溫室大棚自動除雪機(jī)器人

溫室大棚自動除雪機(jī)器人,溫室,大棚,自動,機(jī)器人 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述 設(shè)計(jì) (論文)題目 溫室大棚自動除雪機(jī)器 人設(shè)計(jì) 作者所在系別 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 作者所在班級 B13113 作 者 姓 名 李明 作 者 學(xué) 號 20134011327 指導(dǎo)教師姓名 陳明 指導(dǎo)教師職稱 教授 完 成 時 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制  說 明 1．根據(jù)學(xué)校《畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述。文獻(xiàn)綜述作為畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2．文獻(xiàn)綜述應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作前期內(nèi)完成，由指導(dǎo)教師簽署意見并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查。 3．文獻(xiàn)綜述各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．學(xué)生撰寫文獻(xiàn)綜述，閱讀的主要參考文獻(xiàn)應(yīng)在10篇以上（土建類專業(yè)文獻(xiàn)篇數(shù)可酌減），其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學(xué)科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。 5．文獻(xiàn)綜述的撰寫格式按畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)撰寫規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在2000字左右。文獻(xiàn)綜述應(yīng)與開題報(bào)告同時提交。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述 溫室大棚自動除雪機(jī)器人設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述 摘要：現(xiàn)代社會，在北方冬季地區(qū)，溫室大棚雪后積雪較多，而位置較高、棚頂厚度單薄、強(qiáng)度低，人工除雪困難較大、危險(xiǎn)性高。為解除其后顧之憂，研究開發(fā)棚頂自動除雪機(jī)器人具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和良好的市場發(fā)展前景。 關(guān)鍵詞：溫室大棚；自動；除雪；機(jī)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 隨著社會進(jìn)步，國家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，農(nóng)村發(fā)展進(jìn)程加快，溫室大棚越來越多。北方冬天多雪，每次大雪過后，棚頂上會覆蓋一層厚厚的雪，積雪不除可能會使溫室大棚坍塌。目前，對溫室大棚的除雪工作主要是由人工完成的，而且棚頂位置較高、厚度單薄、強(qiáng)度低，除雪工人稍有不慎就會出現(xiàn)事故，造成傷亡。不但如此，人工作業(yè)的效率也很低，清洗費(fèi)用十分昂貴。因此，研究和開發(fā)一種能代替人工完成棚頂除雪任務(wù)的裝置越來越被人們所重視。棚頂除雪機(jī)器人是以清除溫室大棚積雪為目的的棚頂移動機(jī)器人，它的出現(xiàn)將極大降低溫室大棚的除雪成本，改善工人的勞動環(huán)境，提高生產(chǎn)效率，也必將極大地推動清洗業(yè)的發(fā)展，帶來相當(dāng)?shù)纳鐣б?、?jīng)濟(jì)效益。 2除雪方法 溫室大棚除去積雪方法可分為二大類 : 融雪法和機(jī)械清除法。融雪法包括化學(xué)除雪和加熱融雪。