遼寧工程鼓術(shù)大學(xué)“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃”項目申請表（創(chuàng)新訓(xùn)練項目）項目名稱：新型溫室除雪機(jī)負(fù)責(zé)人：劉禹含院系名稱：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級：機(jī)電10-2班聯(lián)系電話：18841846163填表日期： 2012/9/2遼寧工程技術(shù)大學(xué)校團(tuán)委、教務(wù)處、科學(xué)技術(shù)處、學(xué)生處 制填表須知一、 項目申請表要按照 遼寧工程技術(shù)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目管理辦法 和 遼寧工程技術(shù)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目實施方案 的相關(guān)要求，逐項認(rèn)真填寫，填寫內(nèi)容必須實事求是，表達(dá)明確嚴(yán)謹(jǐn)。二、項目申請表填寫內(nèi)容應(yīng)言簡意賅，思路清晰，論證充分，字跡清楚，一律用計算機(jī)輸入打印， 填寫中如欄目篇幅不夠， 可自行加頁。 表格中正文字體應(yīng)為小四號宋體， 22 磅行距，需簽字部分由相關(guān)人員以黑色鋼筆或水筆簽名。三、 項目申請表由項目負(fù)責(zé)人填寫， 并需項目負(fù)責(zé)人所在單位領(lǐng)導(dǎo)審核， 簽署明確意見， 再由院 （系） 評審匯總后統(tǒng)一上報學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目辦公室。四、本申請表一式兩份，均用 A4 紙雙面打印，于左側(cè)裝訂成冊。五、 填表如有不明事宜， 請與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目辦公室聯(lián)系， 電話 3350064。項目名稱新型溫室除雪機(jī)研究起止時間2012年9月至2013年9月申請經(jīng)費(fèi)10000元負(fù) 責(zé) 人姓 名劉禹含院系班級機(jī)械學(xué)院機(jī)電10-2上一學(xué)年加權(quán)78成績學(xué) 號1007210110聯(lián)系電話18841846163E-mailltx1129團(tuán)隊成員姓 名學(xué) 號院系班級上一學(xué) 年加權(quán) 成績聯(lián)系電話E-mail張鳳嘉1007100322機(jī)械10-371.201524189258540813857詹廣強(qiáng)1107060229機(jī)電11-2801824189344818241893448呂坤1107100618機(jī)械11 667.018241892493Lvkun_1992指導(dǎo)教師姓名郝志勇院系機(jī)械學(xué)院職稱/學(xué)位講師E-mailChinaren_1314聯(lián)系電話13470352405立項依據(jù)（項目背景及研究現(xiàn)狀500字以內(nèi)）一、項目背景在我國北方地區(qū)，尤其是東北部，冬季溫室積雪影響屋間的透光性和保溫性，不利于喜 陽植物的生長，且影響溫室的總體強(qiáng)度和剛度。目前農(nóng)業(yè)溫室除雪多為手工作業(yè)，據(jù)相關(guān)數(shù) 據(jù)顯示，對于一個150mo勺溫室，除雪工作需要5個人花費(fèi)3-4卜才完成。除雪時間較長， 不僅會造成其他屋面積雪清掃的延遲，還會影響到溫室茸簾的快速卷起，減少了農(nóng)作物正常 的光照時間，影響農(nóng)作物生長。更重要的是白天光照時間短，會造成晚上棚內(nèi)溫度繼續(xù)降低， 蔬菜生長緩慢或啟被凍死的可能，造成直接或間接的經(jīng)濟(jì)損失。對于小雪或薄雪，手工作業(yè)基本可以應(yīng)對；若突遇大雪和暴雪，手工清掃積雪，不僅勞 動強(qiáng)度大，而且除雪效率低，除雪時間長，如果除雪不及時，溫室有被壓塌的危險。 二、研究現(xiàn)狀目前溫室屋面除雪有的采用熱水融雪管，但是投資和運(yùn)行費(fèi)用均比較高；整體輸送式溫 室屋面除雪裝置，制造成本較高，不適合多個相鄰溫室屋面的除雪，不易于推廣應(yīng)用，現(xiàn)有 的機(jī)械化溫室除雪裝置是利用空氣迅速流動原理進(jìn)行除雪，存在效率低、噪音大、機(jī)械結(jié)構(gòu) 復(fù)雜等缺點，應(yīng)用范圍有限。針對尚未出現(xiàn)高效的溫室除雪裝置的現(xiàn)狀，設(shè)計了一種新型溫 室除雪機(jī)，樣機(jī)試驗效果良好，為溫室屋面除雪提供了一種有效的低運(yùn)行費(fèi)用除雪設(shè)備。項目內(nèi)容、研究方法、創(chuàng)新點、預(yù)期成果 (2000字以內(nèi))三、項目內(nèi)容1 .功能設(shè)計與研究(1)頂部執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用螺旋分布式硬質(zhì)毛刷， 共有5段，每段毛刷固定在各自驅(qū)動軸上, 軸之間采用聯(lián)軸器相連，保證動力傳遞。