全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组2010设计说明书设计.DOC

第四届全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组（2010）《设计说明书》 PAGE \* MERGEFORMAT 8 中国地质大学（武汉）参赛作品 第四届全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组 第四届全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组 设 计 说 明 书 参赛学校：中国地质大学（武汉） 参赛学校：中国地质大学（武汉） 设计者：张步阳 王进 赵海波 毕鹏江 方程 指导老师： 童志伟 曾小慧 目 录 HYPERLINK \l _Toc180082073 第一章 设计背景 2 HYPERLINK \l _Toc180082077 第二章 创新构思 3 HYPERLINK \l _Toc180082082 第三章 创新设计的功能指标 4 HYPERLINK \l _Toc180082089 第四章 创新设计的工作原理及运动分析 4 HYPERLINK \l _Toc180082090 （一）运动模块 4 （ HYPERLINK \l _Toc180082091 二）取沙模块 4 （ HYPERLINK \l _Toc180082092 三）取袋模块 4 （ HYPERLINK \l _Toc180082093 四）自动开口模块 6 （ HYPERLINK \l _Toc180082092 五）自动装沙模块 8 （ HYPERLINK \l _Toc180082093 六）自动封口模块 9 （ HYPERLINK \l _Toc180082093 七）自动卸袋模块 10 HYPERLINK \l _Toc180082094 第五章 实用化的可能性 11 HYPERLINK \l _Toc180082100 第六章 创新设计与相近产品的异同与创新之处 11 HYPERLINK \l _Toc180082101 第七章 应用前景展望 11 HYPERLINK \l _Toc180082103 参考文献 12 附页（作品照片） HYPERLINK \l _Toc180082103 13 一．设计背景 自古以来，洪涝灾害一直是困扰人类社会发展的自然灾害。据统计，我国有洪泛区近100万平方公里，全国60%以上的工农业产值，40%的人口，35%的耕地，600多座城市，主要铁路、公路、油田以及许多工矿企业受到洪水灾害的威胁。 但是，从洪涝灾害的发生机制来看，洪涝具有明显的季节季节性、区域性和可重复性，它仍具有可防御性。当前政府在各地设立防汛部门，并修筑了很多水库，堤坝，一般情况下可以防止洪涝灾害的发生。但当遇到特殊情况，如台风，特大暴雨或防汛工程年久失修等的情况下，堤坝也会出现问题，不足以抵挡洪涝的入侵。遇到险情时，防汛部门一般会采用沙袋加固堤坝的方法。见图1.1 另外我国幅员辽阔地震、泥石流等地质灾害频发，地震过后房屋被毁公路路面断裂，而泥石流可直接埋没车站，铁路、公路，摧毁路基、桥涵等设施，致使交通中断。为了尽快打通救援通道，救援人员经常采取在摧毁的道路上铺沙袋的方法修复摧毁路基。见图1.2 无论是抗洪固堤还是铺路，装沙的快慢直接影响着灾区人民的生命和财产安全。而到目前为止装沙过程绝大多数采用两人配合，一人装沙一人撑袋的方式，耗费人力较多，且速度慢，效率低下，见图1.3。在救援机械中已经出现了少数装沙机械，但仍需要很多人力，不能实现自动化，效果仍然不够显著，见图1.4。 图1.1抗洪中需要大量沙袋 图1.2泥石流摧毁道路和桥梁，战士们用沙袋铺路 图1.3 传统的装沙方式 图1.4现有装沙机械仍需大量人力 二、创新构思 1.本全自动灌沙机可实现连续取沙，对沙袋的自动提取，自动开口，自动装沙，自动封口，自动卸袋。框图如图2.1所示 2.当沙袋机由于断电突然停机时，各机构将停在断电时的位置，为了能使通电时机器工作，需设置初始化程序使机器各机构位置复位。 图2.1 装沙流程图 根据以上设计思路，本全自动灌沙机由运动模块，取沙模块，取袋模块，自动开口模块，自动装沙模块，自动封口模块和自动卸袋模块组成，整体照片如图2.2所示。 图2.2 全自动灌沙机整体照片 三、创新设计的功能指标 接口板输入电压9V，输入电流 1.5A 接口板的空载电流消耗为50毫安 9个9V直流马达（向前，向后，停止，八级调速），连续运行电流250毫安，带短路保护 四、创新设计的工作原理及运动分析 （一）运动模块 该模块由一个减速比为50：1的电机驱动用于实现装沙机移动。 （二）取沙模块 该模块由一个小电机驱动，经齿轮传动从而带动传送带上下移动，再经链条传动，从而使取沙机旋转“挖沙”。机构运动简图如图4.21所示，该模块照片如图4.22所示。 图4.21取沙模块机构运动简图 取沙机 2.齿轮