温室大棚自动除雪机器人

温室大棚自动除雪机器人,温室,大棚,自动,机器人 本科生毕业设计(论文)文献综述 设计 (论文)题目 温室大棚自动除雪机器 人设计 作者所在系别 机电工程学院 作者所在专业 机械设计制造及其自动化 作者所在班级 B13113 作 者 姓 名 李明 作 者 学 号 20134011327 指导教师姓名 陈明 指导教师职称 教授 完 成 时 间 2017 年 3 月 北华航天工业学院教务处制  说 明 1．根据学校《毕业设计(论文)工作暂行规定》，学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。 2．文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。 3．文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4．学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。 5．文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求，字数在2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交。 毕 业 设 计（论 文）文 献 综 述 温室大棚自动除雪机器人设计文献综述 摘要：现代社会，在北方冬季地区，温室大棚雪后积雪较多，而位置较高、棚顶厚度单薄、强度低，人工除雪困难较大、危险性高。为解除其后顾之忧，研究开发棚顶自动除雪机器人具有一定的实际应用价值和良好的市场发展前景。 关键词：温室大棚；自动；除雪；机器人 Summarization of Design Literature of Automatic Snow Removal Robot in Greenhouse Abstract: Modern society, in the northern winter region, greenhouse shed snow more snow, and the location is high, the roof thickness of thin, low strength, artificial snow removal more difficult, high risk. In order to relieve the worries, research and development of roof automatic snow removal robot has a certain practical value and good market prospects. Key word:Greenhouse；automatic；Snow removal；robot 1前言 随着社会进步，国家经济的不断发展，农村发展进程加快，温室大棚越来越多。北方冬天多雪，每次大雪过后，棚顶上会覆盖一层厚厚的雪，积雪不除可能会使温室大棚坍塌。目前，对温室大棚的除雪工作主要是由人工完成的，而且棚顶位置较高、厚度单薄、强度低，除雪工人稍有不慎就会出现事故，造成伤亡。不但如此，人工作业的效率也很低，清洗费用十分昂贵。因此，研究和开发一种能代替人工完成棚顶除雪任务的装置越来越被人们所重视。棚顶除雪机器人是以清除温室大棚积雪为目的的棚顶移动机器人，它的出现将极大降低温室大棚的除雪成本，改善工人的劳动环境，提高生产效率，也必将极大地推动清洗业的发展，带来相当的社会效益、经济效益。 2除雪方法 温室大棚除去积雪方法可分为二大类 : 融雪法和机械清除法。融雪法包括化学除雪和加热融雪。化学除雪一般采用盐或冰雪融作为融雪剂。 由于盐严重损害棚顶材料, 政府已经禁止使用。 与盐相比 , 冰雪融的价格略高。用于棚顶上除雪的融雪剂运行成本高 , 根据冰雪融公司测算 , 1 hm2的温室一次融 10 cm 厚的雪需要约 3. 2 万元 , 融雪剂对 PC 板等覆盖材料有一定的腐蚀作用 , 影响棚顶建筑的使用寿命 , 因此在棚顶上采用化学除雪不现实。加热融雪法有 : 电加热法和管道热水法。低温辐射电热膜是在绝缘聚酯薄膜上用特制的导电油墨印刷导电发热电路 , 再覆盖一层绝缘聚酯薄膜经热压密封而成的一种纯电阻式发热元件。在棚顶部铺设电加热膜 , 雪熔 解 热 : 334. 5 kJ / kg, 华 北、东 北 地 区 按 雪 密 度 : 2 kg / ( m2 · cm ) , 电价按 0. 6 元 / ( kW · h ) 计算 , 则1 hm2 温室一次融化10 cm 厚积雪约需要 1. 2 万元 , 运行费用虽较融雪剂低 , 但是一次投资大 , 据预算约 : 40元 / m2 。热水管融雪法是在水槽下方和温室屋顶下方布置几排热水管 [3] , 把温室屋顶和水槽上面的雪除掉 , 这是目前国内外应用最多的一种温室屋顶除雪方法 , 但一次性投资高 , 经过成本预算 , 在东北地区投资约 40元 / m2 , 同时运行费用也较高 , 煤价按 0. 4 元 / kg 计算 , 1 hm2 温室 一次融掉10 cm 厚雪费用约需要 1. 