本文關(guān)鍵詞：培養(yǎng)槽清洗機(jī)的研究設(shè)計

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【摘要】：隨著全球現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)向農(nóng)業(yè)的滲透,世界各國都對設(shè)施農(nóng)業(yè)的研究產(chǎn)生濃厚的興趣。培養(yǎng)槽在設(shè)施農(nóng)業(yè)無土栽培中的運(yùn)用也越來越廣泛,但是培養(yǎng)槽的清洗還存在著諸多問題。人工清洗需要花費(fèi)大量的時間、人力、能源,有時還無法清洗干凈。針對這這些問題,本文提出將清洗機(jī)應(yīng)用于培養(yǎng)槽領(lǐng)域,研發(fā)一款節(jié)能實(shí)用的培養(yǎng)槽清洗機(jī)。培養(yǎng)槽的清洗完全不同于碗筷,培養(yǎng)槽大致是長達(dá)2.4m的矩形槽,粘附著的水垢和苔蘚無法通過簡單的沖洗程序清洗干凈,且要同時清洗內(nèi)槽、外表面以及外底面等多個面,這些都增大了培養(yǎng)槽清洗機(jī)的設(shè)計難度。針對這些問題,本文對清洗機(jī)的整體結(jié)構(gòu)、清洗系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、進(jìn)排水系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等五大系統(tǒng)進(jìn)行了全新的設(shè)計。對于整體結(jié)構(gòu),本文建立了Solidworks 2012與ANSYS 13.0的無縫接口,利用ANSYS 13.0 Workbench對清洗機(jī)架進(jìn)行了靜力學(xué)分析和模態(tài)分析。通過對清洗機(jī)架的靜力學(xué)分析來改進(jìn)清洗架,直至剛度滿足要求。對清洗機(jī)架的模態(tài)分析并擴(kuò)展其前面的6階模態(tài)得出：由于同步帶的沖擊頻率為61.67Hz,應(yīng)將清洗機(jī)的工作頻率設(shè)計在36.54Hz～50.66 Hz,或在113.91Hz～171.04Hz之間,才能使工作頻率遠(yuǎn)離清洗機(jī)架的固有頻率,避免清洗裝置的共振。此外,整機(jī)內(nèi)設(shè)有懸掛減震裝置,降低了工作過程中產(chǎn)生的振動和噪音,且所選的材料經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。清洗系統(tǒng)是清洗機(jī)的核心部分,刷子的設(shè)計尤為重要。本文針對培養(yǎng)槽的結(jié)構(gòu)研發(fā)了一款全新的M型刷子,能夠同時清洗培養(yǎng)槽的多個面,自動調(diào)節(jié)洗刷力度,且拆裝方便。清洗架設(shè)有兩排滾筒軌道,不僅便于培養(yǎng)槽的推進(jìn)和取出,而且能起到擦洗培養(yǎng)槽下底面的作用。對于傳動系統(tǒng),文章選用了同步帶直線導(dǎo)軌滑臺,具有傳動準(zhǔn)確、平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn),更重要的是它的成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、噪音小。同步帶的動力源選用步進(jìn)電機(jī),實(shí)現(xiàn)了快速啟動、制動及反轉(zhuǎn),符合清洗機(jī)往復(fù)洗刷的要求。對于進(jìn)排水系統(tǒng),本文設(shè)計了簡易實(shí)用的廢水循環(huán)系統(tǒng)。另外,對扇形噴嘴進(jìn)行了仿真試驗,通過改變出口處的直徑、V形槽的夾角、壓力等參數(shù),研究了噴射角、射流沖擊力對清洗效果的影響。最終得出,最佳的壓力為9MPa,最佳靶距為260厘米等最佳參數(shù),同時也找到了噴射角、射流沖擊力與各個參數(shù)之間的規(guī)律。根據(jù)以上參數(shù),對扇形噴嘴進(jìn)行了改進(jìn),生產(chǎn)出符合本款清洗機(jī)要求的最佳噴嘴。在控制方面,以單片機(jī)為控制核心,以各個部件的作用時間為邏輯順序,實(shí)現(xiàn)了清洗過程的智能化控制。
【關(guān)鍵詞】：培養(yǎng)槽 清洗機(jī) 同步帶直線導(dǎo)軌滑臺 洗刷 扇形噴嘴
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S223
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 本課題的研究目的及意義10
• 1.2 清洗行業(yè)概述10-11
