溫室大棚自動除雪機器人,溫室,大棚,自動,機器人 北華航天工業(yè)學院北華航天工業(yè)學院qqqqqq畢業(yè)設(shè)計課題：溫室大棚自動除雪機器人畢業(yè)設(shè)計課題：溫室大棚自動除雪機器人學 院：機電工程學院專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化姓 名：李明指導(dǎo)教師：陳明提提 綱綱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34整體設(shè)計過程5工作原理6 結(jié)論課題背景與意義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?shù)奈恢茫屍渥匀蝗诨?。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)外研究概況國內(nèi)外研究概況qqqqqqqqqqqqqq3.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?，F(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)外研究概況國內(nèi)外研究概況溫室大棚除雪裝置的設(shè)計溫室大棚除雪裝置的設(shè)計1.1.溫室大棚；溫室大棚；2.吹風軟管；吹風軟管；3.凸輪連桿；凸輪連桿；4.凸輪；凸輪；5.聯(lián)軸器；聯(lián)軸器；6.一級減速器；一級減速器；7.小車導(dǎo)軌；小車導(dǎo)軌；8.8.吹雪機；吹雪機；9.變頻調(diào)速電機；變頻調(diào)速電機；10.觸碰開關(guān)及防撞裝置；觸碰開關(guān)及防撞裝置；11.支板；支板；12.機架；機架；13.萬向輪萬向輪整體機構(gòu)二維示意圖整體機構(gòu)二維示意圖機機 架架除雪執(zhí)行機構(gòu)除雪執(zhí)行機構(gòu)提供橫向移動的平板小車提供橫向移動的平板小車整體設(shè)計分三部分講解整體設(shè)計分三部分講解可移動機架部分可移動機架部分機架采用機架采用505505的材質(zhì)焊接而成。的材質(zhì)焊接而成。空心鋼材既可?？招匿摬募瓤杀ＷC機架剛度及強度，又可以減輕重量，方便移動證機架剛度及強度，又可以減輕重量，方便移動。在在頂部加裝平板，為橫向移動小車提供安裝位置頂部加裝平板，為橫向移動小車提供安裝位置。在在機架支撐桿部位，焊接橫桿機架支撐桿部位，焊接橫桿，不光，不光增加強度，也增加強度，也方便人員登上平板進行后期維護維修作業(yè)方便人員登上平板進行后期維護維修作業(yè)，并可對，并可對設(shè)備自身進行清雪作業(yè)。在最下方，設(shè)備自身進行清雪作業(yè)。在最下方，安裝安裝2 2個可固定個可固定萬向輪和萬向輪和8 8個固定輪個固定輪，在，在工作時可固定整體設(shè)備工作時可固定整體設(shè)備，提，提供穩(wěn)定性；供穩(wěn)定性；非工作時，為整體裝置提供移動能力非工作時，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。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)計橫向移動平板小車設(shè)計橫向移動小車由導(dǎo)軌，小車車架，變橫向移動小車由導(dǎo)軌，小車車架，變頻調(diào)速電機，帶傳動機構(gòu)，觸碰開關(guān)頻調(diào)速電機，帶傳動機構(gòu)，觸碰開關(guān)等組成。等組成。車輪車輪在導(dǎo)軌中行進，使其在導(dǎo)軌中行進，使其保保證移動方向以及保證小車垂直方向的證移動方向以及保證小車垂直方向的固定。變頻調(diào)速電機固定。變頻調(diào)速電機使小車移動時滿使小車移動時滿足我們足我們所需速度所需速度，根據(jù)積雪厚度來調(diào)根據(jù)積雪厚度來調(diào)節(jié)，節(jié)，保障除雪工作的完成。保障除雪工作的完成。橫向移動平板小車設(shè)計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)運動往復(fù)運動，特，特在導(dǎo)軌兩端加裝在導(dǎo)軌兩端加裝觸碰開關(guān)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，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，裝置由兩塊由兩塊1mm1mm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，其彈簧行程為彈簧，其彈簧行程為48mm48mm，為小車改變行進方向提供一定緩沖。