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 北华航天工业学院北华航天工业学院qqqqqq毕业设计课题：温室大棚自动除雪机器人毕业设计课题：温室大棚自动除雪机器人学 院：机电工程学院专 业：机械设计制造及其自动化姓 名：李明指导教师：陈明提提 纲纲1背景与意义2课题研究的主要内容和目的国内外研究概况34整体设计过程5工作原理6 结论课题背景与意义课题背景与意义如今现代社会园艺的快速发展，温室大棚的全面普及，除却给我们生活带来的极大方便外，也同时产生一些问题困扰我们。在我国北方冬季的连续降雪，温室大棚积雪问题也同样越来越引起人们的关注。冬季温室大棚顶积雪影响屋面透光性、保温性，不利于喜阳植物生长，而且影响温室的总体强度和刚度，存在压垮温室大棚的危险因素。qqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqq查询资料得知为实现温室大棚除雪工作，有以下除雪方式：1.人工除雪是以大量的人力投入为基础，将温室大棚顶部的积雪收集到一起，然后运输到适当的位置，让其自然融化。除雪时间长，效率低，人工投入较大。人员在清扫过程中存在安全隐患，并会对温室大棚软棚骨架和棚膜造成损坏。这一方法已远远跟不上现代温室产业飞速发展的步伐。2.加热融雪法分为电加热法和管道融雪法。电加热法的工作原理为使纯电阻式发热元件通电发热来使雪融化。管道融雪法是在水槽下方和温室大棚棚顶下方布置几排热水管道，通过散发的热量使大棚棚顶和水槽上方的雪融化，投资和运行费用均比较高，不适用于小规模，低成本温室大棚。一般老百姓无法投入如此大资本，且后期运行维护也是一笔不小开支，与低成本收支不成正比。3.化学融雪法一般采用盐或融雪剂来除雪。由于盐严重危害土壤和环境，政府已经禁止使用。融雪剂对棚膜等覆盖材料有一定的腐蚀作用，而且造价颇高。国内外研究概况国内外研究概况qqqqqqqqqqqqqq3.机械除雪方法中整体输送式除雪装置，制造成本较高，不利于多个相连温室的除雪。现在有利用空气流动原理进行除雪的装置，通过角度控制从而将雪吹离温室大棚，此类装置多为手持式或背负式，在作业时工作人员需要站在大棚上，这无疑存在危险因素，况且还需要人力付出。本次研究通过对比各除雪装置的优缺点，不断改进，实验，设计出一种有效的低投入低运行费用的，结构紧凑的除雪装置，采用吹雪机自动化吹雪，减少人力输出，排除危险因素，为农业事业做出贡献。国内外研究概况国内外研究概况温室大棚除雪装置的设计温室大棚除雪装置的设计1.1.温室大棚；温室大棚；2.吹风软管；吹风软管；3.凸轮连杆；凸轮连杆；4.凸轮；凸轮；5.联轴器；联轴器；6.一级减速器；一级减速器；7.小车导轨；小车导轨；8.8.吹雪机；吹雪机；9.变频调速电机；变频调速电机；10.触碰开关及防撞装置；触碰开关及防撞装置；11.支板；支板；12.机架；机架；13.万向轮万向轮整体机构二维示意图整体机构二维示意图机机 架架除雪执行机构除雪执行机构提供横向移动的平板小车提供横向移动的平板小车整体设计分三部分讲解整体设计分三部分讲解可移动机架部分可移动机架部分机架采用机架采用505505的材质焊接而成。的材质焊接而成。空心钢材既可保空心钢材既可保证机架刚度及强度，又可以减轻重量，方便移动证机架刚度及强度，又可以减轻重量，方便移动。