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理工科類 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 論文(設(shè)計)題目 溫室大棚自動除雪機器人 設(shè)計 作者所在系別 機電工程學院 作者所在專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 作者所在班級 B13113 作 者 姓 名 李明 作 者 學 號 20134011327 指導教師姓名 陳明 指導教師職稱 教授 完 成 時 間 2017 年 3 月 北華航天工業(yè)學院教務(wù)處制 說 明 1．根據(jù)學校《畢業(yè)設(shè)計(論文)工作暫行規(guī)定》，學生必須撰寫《畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告》。開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。 2．開題報告應(yīng)在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)教研室論證審查后生效。開題報告不合格者需重做。 3．畢業(yè)設(shè)計開題報告各項內(nèi)容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．開題報告中除最后一頁外均由學生填寫，填寫各欄目時可根據(jù)內(nèi)容另加附頁。 5．閱讀的主要參考文獻應(yīng)在10篇以上（土建類專業(yè)文獻篇數(shù)可酌減），其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。 6．參考文獻的書寫應(yīng)遵循畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫規(guī)范要求。 7．開題報告應(yīng)與文獻綜述、一篇外文譯文和外文原文復印件同時提交，文獻綜述的撰寫格式按畢業(yè)設(shè)計（論文）撰寫規(guī)范的要求，字數(shù)在2000字左右。 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 學生姓名 李明 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 B13113 指導教師姓名 陳明 職 稱 教授 工作單位 機電工程學院 課題來源 教師自擬課題 課題性質(zhì) 應(yīng)用設(shè)計 課題名稱 溫室大棚自動除雪機器人設(shè)計 本設(shè)計的科學依據(jù) （科學意義和應(yīng)用前景，國內(nèi)外研究概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢等） 科學意義： 隨著國內(nèi)經(jīng)濟飛速發(fā)展，農(nóng)村發(fā)展進程加快，溫室大棚越來越多。但是到了冬天，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，棚頂多半呈現(xiàn)圓弧形，且硬度不足。目前，我國大多數(shù)棚頂清洗工作還是由人力完成，工人的環(huán)境惡劣，且有一定的危險性，工作效率低，成本高，耗時長，隨著機器人技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展以及人們自我保護意識的增強，人們迫切希望能用機器人代替人進行這些高空極危險的作業(yè)，從而把人類從惡劣的環(huán)境和繁重的勞動中解脫出來。該課題致力于用自動化方式代替目前國內(nèi)外普遍采用的人工方式，解決目前棚頂清潔作業(yè)存在的效率低、安全性差、任務(wù)繁重和條件惡劣的問題。 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢： 在國內(nèi)目前這種機器雖然有但是打掃起來的效果并不是很好，雖然會減輕工人體力的消耗，但是會大大增加打掃的時間，簡單點的說就是不實用。現(xiàn)在的掃雪器應(yīng)用的只是一些簡單的機械，缺少很多工藝，所以在效果上面顯得很不好。未來掃雪機器人的發(fā)展會趨向簡便化，易操作，實用，掃雪速度快等;來掃雪機器人會大大減少下雪給工人帶來的負擔，從而大大減少工人的掃雪時間和減輕工人體力的消耗;全自動掃雪機器人的造價并不是很高，其主要材料都比較常見，所以可以大規(guī)模生產(chǎn)，投放市場。全自動掃雪機器人在一些方面還不能達到完全的獨立自主，一些操作還需要依賴人。未來全自動掃雪機器人的發(fā)展趨勢將實現(xiàn)真正的全自動，不需要人的參與，工作的效率，損耗的能量也會大大降低。 