，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)計除雪執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計1.1.吹雪機；吹雪機；2.聯(lián)軸器；聯(lián)軸器；3.一級減速器；一級減速器；4.凸輪連桿；凸輪連桿；5.凸輪；凸輪；6.支座；支座；7.吹風軟管吹風軟管除雪執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計除雪執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計1.1.滾子滾子 2.凸輪連桿凸輪連桿 3.控制吹分口端控制吹分口端 4.凸輪凹槽凸輪凹槽 5.凸輪圓盤凸輪圓盤 6.支座支座除雪執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計除雪執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計 當滾子高度降低當滾子高度降低當滾子高度降低當滾子高度降低160160160160mmmmmmmm時，同時凸輪連桿相對應(yīng)的也會發(fā)生位時，同時凸輪連桿相對應(yīng)的也會發(fā)生位時，同時凸輪連桿相對應(yīng)的也會發(fā)生位時，同時凸輪連桿相對應(yīng)的也會發(fā)生位移，而其控制吹風口端會上移移，而其控制吹風口端會上移移，而其控制吹風口端會上移移，而其控制吹風口端會上移160160160160mmmmmmmm，角度變化，角度變化，角度變化，角度變化20202020 .當滾子在最高當滾子在最高當滾子在最高當滾子在最高點時，凸輪連桿控制吹風口在低位置，此時吹雪機清除的是溫室大點時，凸輪連桿控制吹風口在低位置，此時吹雪機清除的是溫室大點時，凸輪連桿控制吹風口在低位置，此時吹雪機清除的是溫室大點時，凸輪連桿控制吹風口在低位置，此時吹雪機清除的是溫室大棚上半部分積雪；當滾子滾轉(zhuǎn)至最低端時，凸輪連桿控制的吹分口棚上半部分積雪；當滾子滾轉(zhuǎn)至最低端時，凸輪連桿控制的吹分口棚上半部分積雪；當滾子滾轉(zhuǎn)至最低端時，凸輪連桿控制的吹分口棚上半部分積雪；當滾子滾轉(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，從而帶動吹風口上下移動，變化角度，不斷清除溫室大棚各角度面積雪。風口上下移動，變化角度，不斷清除溫室大棚各角度面積雪。風口上下移動，變化角度，不斷清除溫室大棚各角度面積雪。風口上下移動，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)計除雪執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計因因吹雪機轉(zhuǎn)速吹雪機轉(zhuǎn)速過大，而為使過大，而為使整體結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)緊湊，緊湊，使吹雪機電動機帶動凸輪結(jié)構(gòu)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降低，本設(shè)計對減速器并沒有特定要求，只需選定即可，求，只需選定即可，減速器快速軸與減速器快速軸與吹雪機電動機軸連接處由柔性聯(lián)軸器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。聯(lián)結(jié)。為此特加長電動機轉(zhuǎn)軸后端。!可移動機架可移動機架承載橫向移動小車以及除雪執(zhí)行裝置，并承載橫向移動小車以及除雪執(zhí)行裝置，并提供移動性提供移動性。橫向移橫向移動小車動小車為整體提供溫室大棚的為整體提供溫室大棚的橫向移動橫向移動，并可，并可根據(jù)積雪厚度調(diào)節(jié)速度根據(jù)積雪厚度調(diào)節(jié)速度，以，以便完全清除積雪。在小車導(dǎo)軌兩端加裝便完全清除積雪。在小車導(dǎo)軌兩端加裝觸碰開關(guān)及防撞裝置觸碰開關(guān)及防撞裝置，滿足，滿足小車的小車的往復(fù)運動往復(fù)運動，保護觸碰開關(guān)。除雪執(zhí)行裝置由離心式，保護觸碰開關(guān)。除雪執(zhí)行裝置由離心式吹風機產(chǎn)生風量吹拂積吹風機產(chǎn)生風量吹拂積雪雪，同時通過，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，已達到清除各角度面積雪的目的?？傮w，移動小車滿足溫室大棚橫向移動，達到清除各角度面積雪的目的?？傮w，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)。當溫室大棚過多或過長時，可移動機架滿足要求。任務(wù)。當溫室大棚過多或過長時，可移動機架滿足要求。工作原理工作原理望各位老師批評指正望各位老師批評指正