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北華航天工業(yè)學(xué)院 qqq畢業(yè)設(shè)計(jì)課題 溫室大棚自動(dòng)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(dòng)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(huì)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(lái)的極大方便外 也同時(shí)產(chǎn)生一些問(wèn)題困擾我們 在我國(guó)北方冬季的連續(xù)降雪 溫室大棚積雪問(wèn)題也同樣越來(lái)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(yáng)植物生長(zhǎng) 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(xiǎn)因素 qqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqq 查詢資料得知為實(shí)現(xiàn)溫室大棚除雪工作 有以下除雪方式 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(yùn)輸?shù)竭m當(dāng)?shù)奈恢?讓其自然融化 除雪時(shí)間長(zhǎng) 效率低 人工投入較大 人員在清掃過(guò)程中存在安全隱患 并會(huì)對(duì)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 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(lái)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(guò)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(wú)法投入如此大資本 且后期運(yùn)行維護(hù)也是一筆不小開(kāi)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(lái)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(duì)棚膜等覆蓋材料有一定的腐蝕作用 而且造價(jià)頗高 國(guó)內(nèi)外研究概況 qqqqqqqqqqqqqq 3 機(jī)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(gè)相連溫室的除雪 現(xiàn)在有利用空氣流動(dòng)原理進(jìn)行除雪的裝置 通過(guò)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(shí)工作人員需要站在大棚上 這無(wú)疑存在危險(xiǎn)因素 況且還需要人力付出 本次研究通過(guò)對(duì)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(dòng)化吹雪 減少人力輸出 排除危險(xiǎn)因素 為農(nóng)業(yè)事業(yè)做出貢獻(xiàn) 國(guó)內(nèi)外研究概況 溫室大棚除雪裝置的設(shè)計(jì) 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(jí)減速器 7 小車導(dǎo)軌 8 吹雪機(jī) 9 變頻調(diào)速電機(jī) 10 觸碰開(kāi)關(guān)及防撞裝置 11 支板 12 機(jī)架 13 萬(wàn)向輪 整體機(jī)構(gòu)二維示意圖 機(jī)架 除雪執(zhí)行機(jī)構(gòu) 提供橫向移動(dòng)的平板小車 整體設(shè)計(jì)分三部分講解 可移動(dòng)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(dòng) 在頂部加裝平板 為橫向移動(dòng)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(duì)設(shè)備自身進(jìn)行清雪作業(yè) 在最下方 安裝2個(gè)可固定萬(wàn)向輪和8個(gè)固定輪 在工作時(shí)可固定整體設(shè)備 提供穩(wěn)定性 非工作時(shí) 為整體裝置提供移動(dòng)能力 滿足較長(zhǎng)溫室大棚除雪工作以及多個(gè)溫室大棚之間的交替除雪工作 在焊接過(guò)程中 注意防止穿透以及進(jìn)行時(shí)效處理 以保證整體機(jī)架的強(qiáng)度和剛度 橫向移動(dòng)平板小車設(shè)計(jì) 橫向移動(dòng)小車由導(dǎo)軌 小車車架 變頻調(diào)速電機(jī) 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 觸碰開(kāi)關(guān)等組成 車輪在導(dǎo)軌中行進(jìn) 使其保證移動(dòng)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(dòng)時(shí)滿足我們所需速度 根據(jù)積雪厚度來(lái)調(diào)節(jié) 保障除雪工作的完成 橫向移動(dòng)平板小車設(shè)計(jì) 在變頻調(diào)速電機(jī)提供動(dòng)力 通過(guò)帶傳動(dòng)使小車移動(dòng)時(shí) 為滿足小車做往復(fù)運(yùn)動(dòng) 特在導(dǎo)軌兩端加裝觸碰開(kāi)關(guān) 在小車與觸碰開(kāi)關(guān)接觸時(shí) 由于慣性原因可能會(huì)對(duì)觸碰開(kāi)關(guān)造成損壞 為防止小車在移動(dòng)過(guò)程中損壞觸碰開(kāi)關(guān)因此設(shè)計(jì)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(dòng)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(jìn)方向提供一定緩沖 除雪執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 吹雪機(jī) 2 聯(lián)軸器 3 一級(jí)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(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 當(dāng)滾子高度降低160mm時(shí) 同時(shí)凸輪連桿相對(duì)應(yīng)的也會(huì)發(fā)生位移 而其控制吹風(fēng)口端會(huì)上移160mm 角度變化20 當(dāng)滾子在最高點(diǎn)時(shí) 凸輪連桿控制吹風(fēng)口在低位置 此時(shí)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(shí) 凸輪連桿控制的吹分口在高位置 此時(shí)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(dòng) 滾子隨凹槽軌跡運(yùn)動(dòng) 凸輪連桿隨之運(yùn)動(dòng) 從而帶動(dòng)吹風(fēng)口上下移動(dòng) 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(guò)大 而為使整體結(jié)構(gòu)緊湊 使吹雪機(jī)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)凸輪結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng) 此處特需要聯(lián)結(jié)減速器將轉(zhuǎn)速降低 本設(shè)計(jì)對(duì)減速器并沒(méi)有特定要求 只需選定即可 減速器快速軸與吹雪機(jī)電動(dòng)機(jī)軸連接處由柔性聯(lián)軸器聯(lián)結(jié) 為此特加長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸后端 可移動(dòng)機(jī)架承載橫向移動(dòng)小車以及除雪執(zhí)行裝置 并提供移動(dòng)性 橫向移動(dòng)小車為整體提供溫室大棚的橫向移動(dòng) 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(kāi)關(guān)及防撞裝置 滿足小車的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 保護(hù)觸碰開(kāi)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(shí)通過(guò)減速器減速后帶動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng) 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(dòng)小車滿足溫室大棚橫向移動(dòng) 凸輪結(jié)構(gòu)滿足仰角變化 通過(guò)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(guò)多或過(guò)長(zhǎng)時(shí) 可移動(dòng)機(jī)架滿足要求 工作原理 謝謝大家 望各位老師批評(píng)指正