化學(xué)除雪一般采用鹽或冰雪融作為融雪劑。 由于鹽嚴(yán)重?fù)p害棚頂材料, 政府已經(jīng)禁止使用。 與鹽相比 , 冰雪融的價(jià)格略高。用于棚頂上除雪的融雪劑運(yùn)行成本高 , 根據(jù)冰雪融公司測算 , 1 hm2的溫室一次融 10 cm 厚的雪需要約 3. 2 萬元 , 融雪劑對 PC 板等覆蓋材料有一定的腐蝕作用 , 影響棚頂建筑的使用壽命 , 因此在棚頂上采用化學(xué)除雪不現(xiàn)實(shí)。加熱融雪法有 : 電加熱法和管道熱水法。低溫輻射電熱膜是在絕緣聚酯薄膜上用特制的導(dǎo)電油墨印刷導(dǎo)電發(fā)熱電路 , 再覆蓋一層絕緣聚酯薄膜經(jīng)熱壓密封而成的一種純電阻式發(fā)熱元件。在棚頂部鋪設(shè)電加熱膜 , 雪熔 解 熱 : 334. 5 kJ / kg, 華 北、東 北 地 區(qū) 按 雪 密 度 : 2 kg / ( m2 · cm ) , 電價(jià)按 0. 6 元 / ( kW · h ) 計(jì)算 , 則1 hm2 溫室一次融化10 cm 厚積雪約需要 1. 2 萬元 , 運(yùn)行費(fèi)用雖較融雪劑低 , 但是一次投資大 , 據(jù)預(yù)算約 : 40元 / m2 。熱水管融雪法是在水槽下方和溫室屋頂下方布置幾排熱水管 [3] , 把溫室屋頂和水槽上面的雪除掉 , 這是目前國內(nèi)外應(yīng)用最多的一種溫室屋頂除雪方法 , 但一次性投資高 , 經(jīng)過成本預(yù)算 , 在東北地區(qū)投資約 40元 / m2 , 同時運(yùn)行費(fèi)用也較高 , 煤價(jià)按 0. 4 元 / kg 計(jì)算 , 1 hm2 溫室 一次融掉10 cm 厚雪費(fèi)用約需要 1. 3 萬元。 目前國內(nèi)外還沒有一家溫室公司在溫室屋頂采用機(jī)械式除雪裝置 , 京鵬環(huán)球溫室公司研究設(shè)計(jì)了三種機(jī)械式除雪裝置 , 通過分析對比 , 對其中一種機(jī)械式除雪裝置進(jìn)行了實(shí)施 , 并取得了良好效果。刮板式除雪裝置通過電機(jī)帶動傳動軸旋轉(zhuǎn)，傳動軸通過鏈輪鏈條精確帶動刮雪機(jī)構(gòu)在屋面上往復(fù)運(yùn)動 , 帶動雪從屋面端部掉到地面上, 從而實(shí)現(xiàn)對屋面的掃雪功能。 3溫室大棚自動除雪機(jī)器人的除雪原理 能夠自主完成溫室大棚掃雪任務(wù)的全自動掃雪機(jī)器人，本裝置由機(jī)架，移動小車，吹雪機(jī)，凸輪轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)等幾個部分組成。通過移動小車來達(dá)到吹雪裝置的橫向移動，確保溫室大棚積雪都能夠被吹到，凸輪轉(zhuǎn)子機(jī)構(gòu)完成吹風(fēng)口仰角的變動，以確保溫室大棚弧面各角度積雪都能夠被吹到，最終由吹雪機(jī)完成吹雪任務(wù)。本裝置將凸輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與吹雪機(jī)整合為一體，從而使結(jié)構(gòu)緊湊，使其高效，快速，準(zhǔn)確的清除大棚積雪，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的除雪任務(wù)。 溫室大棚自動除雪機(jī)器人的主要創(chuàng)新點(diǎn)如下: 1)首次實(shí)現(xiàn)了溫室大棚的自動化除雪作業(yè), 作業(yè)過程中無需人為干預(yù), 擴(kuò)大了除雪范圍。 2)將凸輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與吹雪機(jī)相結(jié)合, 使其結(jié)構(gòu)緊湊。 3)采用小車行走機(jī)構(gòu), 避免與棚頂接觸, 防止將棚頂非正常壓垮。 4)采用凸輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),可以多角度轉(zhuǎn)動， 可將棚頂積雪完全清除。 4溫室大棚除雪機(jī)器人發(fā)展趨勢 由于清洗工作環(huán)境及任務(wù)的特殊性，溫室大棚自動除雪機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)要求相當(dāng)苛刻。