設(shè)計內(nèi)容和預(yù)期成果 （具體設(shè)計內(nèi)容和重點解決的技術(shù)問題、預(yù)期成果和提供的形式） 具體設(shè)計內(nèi)容和重點解決的技術(shù)問題： 1.總體方案的提出、比較與確定 2.除雪裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計 3.關(guān)鍵部件的設(shè)計及其選擇 （1）吹雪機的設(shè)計。 （2）減速器的選定和聯(lián)結(jié)。 （3）凸輪機構(gòu)的設(shè)計。 4.設(shè)備的使用與維護 預(yù)期成果： 1.移動機構(gòu)要小型、高效，使機器人可以在棚頂上移動。并可靈活、自如調(diào)節(jié)行走的速度和方向。 2.設(shè)計安全有效的清洗機構(gòu)，識別清洗質(zhì)量，達到令人滿意的清洗效果。邊緣識別機構(gòu)：要能實現(xiàn)左右，上下邊緣識別。 3.盡量選取輕型材料，使整機盡量輕便。 提供的形式： 1.查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻，完成畢業(yè)設(shè)計的開題報告。 2.確定溫室大棚自動除雪機器人總體方案，進行相關(guān)部件的選型與計算。 3.生成裝配圖1份，部裝圖及主要零件圖若干，圖量總計0號圖紙不少于2張。 4.撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 擬采取設(shè)計方法和技術(shù)支持 （設(shè)計方案、技術(shù)要求、實驗方法和步驟、可能遇到的問題和解決辦法等） 擬采取設(shè)計方法： 本課題擬設(shè)計一種能夠自主完成溫室大棚掃雪任務(wù)的全自動掃雪機器人，本裝置由機架，移動小車，吹雪機，凸輪轉(zhuǎn)子機構(gòu)等幾個部分組成。通過移動小車來達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)子機構(gòu)完成吹風口仰角的變動，以確保溫室大棚弧面各角度積雪都能夠被吹到，最終由吹雪機完成吹雪任務(wù)。本裝置將凸輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與吹雪機整合為一體，從而使結(jié)構(gòu)緊湊，使其高效，快速，準確的清除大棚積雪，實現(xiàn)復雜的除雪任務(wù)。 技術(shù)要求： 1.通過去圖書館查閱資料和網(wǎng)上查找一些相關(guān)知識來了解一些掃雪器構(gòu)造，完成掃雪器外部結(jié)構(gòu)的計算。 2.通過對以前掃雪器的觀察和分析，了解一些掃雪器的內(nèi)部構(gòu)造及掃雪器的運行模式。 3.通過向老師咨詢和交流，解決一些原理上和結(jié)構(gòu)上的一些難題。 4.通過上網(wǎng)搜索一些關(guān)于機器人的知識，解決全自動掃雪機器人控制上的難題。 實現(xiàn)本項目預(yù)期目標和已具備的條件 （包括過去學習、研究工作基礎(chǔ)，現(xiàn)有主要儀器設(shè)備、設(shè)計環(huán)境及協(xié)作條件等） 預(yù)期目標： 1．完成除雪裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計。 2．關(guān)鍵部件的設(shè)計及其部件選擇。 3. 選擇合適的電動機提供動力。 已具備條件： 1．通過大學期間的學習，對機械設(shè)計方面的知識有了一定的儲備，學習過《工程圖學》、《機械原理》、《機械設(shè)計》等課程，多次的課程設(shè)計也讓我們具有了一定的設(shè)計經(jīng)驗。 2．掌握solidworks，CAD等三維設(shè)計軟件的使用方法。 3．在圖書館及網(wǎng)上查閱的相關(guān)文獻。 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進度 (以周為單位) 第1-2周 查閱資料和閱讀參考文獻，了解國內(nèi)外溫室大棚自動除雪機器人的發(fā)展狀況，了解機器人的組成原理。同時完成開題報告。 第3-4周 確定研究除雪機器人的組成機構(gòu)，對模型進行總體方案確定。 第5-12周 除雪機器人結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵部位的設(shè)計及其部件選擇。 第13-14周 撰寫畢業(yè)論文 第15周 準備答辯。 開 題 報 告 審 定 紀 要 時 間 地點 主持人 參 會 教 師 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導 教 師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見 教研室主任簽名： 年 月 日