• 1.2.1 清洗行業(yè)簡介10-11
• 1.2.2 清洗行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀11
• 1.3 清洗機(jī)國內(nèi)外現(xiàn)狀研究分析11-12
• 1.4 本課題研究的主要內(nèi)容12-15
• 第2章 培養(yǎng)槽清洗機(jī)的設(shè)計15-32
• 2.1 培養(yǎng)槽清洗機(jī)方案的選擇15-17
• 2.2 清洗機(jī)的工作原理17-18
• 2.3 外箱體材料的比較及選擇18-20
• 2.4 內(nèi)部元件設(shè)計及優(yōu)化20-30
• 2.4.1 刷子的選擇和設(shè)計20-22
• 2.4.2 刷子連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計22-23
• 2.4.3 懸掛減震裝置的設(shè)計23
• 2.4.4 清洗架的設(shè)計23-24
• 2.4.5 同步帶直線導(dǎo)軌滑臺的設(shè)計24-27
• 2.4.6 步進(jìn)電機(jī)的選型27-30
• 2.5 整機(jī)的干涉分析30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 清洗機(jī)架的靜力學(xué)與模態(tài)分析32-41
• 3.1 ANSYS軟件介紹32
• 3.2 培養(yǎng)槽清洗機(jī)的靜力學(xué)分析32-37
• 3.2.1 清洗機(jī)架的靜力學(xué)分析32-35
• 3.2.2 清洗機(jī)架的改進(jìn)方案35-37
• 3.3 培養(yǎng)槽清洗機(jī)的模態(tài)分析37-40
• 3.3.1 模態(tài)分析的簡介37
• 3.3.2 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)37-38
• 3.3.3 清洗機(jī)架的模態(tài)分析38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 進(jìn)排水系統(tǒng)及噴嘴的設(shè)計41-53
• 4.1 扇形噴嘴射流特性的研究41-49
• 4.1.1 試驗裝置42
• 4.1.2 噴射角的研究42-45
• 4.1.3 扇形噴嘴射流沖擊力的試驗研究45-49
• 4.2 自吸泵49-50
• 4.3 廢水過濾50-51
• 4.4 整個系統(tǒng)的工作過程51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第5章 控制系統(tǒng)的設(shè)計53-65
• 5.1 系統(tǒng)的總控制原理53
• 5.2 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動介紹53-56
• 5.2.1 驅(qū)動器53-54
• 5.2.2 步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動技術(shù)54-55
• 5.2.3 驅(qū)動模塊55-56
• 5.3 硬件系統(tǒng)設(shè)計56-61
• 5.3.1 STC12C5A60S2單片機(jī)簡介56-57
• 5.3.2 控制面板57
• 5.3.3 系統(tǒng)硬件電路57-60
• 5.3.4 電源的設(shè)計60-61
• 5.4 軟件系統(tǒng)設(shè)計61-64
• 5.4.1 初始化程序62
• 5.4.2 進(jìn)水子程序62
• 5.4.3 自吸泵供水程序62
• 5.4.4 洗刷程序62-63
• 5.4.5 排水程序63
• 5.4.6 中斷子程序63-64
• 5.5 抗干擾設(shè)計及系統(tǒng)調(diào)式64
• 5.6 本章小結(jié)64-65
• 第6章 清洗機(jī)的性能試驗65-69
• 6.1 清洗機(jī)試制65
• 6.2 清洗機(jī)的性能試驗65-68
• 6.2.1 試驗前期準(zhǔn)備65
• 6.2.2 試驗方法65-66
• 6.2.3 試驗效果分析66-68
• 6.3 清洗機(jī)的效益評價68-69
• 第7章 總結(jié)與展望69-71
• 7.1 總結(jié)69
• 7.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-73
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的論文73-74
• 致謝74

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