其總的設(shè)計(jì)原則是：減輕重量，降低造價(jià)，安全可靠，能適應(yīng)多種棚頂表面，且要有足夠高的除雪效率。 5溫室大棚除雪機(jī)器人應(yīng)用前景 由于國家對三農(nóng)問題的不斷重視，越來越多的農(nóng)民建起了蔬菜大棚，發(fā)家致富。而且溫室大棚除雪機(jī)器人必然朝著全能型發(fā)展，不僅能為溫室大棚除雪，還能為國內(nèi)的棚頂建筑除雪。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，目前全國已建造了數(shù)百萬平方米的大型棚頂建筑。例如農(nóng)貿(mào)市場、辦公樓、百貨大樓、賓館、別墅、學(xué)校、醫(yī)院、體育場館、娛樂中心及公用設(shè)施的采光頂棚。無疑，這將是一個龐大的潛在市場。但是我們也應(yīng)該看到，由于除雪機(jī)器人需要在不同的工作環(huán)境中進(jìn)行工作，要滿足諸多用戶的不同需求，就目前階段而言，棚頂除雪機(jī)器人進(jìn)入市場仍存在一定困難。首先是技術(shù)方面有待完善，此外，作為一種全新的清洗概念和作業(yè)方式，它必然還要經(jīng)歷一個傳統(tǒng)方式的退出和人們對新事物的接受、認(rèn)同過程。 6結(jié)束語 隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國現(xiàn)代化建設(shè)水平也在不斷提高，一座座安全、綠色、科學(xué)的溫室大棚拔地而起。然而，人類正在享受著物質(zhì)文明帶來的豐碩成果同時，也遇到一些新的挑戰(zhàn)，如溫室大棚的除雪工作，傳統(tǒng)的除雪技術(shù)已無法滿足現(xiàn)代生活的需要。除雪機(jī)器人的出現(xiàn)為解決這些問題帶來了曙光，它作為一種代替人在棚頂進(jìn)行除雪作業(yè)的自動化裝置，能降低人工作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和操作成本，提高工作效率。目前，棚頂自動除雪機(jī)器人在我國還屬于起步階段，研究還只是應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室階段，技術(shù)還有待成熟。由于除雪機(jī)器人在國內(nèi)應(yīng)用前景十分廣闊，因此，盡快研制出一種能真正投入實(shí)際應(yīng)用的除雪機(jī)器人就顯得十分必要。不管起步多么艱難，除雪機(jī)器人正在逐步的切人市場。相信不久的將來，除雪機(jī)器人將取代人力成為除雪行業(yè)的主力軍。 主要參考文獻(xiàn) [1] 周增產(chǎn),龍智強(qiáng),李秀剛,王綱,田真.整體輸送式溫室屋頂除雪裝置的研制.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào).2004,?20(2):239-241. [2] 吳天鳳,王太鵬,朱偉偉,尚杰.基于慧魚模型的棚頂自動除雪機(jī)器人設(shè)計(jì).礦業(yè)科學(xué)技術(shù).2009(3):20-24. [3] 陳以磊,徐志棟,王清華,牟青青,方亞琴.新型溫室大棚除雪機(jī)的研究.青島大學(xué)學(xué)報(bào)工程技術(shù)版.2012,?27(3):92-96. [4] 劉禹含,張鳳嘉,詹廣強(qiáng).大棚除雪機(jī)的設(shè)計(jì)與研究.環(huán)球市場信息導(dǎo)報(bào).2013(7):103-104 [5] 李兆男,魏東輝.日光溫室風(fēng)力式自動除雪裝置. 科教導(dǎo)刊.2016(11):192-192. [6]石為人,周學(xué)益.室內(nèi)清潔機(jī)器人避障路徑規(guī)劃研究.計(jì)算機(jī)應(yīng)用.2007, 27(S1):378-379 [7] 環(huán)衛(wèi)科技網(wǎng).環(huán)衛(wèi)科技網(wǎng)除雪機(jī)械存在的問題及發(fā)展趨勢.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. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師： 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見 負(fù)責(zé)人： 年 月 日