動  除雪  機(jī)器人  凸輪機(jī)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(jī)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(jì) 5

3.1  底部支撐機(jī)架的設(shè)計(jì) 5

3.1.1  機(jī)架穩(wěn)定性計(jì)算 6

3.1.2  機(jī)架強(qiáng)度校核 8

3.2  橫向移動平板小車的設(shè)計(jì) 8

3.2.1  移動小車的設(shè)計(jì) 8

3.2.2  觸碰開關(guān)及防撞設(shè)備 9

第4章  設(shè)計(jì)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)及其部件選擇 11

4.1  吹雪機(jī)的設(shè)計(jì) 11

4.1.1  吹雪機(jī)的電動機(jī)的選擇 11

4.1.2  吹雪機(jī)殼體及扇葉設(shè)計(jì) 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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 14

4.4  小車軸承設(shè)計(jì)和校核 16

4.4.1  主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(qiáng)度 19

4.6  平板小車變頻調(diào)速電動機(jī)選擇 20

總    結(jié) 21

致    謝 22

參考文獻(xiàn) 23

北華航天工業(yè)學(xué)院 室大棚自動除雪機(jī)器人 學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 姓 名：李明 指導(dǎo)教師：陳明 提 綱 1 背景與意義 2 課題研究的主要內(nèi)容和目的 國內(nèi)外研究概況 3 4 整體設(shè)計(jì)過程 5 工作原理 6 結(jié)論 課題背景與意義 ? 如今現(xiàn)代社會園藝的快速發(fā)展，溫室大棚的全面普及，除卻給我們生活帶來的極大方便外，也同時產(chǎn)生一些問題困擾我們。在我國北方冬季的連續(xù)降雪，溫室大棚積雪問題也同樣越來越引起人們的關(guān)注。冬季溫室大棚頂積雪 影響屋面透光性、保溫性，不利于喜陽植物生長，而且影響溫室的總體強(qiáng)度和剛度，存在壓垮溫室大棚的危險因素。 詢資料得知為實(shí)現(xiàn)溫室大棚除雪工作，有以下除雪方式： 以大量的人力投入為基礎(chǔ)，將溫室大棚頂部的積雪收集到一起，然后運(yùn)輸?shù)竭m當(dāng)?shù)奈恢?，讓其自然融化?除雪時間長，效率低，人工投入較大。 人員在清掃過程中存在 安全隱患 ，并會對 溫室大棚軟棚骨架和棚膜造成損壞 。這一方法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上現(xiàn)代溫室產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的步伐。 電加熱法 的工作原理為使 純電阻式發(fā)熱元件通電發(fā)熱 來使雪融化。 管道融雪法 是 在水槽下方和溫室大棚棚頂下方布置幾排熱水管道 ，通過散發(fā)的熱量使大棚棚頂和水槽上方的雪融化， 投資和運(yùn)行費(fèi)用均比較高 ， 不適用于小規(guī)模，低成本溫室大棚。 一般老百姓無法投入如此大資本，且 后期運(yùn)行維護(hù)也是一筆不小開支 ，與低成本收支不成正比。 般采用 鹽 或 融雪劑 來除雪。由于 鹽嚴(yán)重危害土壤和環(huán)境 ，政府已經(jīng)禁止使用。融雪劑對棚膜等覆蓋材料有一定的腐蝕作用，而且造價頗高 。 國內(nèi)外研究概況 體輸送式除雪裝置，制造成本較高，不利于多個相連溫室的除雪。 現(xiàn)在有 利用空氣流動原理進(jìn)行除雪 的裝置， 通過角度控制從而將雪吹離溫室大棚 ，此類裝置多為手持式或背負(fù)式，在作業(yè)時工作人員需要站在大棚上，這無疑存在危險因素，況且還需要人力付出。 本次研究通過對比各除雪裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，不斷改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出一種有效的 低投入低運(yùn)行費(fèi)用 的， 結(jié)構(gòu)緊湊的除雪裝置，采用吹雪機(jī)自動化吹雪，減少人力輸出 ，排除危險因素，為農(nóng)業(yè)事業(yè)做出貢獻(xiàn)。 