温室卷帘机设计与仿真 开题报告

《温室卷帘机设计与仿真》开题报告1课题来源及研究的目的和意义随着城乡人民生活水平的提高，冬季栽培鲜菜、鲜果的温室大棚蓬勃发展，其规模越来越大。而且种植反季节蔬菜瓜果可以获得较大收益，也促使温室大棚得到快速发展。但是，在温室大棚作业中，卷铺草帘是最费时费工的主要作业环节之一，尤其在严寒冬季的凌晨和傍晚，在寒风刺骨的恶劣条件下，农民站在大棚顶上从事着艰苦笨重的草帘卷铺劳动，情况可想而知。对于一个长80米大棚来说，每天都要在早上拉启、傍晚放下，各要用大约40分钟左右。严格的来说，冬天里的阳光和温度是“果蔬大棚”中作物正常生长所依赖的珍贵资源。农民要争分夺秒，辛苦是可想而知的。但这仍然解决不了问题，由于“果蔬大棚”保温帘开启和关闭时间相对集中，引起的劳力不足和耗用时间过长，已经严重制约了“果蔬大棚”的产量效益和发展空间。卷帘机顺应老百姓的需求就出现了，它的出现彻底解决了人工卷铺帘子带来的一系列不便。同时延长了光照时间，增加了光合作用，更重要的是节省劳动时间，减轻了劳动强度。如今，自动卷帘机更是让人们减轻了工作负担，通过传感器对光照强度进行判断，来控制电动机的开启与启动，通过电动机的正反转控制草帘子的卷放。日光温室在深冬生产过程中，每一千平方米温室人工控帘约需1.5小时，而卷帘机只需5分钟左右，太阳落山前，人工放帘需用约1小时左右，由此看来，每天若用卷帘机起放帘子，比人工节约近2小时的时间。同时延长了室内宝贵的光照时间，增加了光合作用时间。另外，使用电动卷帘机对草帘、棉帘保护性好，延长了草帘、棉帘的使用寿命，既降低生产成本，同时因其整体起放，其抗风能力也大大增强。总体上可使农民能比较轻松地用更多的精力提高对蔬菜进行管理，提高品质、扩大规模。因此，开发经济、实用的自动卷帘机是一项很好的研究课题。新疆地广人稀，适合大规模农业机械化生产，国家加大西部地区开发力度，随着这些年的发展，新疆的发展初具规模，新疆的气候有着干燥多风、多沙的特点，加之昼夜温差大，温室大棚技术有了用武之地，卷帘机的出现也成了必然。2课题所涉及的问题在国内外研究的现状及分析国内卷帘机大致可分为将卷帘机分为后置卷绳上拉式、前置卷轴上推式以及侧置卷轴上推式卷帘机。传动机构从最初的皮带轮、钢丝绳发展到链轮传动，现在以齿轮传动和蜗轮蜗杆传动为主，但齿轮传动体积大，缺少自锁性能，蜗轮蜗杆结构紧凑，但承载能力差，使用寿命短。即使液压传动，同样也受到作业环境温度的影响。卷帘机工作环境差，承载扭矩大，所以急需开发更加科学合理的传动机构。在这方面的研究进展主要包括：减速机构的开发、安全保护装置的开发、遥控控制装置的开发、智能型卷帘机的开发、太阳能卷帘机的开发，由于要充分贯彻以人为本的理念，以后的发展将更趋于安全化、人性化、自动化，随着保温被的发展，传统的草帘将逐步被取代。卷帘机自发明以来，在科技的推动下不断进行技术革新，取得了巨大发展，但其安全问题仍十分突出。后置卷绳上拉式卷帘机由于拉绳太多，暴露的危险点覆盖整个温室屋面，全面的安全防护难度比较大;而前置卷轴上推式卷帘机卷帘机主机下方的区域总要留有1m左右的区域不能自动卷帘;侧置卷轴上推式卷帘机输出扭矩不平衡，卷帘机主机另一侧卷帘不到位，靠近主机一侧的卷轴断裂时有发生。3种卷帘机有着本身难以克服的缺点，所以设计更加科学、制造更加可靠的卷帘机仍然有待开发。3课题所涉及的任务要求及实现预期目标可行性分析结合新疆当地的农业发展情况，本课题将主要围绕新疆地区单坡面日光温室展开，卷帘对象为草帘。主要研究卷帘机的传动机制及卷帘过程，通过测量、计算卷帘过程中的草帘受力及变形情况制定更合理的卷帘方案，及确定更适当的传动方式，尽量实现经济、节能、高效的卷帘作业，通过对本课题的熟悉和相关资料的查阅，我对本课题有了一个全面的解，有多数据可供参考。四年的大学学习和以往课程设计的经验，我已具备了机械原理，机械设计等方面的理论知识和实践经验，结合自己掌握的试验及实验设计分析知识，可以在规定时间内完成本次毕业设计。4需要重点的、关键的问题及解决的思路着重研究卷帘过程的受力及传动、电动机的选用、卷帘方式的选择，其中传动装置的确定是十分重要的，它决定装置的安全性能和工作效率。技术路线：作出各种强度、性能参数计算总体设计及仿真试验5完成本课题的工作条件及解决的办法现有的条件是图书馆、互联网海量文献资源可供查阅，学校有温室大棚可供参观研究，院里专业技术过硬的任课老师和指导老师都是请教的对象。初步的解决办法是前期积累前人对本课题的研究对本课题形成一定的认识，然后围绕经济、安全、高效的原则确定设计方案，作出仿真模型。6完成本课题的工作方案及进度计划第1-3周查阅相关文献，撰写开题报告。第4-6周根据要求确定温室卷帘机的设计方案。第7-9周根据工作要求，计算并查阅相关手册，选择和设计各零部件。第10周运用AutoCAD软件，绘制二维零件图和装配图。第11-12周运用三维设计软件完成整机各零部件的三维建模。第13-14周从工艺性能，经济性能，实用性能等方面对产品进行综合评价、校核、修正。第15周完成设计说明书。第16周答辩。7主要参考文献潘文维.罗庆熙.李军.我国温室产业现状及发展建议[J].北京园艺.2002.(3):425.⑵朴义浩.蔬菜大棚卷帘机.中国，97205153.8[P].1997.01.24.生维普•日光温室卷帘机.中国，96219643.6[P].1996.10.15.李金城.棚自走式电动、手动卷帘机.中国，99247270.9[P].1999.11.27.朱纪江.大棚卷帘机用减速箱.中国，2004200533347[P].2005.10.26.胡峰孝.田梅芸.由力.大棚卷帘机的使用效果与发展前景[J].农业机械，2004.(2).38张洪才.安全型大棚卷帘机前景广阔[J].中国农机化导报，2008.12.(4)董春楼.改进的卷帘机:中国，200720027705.8[P].2008.09.03.李金城.液压卷帘机:中国，200720026906.6[P].2008.09.03.朱兴家.卷帘机上的安全保护器:中国，200820218900.3[P].2009.08.19.徐刚毅.董天峰.日光温室保温被发展近况[J].中国蔬菜，1998(5):13—14.杨德信.太阳能卷帘机:中国，200820027173.2[P