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北華航天工業(yè)學(xué)院 qqq畢業(yè)設(shè)計課題 溫室大棚自動除雪機器人 學(xué)院 機電工程學(xué)院專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化姓名 李明指導(dǎo)教師 陳明 提綱 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度和剛度 存在壓垮溫室大棚的危險因素 qqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqq 查詢資料得知為實現(xiàn)溫室大棚除雪工作 有以下除雪方式 1 人工除雪是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 這一方法已遠遠跟不上現(xiàn)代溫室產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的步伐 2 加熱融雪法分為電加熱法和管道融雪法 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 投資和運行費用均比較高 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 且后期運行維護也是一筆不小開支 與低成本收支不成正比 3 化學(xué)融雪法一般采用鹽或融雪劑來除雪 由于鹽嚴重危害土壤和環(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 qqqqqqqqqqqqqq 3 機械除雪方法中整體輸送式除雪裝置 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 不斷改進 實驗 設(shè)計出一種有效的低投入低運行費用的 結(jié)構(gòu)緊湊的除雪裝置 采用吹雪機自動化吹雪 減少人力輸出 排除危險因素 為農(nóng)業(yè)事業(yè)做出貢獻 國內(nèi)外研究概況 溫室大棚除雪裝置的設(shè)計 1 溫室大棚 2 吹風(fēng)軟管 3 凸輪連桿 4 凸輪 5 聯(lián)軸器 6 一級減速器 7 小車導(dǎo)軌 8 吹雪機 9 變頻調(diào)速電機 10 觸碰開關(guān)及防撞裝置 11 支板 12 機架 13 萬向輪 整體機構(gòu)二維示意圖 機架 除雪執(zhí)行機構(gòu) 提供橫向移動的平板小車 整體設(shè)計分三部分講解 可移動機架部分 機架采用 50 5的材質(zhì)焊接而成 空心鋼材既可保證機架剛度及強度 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 在機架支撐桿部位 焊接橫桿 不光增加強度 也方便人員登上平板進行后期維護維修作業(yè) 并可對設(shè)備自身進行清雪作業(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行時效處理 以保證整體機架的強度和剛度 橫向移動平板小車設(shè)計 橫向移動小車由導(dǎo)軌 小車車架 變頻調(diào)速電機 帶傳動機構(gòu) 觸碰開關(guān)等組成 車輪在導(dǎo)軌中行進 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 在變頻調(diào)速電機提供動力 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)計防撞壞裝置 裝置由兩塊1mm厚度鐵板構(gòu)成 一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48mm 為小車改變行進方向提供一定緩沖 除雪執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計 1 吹雪機 2 聯(lián)軸器 3 一級減速器 4 凸輪連桿 5 凸輪 6 支座 7 吹風(fēng)軟管 除雪執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計 1 滾子2 凸輪連桿3 控制吹分口端4 凸輪凹槽5 凸輪圓盤6 支座 除雪執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計 當(dāng)滾子高度降低160mm時 同時凸輪連桿相對應(yīng)的也會發(fā)生位移 而其控制吹風(fēng)口端會上移160mm 角度變化20 當(dāng)滾子在最高點時 凸輪連桿控制吹風(fēng)口在低位置 此時吹雪機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 滾子隨凹槽軌跡運動 凸輪連桿隨之運動 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)行機構(gòu)設(shè)計 因吹雪機轉(zhuǎn)速過大 而為使整體結(jié)構(gòu)緊湊 使吹雪機電動機帶動凸輪結(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電動機軸連接處由柔性聯(lián)軸器聯(lián)結(jié) 為此特加長電動機轉(zhuǎn)軸后端 可移動機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)運動 保護觸碰開關(guān) 除雪執(zhí)行裝置由離心式吹風(fēng)機產(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 可移動機架滿足要求 工作原理 謝謝大家 望各位老師批評指正