3 万元。 目前国内外还没有一家温室公司在温室屋顶采用机械式除雪装置 , 京鹏环球温室公司研究设计了三种机械式除雪装置 , 通过分析对比 , 对其中一种机械式除雪装置进行了实施 , 并取得了良好效果。刮板式除雪装置通过电机带动传动轴旋转，传动轴通过链轮链条精确带动刮雪机构在屋面上往复运动 , 带动雪从屋面端部掉到地面上, 从而实现对屋面的扫雪功能。 3温室大棚自动除雪机器人的除雪原理 能够自主完成温室大棚扫雪任务的全自动扫雪机器人，本装置由机架，移动小车，吹雪机，凸轮转子机构等几个部分组成。通过移动小车来达到吹雪装置的横向移动，确保温室大棚积雪都能够被吹到，凸轮转子机构完成吹风口仰角的变动，以确保温室大棚弧面各角度积雪都能够被吹到，最终由吹雪机完成吹雪任务。本装置将凸轮转子结构与吹雪机整合为一体，从而使结构紧凑，使其高效，快速，准确的清除大棚积雪，实现复杂的除雪任务。 温室大棚自动除雪机器人的主要创新点如下: 1)首次实现了温室大棚的自动化除雪作业, 作业过程中无需人为干预, 扩大了除雪范围。 2)将凸轮转子结构与吹雪机相结合, 使其结构紧凑。 3)采用小车行走机构, 避免与棚顶接触, 防止将棚顶非正常压垮。 4)采用凸轮转子结构,可以多角度转动， 可将棚顶积雪完全清除。 4温室大棚除雪机器人发展趋势 由于清洗工作环境及任务的特殊性，温室大棚自动除雪机器人的总体设计要求相当苛刻。其总的设计原则是：减轻重量，降低造价，安全可靠，能适应多种棚顶表面，且要有足够高的除雪效率。 5温室大棚除雪机器人应用前景 由于国家对三农问题的不断重视，越来越多的农民建起了蔬菜大棚，发家致富。而且温室大棚除雪机器人必然朝着全能型发展，不仅能为温室大棚除雪，还能为国内的棚顶建筑除雪。据有关部门统计，目前全国已建造了数百万平方米的大型棚顶建筑。例如农贸市场、办公楼、百货大楼、宾馆、别墅、学校、医院、体育场馆、娱乐中心及公用设施的采光顶棚。无疑，这将是一个庞大的潜在市场。但是我们也应该看到，由于除雪机器人需要在不同的工作环境中进行工作，要满足诸多用户的不同需求，就目前阶段而言，棚顶除雪机器人进入市场仍存在一定困难。首先是技术方面有待完善，此外，作为一种全新的清洗概念和作业方式，它必然还要经历一个传统方式的退出和人们对新事物的接受、认同过程。 6结束语 随着国民经济的快速发展，我国现代化建设水平也在不断提高，一座座安全、绿色、科学的温室大棚拔地而起。然而，人类正在享受着物质文明带来的丰硕成果同时，也遇到一些新的挑战，如温室大棚的除雪工作，传统的除雪技术已无法满足现代生活的需要。除雪机器人的出现为解决这些问题带来了曙光，它作为一种代替人在棚顶进行除雪作业的自动化装置，能降低人工作业风险和操作成本，提高工作效率。目前，棚顶自动除雪机器人在我国还属于起步阶段，研究还只是应用在实验室阶段，技术还有待成熟。由于除雪机器人在国内应用前景十分广阔，因此，尽快研制出一种能真正投入实际应用的除雪机器人就显得十分必要。不管起步多么艰难，除雪机器人正在逐步的切人市场。相信不久的将来，除雪机器人将取代人力成为除雪行业的主力军。 主要参考文献 [1] 周增产,龙智强,李秀刚,王纲,田真.整体输送式温室屋顶除雪装置的研制.农业工程学报.2004, 20(2):239-241. [2] 吴天凤,王太鹏,朱伟伟,尚杰.基于慧鱼模型的棚顶自动除雪机器人设计.矿业科学技术.2009(3):20-24. [3] 陈以磊,徐志栋,王清华,牟青青,方亚琴.新型温室大棚除雪机的研究.青岛大学学报工程技术版.2012, 27(3):92-96. [4] 刘禹含,张凤嘉,詹广强.大棚除雪机的设计与研究.环球市场信息导报.2013(7):103-104 [5] 李兆男,魏东辉.日光温室风力式自动除雪装置. 科教导刊.2016(11):192-192. [6]石为人,周学益.室内清洁机器人避障路径规划研究.计算机应用.2007, 27(S1):378-379 [7] 环卫科技网.环卫科技网除雪机械存在的问题及发展趋势.http://www.cn-hw.net /html/31/201304/396 [8] A Georgian SNOW REMOVAL: WINTER STORMS CHALLENGE MAINTENANCE CREWS AT O'HARE. Apwa Reporter, 1996. [9] K Sato，O Sekiguchi,K Mitobe.M YamanoDevelopment and Control of Snow Feeding Mechanism of a Snow removing Robot. Jspe Semestrial Meeting.2008, 2008. [10] Masayuki INABA. Multi-degree of freedom walking robot up.ASABE Technical Library ASABE .2009, 27(S1):378-380. 毕 业 设 计（论 文）文 献 综 述 指导教师意见 指导教师： 年 月 日 专业教研室审查意见 负责人： 年 月 日