國內(nèi)外研究概況 溫室大棚除雪裝置的設(shè)計(jì) 整體機(jī)構(gòu)二維示意圖 整體設(shè)計(jì)分三部分講解 可移動機(jī)架部分 ? 機(jī)架采用□ 50× 5的材質(zhì)焊接而成。 空心鋼材既可保證機(jī)架剛度及強(qiáng)度，又可以減輕重量，方便移動 。在 頂部加裝平板，為橫向移動小車提供安裝位置 。在 機(jī)架支撐桿部位，焊接橫桿 ，不光 增加強(qiáng)度，也方便人員登上平板進(jìn)行后期維護(hù)維修作業(yè) ，并可對設(shè)備自身進(jìn)行清雪作業(yè)。在最下方， 安裝 2個可固定萬向輪和 8個固定輪 ，在 工作時可固定整體設(shè)備 ，提供穩(wěn)定性； 非工作時，為整體裝置提供移動能力 ，滿足較長溫室大棚除雪工作以及多個溫室大棚之間的交替除雪工作。在焊接過程中，注意防止穿透以及進(jìn)行時效處理，以保證整體機(jī)架的強(qiáng)度和剛度。 橫向移動平板小車設(shè)計(jì) ? 橫向移動小車由導(dǎo)軌，小車車架，變頻調(diào)速電機(jī)，帶傳動機(jī)構(gòu)，觸碰開關(guān)等組成。 車輪 在導(dǎo)軌中行進(jìn)，使其 保證移動方向以及保證小車垂直方向的固定。變頻調(diào)速電機(jī) 使小車移動時滿足我們 所需速度 ， 根據(jù)積雪厚度來調(diào)節(jié)， 保障除雪工作的完成。 橫向移動平板小車設(shè)計(jì) ? 在變頻調(diào)速電機(jī)提供動力，通過帶傳動使小車移動時，為滿足小車做 往復(fù)運(yùn)動 ，特在導(dǎo)軌兩端加裝 觸碰開關(guān) ，在小車與觸碰開關(guān)接觸時，由于慣性原因可能會對觸碰開關(guān)造成損壞。為防止小車在移動過程中損壞觸碰開關(guān)因此設(shè)計(jì)防撞壞裝置，裝置由兩塊 1塊兩邊裝有可移動支架，兩端加裝合金彈簧鋼材質(zhì)的彈簧，其彈簧行程為 48小車改變行進(jìn)方向提供一定緩沖。 除雪執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 除雪執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 除雪執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)滾子高度降低 160時凸輪連桿相對應(yīng)的也會發(fā)生位移，而其控制吹風(fēng)口端會上移 160度變化 輪連桿控制吹風(fēng)口在低位置，此時吹雪機(jī)清除的是溫室大棚上半部分積雪；當(dāng)滾子滾轉(zhuǎn)至最低端時，凸輪連桿控制的吹分口在高位置，此時吹雪機(jī)清除的是溫室大棚下半部分積雪。由于凸輪連續(xù)轉(zhuǎn)動，滾子隨凹槽軌跡運(yùn)動，凸輪連桿隨之運(yùn)動，從而帶動吹風(fēng)口上下移動，變化角度，不斷清除溫室大棚各角度面積雪。 除雪執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ? 因 吹雪機(jī)轉(zhuǎn)速 過大，而為使 整體結(jié)構(gòu)緊湊， 使吹雪機(jī)電動機(jī)帶動凸輪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動，此處特需要聯(lián)結(jié)減速器將轉(zhuǎn)速降低，本設(shè)計(jì)對減速器并沒有特定要求，只需選定即可， 減速器快速軸與吹雪機(jī)電動機(jī)軸連接處由柔性聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)。為此特加長電動機(jī)轉(zhuǎn)軸后端。 ?可移動機(jī)架 承載橫向移動小車以及除雪執(zhí)行裝置，并 提供移動性 。 橫向移動小車 為整體提供溫室大棚的 橫向移動 ，并可 根據(jù)積雪厚度調(diào)節(jié)速度 ，以便完全清除積雪。在小車導(dǎo)軌兩端加裝 觸碰開關(guān)及防撞裝置 ，滿足 小車的往復(fù)運(yùn)動 ，保護(hù)觸碰開關(guān)。除雪執(zhí)行裝置由離心式 吹風(fēng)機(jī)產(chǎn)生風(fēng)量吹拂積雪 ，同時通過 減速器減速后帶動凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動，降低滾子高度使連接桿高度變化，改變吹拂角度，以滿足溫室大棚屋頂不同弧度面積雪的吹拂 ，已達(dá)到清除各角度面積雪的目的。總體，移動小車滿足溫室大棚橫向移動，凸輪結(jié)構(gòu)滿足仰角變化，通過小車速度的調(diào)節(jié)，達(dá)到完全清除積雪的工作任務(wù)。當(dāng)溫室大棚過多或過長時，可移動機(jī)架滿足要求。 工作原理 望各位老師批評指正