在在顶部加装平板，为横向移动小车提供安装位置顶部加装平板，为横向移动小车提供安装位置。在在机架支撑杆部位，焊接横杆机架支撑杆部位，焊接横杆，不光，不光增加强度，也增加强度，也方便人员登上平板进行后期维护维修作业方便人员登上平板进行后期维护维修作业，并可对，并可对设备自身进行清雪作业。在最下方，设备自身进行清雪作业。在最下方，安装安装2 2个可固定个可固定万向轮和万向轮和8 8个固定轮个固定轮，在，在工作时可固定整体设备工作时可固定整体设备，提，提供稳定性；供稳定性；非工作时，为整体装置提供移动能力非工作时，为整体装置提供移动能力，满足较长温室大棚除雪工作以及多个温室大棚之间满足较长温室大棚除雪工作以及多个温室大棚之间的交替除雪工作。在焊接过程中，注意防止穿透以的交替除雪工作。在焊接过程中，注意防止穿透以及进行时效处理，以保证整体机架的强度和刚度。及进行时效处理，以保证整体机架的强度和刚度。横向移动平板小车设计横向移动平板小车设计横向移动小车由导轨，小车车架，变横向移动小车由导轨，小车车架，变频调速电机，带传动机构，触碰开关频调速电机，带传动机构，触碰开关等组成。等组成。车轮车轮在导轨中行进，使其在导轨中行进，使其保保证移动方向以及保证小车垂直方向的证移动方向以及保证小车垂直方向的固定。变频调速电机固定。变频调速电机使小车移动时满使小车移动时满足我们足我们所需速度所需速度，根据积雪厚度来调根据积雪厚度来调节，节，保障除雪工作的完成。保障除雪工作的完成。横向移动平板小车设计横向移动平板小车设计在变频调速电机提供动力，通过带传动使小车移动时，为满足小车做在变频调速电机提供动力，通过带传动使小车移动时，为满足小车做往复运动往复运动，特，特在导轨两端加装在导轨两端加装触碰开关触碰开关，在小车与触碰开关接触时，由于惯性原因可能会对触碰，在小车与触碰开关接触时，由于惯性原因可能会对触碰开关造成损坏。为防止小车在移动过程中损坏触碰开关因此设计防撞坏装置，装置开关造成损坏。为防止小车在移动过程中损坏触碰开关因此设计防撞坏装置，装置由两块由两块1mm1mm厚度铁板构成，一块两边装有可移动支架，两端加装合金弹簧钢材质的厚度铁板构成，一块两边装有可移动支架，两端加装合金弹簧钢材质的弹簧，其弹簧行程为弹簧，其弹簧行程为48mm48mm，为小车改变行进方向提供一定缓冲。，为小车改变行进方向提供一定缓冲。除雪执行机构设计除雪执行机构设计1.1.吹雪机；吹雪机；2.联轴器；联轴器；3.一级减速器；一级减速器；4.凸轮连杆；凸轮连杆；5.凸轮；凸轮；6.支座；支座；7.吹风软管吹风软管除雪执行机构设计除雪执行机构设计1.1.滚子滚子 2.凸轮连杆凸轮连杆 3.控制吹分口端控制吹分口端 4.凸轮凹槽凸轮凹槽 5.凸轮圆盘凸轮圆盘 6.支座支座除雪执行机构设计除雪执行机构设计 当滚子高度降低当滚子高度降低当滚子高度降低当滚子高度降低160160160160mmmmmmmm时，同时凸轮连杆相对应的也会发生位时，同时凸轮连杆相对应的也会发生位时，同时凸轮连杆相对应的也会发生位时，同时凸轮连杆相对应的也会发生位移，而其控制吹风口端会上移移，而其控制吹风口端会上移移，而其控制吹风口端会上移移，而其控制吹风口端会上移160160160160mmmmmmmm，角度变化，角度变化，角度变化，角度变化20202020 .