毛刷支撐架用來支撐毛刷及其驅(qū)動軸，毛刷支撐架 分為4段，每段之間用銷軸連接。每段清掃機(jī)構(gòu)都作用在支持輪上，為了減少對溫室屋面的 壓力，采用6個支撐輪。北方地區(qū)冬季溫室屋面上都有草簾覆蓋，為避免除雪過程中，旋轉(zhuǎn) 毛刷卷起草簾，采用壓簾桿以防止草簾被卷起；(2)支撐輪材料選用復(fù)合橡膠輪，支撐輪上安裝壓力傳感器，通過壓力傳感器反饋的信 息可以使支撐架形狀更好地與大棚形狀吻合，使除雪面積更大，效果更好；(3)為減輕頂部執(zhí)行機(jī)構(gòu)重量和降低能耗，毛刷材料選用中等強(qiáng)度的硬質(zhì)塑料制成，呈 細(xì)長圓柱狀。毛刷軸采用中空鋼管，不僅保證了強(qiáng)度和剛度，而且減輕了重量。毛刷支撐架 全部采用高強(qiáng)度鋁合金制成；(4)底部執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用異形螺旋清掃機(jī)構(gòu)，用于把積雪輸送到田間合適位置。(5)為了保證在運(yùn)行中頂部執(zhí)行機(jī)構(gòu)不會有過大的振動， 在整體支架的關(guān)鍵處安裝彈簧, 起到減震的作用，保護(hù)除雪裝置；(6)采用外接動力，可以是液壓馬達(dá)驅(qū)動或者柴油機(jī)驅(qū)動，也可以是電動機(jī)驅(qū)動，依不 同的車體而定，以確保整體靈活性；(7)考慮到是在室外工作，單片機(jī)受外界的因素影響較大，所以，本裝置的控制系統(tǒng)采 用西門子的PLC控制系統(tǒng)。2 .結(jié)構(gòu)原理設(shè)計與研究(1)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計研究圖1活動安裝整機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖圖2活動安裝樣機(jī)整體模型圖3頂部執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡圖1.液壓馬達(dá)2.毛刷3.毛刷軸4.軸承5.聯(lián)軸器6.支撐輪7.毛刷支撐架8.連接銷9.壓簾桿圖4底部執(zhí)行機(jī)構(gòu)總圖(2)工作原理的設(shè)計與研究1)新型溫室除雪機(jī)安裝在農(nóng)用行走機(jī)械之上，利用車載液壓馬達(dá)驅(qū)動頂部執(zhí)行機(jī)構(gòu)和 底部執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。頂部執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于清掃溫室屋面積雪， 由液壓馬達(dá)驅(qū)動毛刷軸旋轉(zhuǎn), 由電動推桿控制頂部機(jī)構(gòu)的工作位置，底部異形螺旋清掃機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)驅(qū)動，利用油缸控 制其實際工作位置，并與毛刷同步運(yùn)動進(jìn)行積雪清掃工作，并將積雪輸送到田間合適位置。整個除雪機(jī)操控都在駕駛室內(nèi)完成。2)由于新型溫室除雪機(jī)在田間相鄰溫室之間作業(yè)，受實際作業(yè)環(huán)境限制，因此溫室除 雪機(jī)的高度和寬度等都有明確要求，其具體設(shè)計要求：能在田間道路上行駛自如，能將溫室 頂部積雪清掃干凈，并且能使溫室底部積雪被搬運(yùn)到適宜位置；可實現(xiàn)全自動化，操作簡便， 整個除雪過程一人即可完成。四、研究方法新型溫室除雪機(jī)的研究方法主要有：系統(tǒng)研究法、虛擬樣機(jī)設(shè)計法、實物樣機(jī)試驗法， 具體實現(xiàn)過程如下：(1)系統(tǒng)設(shè)計法根據(jù)系統(tǒng)原則，考慮機(jī)械整體結(jié)構(gòu)，綜合研究內(nèi)部外部和各個子系統(tǒng)之間的相互關(guān) 系，協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)幾間相互作用，使整個系統(tǒng)的功能表現(xiàn)為最佳狀態(tài)；(2)虛擬樣機(jī)設(shè)計法根據(jù)初步設(shè)計方案及草圖，利用三維設(shè)計軟件進(jìn)行各部分結(jié)構(gòu)建模，在軟件中進(jìn)行 預(yù)裝配，三維模型建立完成后，對機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動仿真，再根據(jù)運(yùn)動仿真得到的數(shù)據(jù)，對 機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行有限元分析，準(zhǔn)確的分析機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及動態(tài)特性。最后對模型進(jìn)行優(yōu)化， 預(yù)計機(jī)械在真實工況下的特征和影響。