基于UG的除雪机器人设计【开题报告】

毕业论文开题报告

机械设计制造及其自动化

基于UG的除雪机器人设计

一、选题的背景和意义

我国幅员辽阔，气候复杂多样，冬季时3/4的国土范围均有降雪。公路积雪结冰对交通有很大的影响，轻则造成交通中断重则引发交通事故，造成严重的经济损失和社会影响。2008年月下旬，南方部分省份遭遇了罕见的雨雪冰冻灾害，由于公路积雪结冰，车辆无法通行，最严重时京珠高速公路上滞留的车辆达上万辆，数万人被困。因此，如何有效地清除路面积雪，保证道路通畅，减少交通事故，形成良好的冬季道路管理模式，已成为道路管理部门的重要工作之一。

目前，我国的公路和城市道路冬季除雪大部分仍沿用人工作业和小型除雪机具相结合的方式，高速公路和一级公路开始使用大型专用除雪机械进行冬季养护，但除雪机械在数量和品种规格上还很少，国内使用的除雪机主要有犁式除雪机、旋切式除雪机和扫滚式除雪机，除冰机主要有振动式、静碾压裂式、柔性链条击打式、铲剁式。旋切式除雪机工作方式分为自行式和悬挂式两种，主要由离心式物料风机、风道、抛雪筒、护板和螺旋形集雪器等部件组成，结构相对比较复杂。工作时，借助主机或专用底盘的动力，驱动风机作高速旋转运动，将集雪器集拢的雪由风道、抛雪筒抛出去，抛出的距离及角度可根据需要自行调整。在清除雪障时，旋切式除雪机具有明显的优势，但是无法清除压实的积雪。铲剁式除冰机由多刃刀组成的工作铲在曲轴的带动下上下运动，对路面冰层进行剁击，该机构采用柔型连接，实现了对路面高低不平的自动补偿。附带的斜铲机构具有收集冰雪的功能。

随着社会经济的不断发展,人们对高速公路服务水平的要求也越来越高。快速有效地清除路面积雪已是高速公路养护管理中的一个重要课题。但是,目前从我省除雪机械数量的配备和机械性能上看,只够半机械化的装备水平,在管理方面仍存在着许多不足之处。在今后的工作中,只有不断地总结经验,及时了解和吸收国外的先进经验和管理方法,引进和开发先进的养护机械设备,完善机械设备,才能真正实现机械化除雪,使我省高速公路的养护管理水平迈上一个新台阶。

二、研究目标与主要内容（含论文提纲）

研制出适应不同的作业环境，小型化、高速化、机电一体化和多功能化并兼顾作业

的安全性与舒适性的多功能除雪除冰机器人。同时采用遥控技术，减少人力除雪（冰），实现除雪（冰）自动化，这样既可以大大降低劳动强度，又可以提高国内城市建设的机械化水平。如遇到持续厚雪和冰冻天气，可以将损失降到最低，减少人员伤亡。

论文提纲：1引言

1.1研究背景

1.2产品发展现状

1.3设计特点及产品应用价值

2 UG产品设计概述

2.1 UG设计造型的特点

2.2 UG产品设计的一般过程

3产品结构设计

3.1结构及工作原理

3.1.1工作原理

3.2重要部件

3.2.1螺旋除雪机构

3.2.2滚轮式除冰机构

3.2.3 圆盘刷

3.3小结

4传动及电气控制部件的设计及选择

4.1电气设备的选择

4.1.1螺旋除雪减速电机的选择

4.1.2滚轮破冰减速电机的选择

4.1.3圆盘刷清扫减速电机的选择

4.1.4行走减速电机的选择

4.2传动系统设计

4.3主要零部件校核

4.3.1螺旋除雪机构轴的校核

4.3.2行走车轮部分轴的校核

4.3.3螺旋机构轴承的校核

4.3.4行走机构轴承的校核

5 基于UG的除雪机器人设计

5.1建模

5.1.1螺旋除雪机构

5.1.2滚轮式除冰机构

5.1.3圆盘刷

5.2虚拟装配总图

5.3 CAD工程图的生成

6 除雪机器人实物制作

7 应用前景

参考文献

致谢

三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等

首先我们会对近几年南方冬季下雪情况进行调查分析，包括南方各地区近年雪灾发生率和道路积雪程度，以及对市场上现有的除雪设备进行调查分析，根据所得到的信息和资料对我们的机器人进行设计和研究，包括去市场上买材料，对该产品进行技术分析及产品完整的CAD图和说明书，最后制作该产品，待产品成功研发之后，我们将会进行试验，并在试验中进一步的完善该产品

四、参考文献

[1]郝伟，党进谦，连星耀.公路除雪技术现状及思考.交通标准

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[4]李岩松，朴东梅，贾晓勇.高速公路除雪工作探讨.交通标准

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[5]黄钟岳，陈光，王晓放，谢蓉，冯刚，宋甲宗.热力机械复合除雪除冰方法研究.

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[9]齐宝森，李莉，房强汉.机械工程材料，哈尔滨工业大学出版社，2005.

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[11]Serope kalpakjian, Steven R.Schmid .Manufacturing Engineering and

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[12] J. Chiba, T. Takeda, Automatic control in construction machines, Journal of SICE

21 8 1982 40–46.

五、研究的整体方案与工作进度安排（内容、步骤、时间）

（1）查阅资料:1、阅读有关的理论书籍2、调查研究，收集有关的论据3、查阅有关的文献资料。2010年12月；

（2）制定初步方案：1、确定研究目标2、拟定提纲。2011年1月初；

（3）进行论题的深入研究：1、利用机械设计软件进行初步设计2、完成论文初稿3、修改定稿。2011年1月中旬-2011年3月初；

（4）整理研究对象的技术文件，出CAD图。2011年3月中旬—2011年4月；

（5）整理材料准备答辩。2011年4月中旬；

六、研究的主要特点及创新点

多功能除雪机器人适用于小区及庭院式小型场所积雪、结冰处理，创新点在于以下六个方面。

１、将旋切式与铲剁式相结合，旋切机构在前，铲剁机构在后，先处理松散积雪，再处理压实的积雪或冰层，同时尾部装有两个圆盘刷，充分接触地面，可对残留积雪和冰渣进行二次清扫。

2、旋切机构设计成上下浮动式，遇到坡度和高低不平的路面可自行调节，保证清扫顺畅。

3、本车的四只车轮各采用两只抓地力极强的尖齿链轮组合而成，在雪地或冰面上能有效地抓地，防止车子出现打滑现象。

4、该机采用遥控式，且操作简单，减少人力除雪，实现除雪自动化大大降低劳动强度。

5、该机结构紧凑，维修方便，能耗低，占地面积小，操作方便，使用起来不受场地限制，可以随意移动。

6、多功能除雪机器人可根据小区规模，道路宽度等条件改进其结构设计，可组织系列化生产，具有较高的普及推广可行性。相信产业化后，推向市场必将产生良好的社