当滚子在最高当滚子在最高当滚子在最高当滚子在最高点时，凸轮连杆控制吹风口在低位置，此时吹雪机清除的是温室大点时，凸轮连杆控制吹风口在低位置，此时吹雪机清除的是温室大点时，凸轮连杆控制吹风口在低位置，此时吹雪机清除的是温室大点时，凸轮连杆控制吹风口在低位置，此时吹雪机清除的是温室大棚上半部分积雪；当滚子滚转至最低端时，凸轮连杆控制的吹分口棚上半部分积雪；当滚子滚转至最低端时，凸轮连杆控制的吹分口棚上半部分积雪；当滚子滚转至最低端时，凸轮连杆控制的吹分口棚上半部分积雪；当滚子滚转至最低端时，凸轮连杆控制的吹分口在高位置，此时吹雪机清除的是温室大棚下半部分积雪。由于凸轮在高位置，此时吹雪机清除的是温室大棚下半部分积雪。由于凸轮在高位置，此时吹雪机清除的是温室大棚下半部分积雪。由于凸轮在高位置，此时吹雪机清除的是温室大棚下半部分积雪。由于凸轮连续转动，滚子随凹槽轨迹运动，凸轮连杆随之运动，从而带动吹连续转动，滚子随凹槽轨迹运动，凸轮连杆随之运动，从而带动吹连续转动，滚子随凹槽轨迹运动，凸轮连杆随之运动，从而带动吹连续转动，滚子随凹槽轨迹运动，凸轮连杆随之运动，从而带动吹风口上下移动，变化角度，不断清除温室大棚各角度面积雪。风口上下移动，变化角度，不断清除温室大棚各角度面积雪。风口上下移动，变化角度，不断清除温室大棚各角度面积雪。风口上下移动，变化角度，不断清除温室大棚各角度面积雪。除雪执行机构设计除雪执行机构设计因因吹雪机转速吹雪机转速过大，而为使过大，而为使整体结构整体结构紧凑，紧凑，使吹雪机电动机带动凸轮结构使吹雪机电动机带动凸轮结构转动，此处特需要联结减速器将转速转动，此处特需要联结减速器将转速降低，本设计对减速器并没有特定要降低，本设计对减速器并没有特定要求，只需选定即可，求，只需选定即可，减速器快速轴与减速器快速轴与吹雪机电动机轴连接处由柔性联轴器吹雪机电动机轴连接处由柔性联轴器联结。为此特加长电动机转轴后端。联结。为此特加长电动机转轴后端。!可移动机架可移动机架承载横向移动小车以及除雪执行装置，并承载横向移动小车以及除雪执行装置，并提供移动性提供移动性。横向移横向移动小车动小车为整体提供温室大棚的为整体提供温室大棚的横向移动横向移动，并可，并可根据积雪厚度调节速度根据积雪厚度调节速度，以，以便完全清除积雪。在小车导轨两端加装便完全清除积雪。在小车导轨两端加装触碰开关及防撞装置触碰开关及防撞装置，满足，满足小车的小车的往复运动往复运动，保护触碰开关。除雪执行装置由离心式，保护触碰开关。除雪执行装置由离心式吹风机产生风量吹拂积吹风机产生风量吹拂积雪雪，同时通过，同时通过减速器减速后带动凸轮机构转动，降低滚子高度使连接杆高减速器减速后带动凸轮机构转动，降低滚子高度使连接杆高度变化，改变吹拂角度，以满足温室大棚屋顶不同弧度面积雪的吹拂度变化，改变吹拂角度，以满足温室大棚屋顶不同弧度面积雪的吹拂，已，已达到清除各角度面积雪的目的。总体，移动小车满足温室大棚横向移动，达到清除各角度面积雪的目的。总体，移动小车满足温室大棚横向移动，凸轮结构满足仰角变化，通过小车速度的调节，达到完全清除积雪的工作凸轮结构满足仰角变化，通过小车速度的调节，达到完全清除积雪的工作任务。当温室大棚过多或过长时，可移动机架满足要求。任务。当温室大棚过多或过长时，可移动机架满足要求。工作原理工作原理望各位老师批评指正望各位老师批评指正