(3)實物樣機(jī)試驗法根據(jù)相似理論，按照一定比例研制一小型樣機(jī)。冬季雪花暫時用相似材料代替。整 個除雪機(jī)樣機(jī)完全按照實際要求進(jìn)行設(shè)計和加工，由于樣機(jī)空間的限制，其操控在樣機(jī)中用 遙控手柄控制，進(jìn)行實驗，通過樣機(jī)實際除雪工作，驗證理論計算和分析的合理性。五、創(chuàng)新點：(1)功能創(chuàng)新除雪機(jī)具有良好的互換性能，可以非常方便的安裝到農(nóng)用行走機(jī)械上進(jìn)行除雪工 作，其操控可在駕駛室內(nèi)完成；(2)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新除雪機(jī)工作效率較高，驅(qū)動系統(tǒng)簡單，小型原動機(jī)均可滿足實際工作需求，采用螺旋分布式硬質(zhì)毛刷，可大面積的清掃積雪；(3)應(yīng)用創(chuàng)新通過實際工作和測試各種實驗數(shù)據(jù)， 證明該新型溫室除雪機(jī)除雪效果明顯，除雪效 率高，并且可以推廣應(yīng)用于工廠廠房，倉庫等建筑物屋頂積雪的清掃工作，具有很強(qiáng)的實際 應(yīng)用價值。六、預(yù)期成果序號成果名稱1 研究報告一份2 與相關(guān)企業(yè)合作，投入農(nóng)業(yè)實際應(yīng)用，解決實際問題3 實用新型專利一項4 物理樣機(jī)一個5 學(xué)術(shù)論文兩篇項目進(jìn)度安排1 .調(diào)研分析2012/9-2012/10調(diào)查我國冬季北方地區(qū)溫室屋面除雪這一農(nóng)業(yè)部門研究的熱點問題，收集相關(guān)資料，了解現(xiàn)有除雪機(jī)械的功能，獲得相關(guān)設(shè)計的數(shù)據(jù)資料；2012/10-2012/12進(jìn)行實地考察，了解現(xiàn)階段農(nóng)民掃雪工作的相關(guān)信息，廣泛收集第一手資料，了解溫室屋面積雪壓塌溫室這一問題的具體狀況；2 .整體功能分析2012/12-2013/1對現(xiàn)有除雪機(jī)械進(jìn)行功能和結(jié)構(gòu)分析，以提供設(shè)計所需的工作原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本資料；3 .總體方案設(shè)計2013/2-2013/3 對“新型溫室除雪機(jī)”進(jìn)行技術(shù)方案討論，并對功能實現(xiàn)和結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及工藝技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行論證；4 .總體方案可行性論證2013/3-2013/4在若干技術(shù)方案中確定最佳施行方案，對選定方案進(jìn)行相關(guān)論證，并繪制和設(shè)計方案實現(xiàn)流程圖；5 .技術(shù)設(shè)計2013/4-2013/6 設(shè)計“新型溫室除雪機(jī)”的總裝配圖，并確定“新型溫室除雪機(jī)”各部分結(jié)構(gòu)，進(jìn)行三維建模，及相關(guān)運(yùn)動學(xué)、力學(xué)分析；6 .施工設(shè)計2013/7-2013/8根據(jù)設(shè)計需要及實際需求購買原材料，進(jìn)行加工制作“新型溫室除雪機(jī)”；7 .樣機(jī)調(diào)試試驗2013/8-2013/9對裝配好的“新型溫室除雪機(jī)”進(jìn)行調(diào)試試驗，并確定最終功能與結(jié)構(gòu)。經(jīng)費(fèi)預(yù)算與用途經(jīng)費(fèi)使用詳細(xì)項目金額（元）調(diào)研考察費(fèi)1300資料費(fèi)400原材料購置費(fèi)2000加工制作費(fèi)2000論文版聞費(fèi)2000郵寄費(fèi)100專利申請費(fèi)1000試驗調(diào)試費(fèi)1200合計10000項目指導(dǎo)教師意見本項目根據(jù)實際需求，設(shè)計一款節(jié)省能源，集除雪、掃雪于一體的新型除雪設(shè)備，具有 很強(qiáng)的應(yīng)用價值和實際意義。項目立意明確，有廣泛的開發(fā)空間。在大量的現(xiàn)場考察調(diào)研基 礎(chǔ)之上，查閱有關(guān)機(jī)械設(shè)計的相關(guān)資料之后，可以做進(jìn)一步的改進(jìn)，使除雪機(jī)的整體性能趨以項目組現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)和動手實踐能力，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)幫助下，能夠成功完成本 項目。簽名：年 月 日院（系）創(chuàng)新性實驗計劃工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見院系（公章）組長簽名：年 月 日校創(chuàng)新性實驗計劃工作領(lǐng)導(dǎo)小組意見組長簽名：年 月 日