基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥噴頭移動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】
基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥噴頭移動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,基于,機(jī)器,視覺,精準(zhǔn),施藥,噴頭,移動,挪動,機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì),cad,圖紙,說明書,仿單
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書
設(shè)計(jì)
課題名稱
基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥平臺噴藥機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
院（系）
工學(xué)院
專 業(yè)
指導(dǎo)教師
職 稱
講師
學(xué) 歷
畢業(yè)設(shè)計(jì)要求：
1. 設(shè)計(jì)要獨(dú)立完成，不得抄襲。
2. 設(shè)計(jì)要具有一定的實(shí)用性。
3. 查閱相關(guān)的文獻(xiàn)、資料，通過查閱文獻(xiàn)、資料擴(kuò)充知識面。
4. 較好地掌握機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)和農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)課程知識，熟練使用AutoCAD軟件制圖
5. 設(shè)計(jì)說明書和圖紙符合國標(biāo)規(guī)定及工學(xué)院的畢業(yè)設(shè)計(jì)要求。
6. 完成一份4000字以上的設(shè)計(jì)說明書和共計(jì)1.5張的A0圖紙。
畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)：
1. 根據(jù)課題設(shè)計(jì)要求選擇噴頭移動方案。
2. 設(shè)計(jì)相應(yīng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)并選型，用同步帶及帶輪來控制噴頭的左右移動。
3. 此移動裝置比較小，應(yīng)能符合車載施藥器械的要求。
4. 用AutoCAD繪制機(jī)構(gòu)圖、總裝圖等。
5. 完成設(shè)計(jì)說明書。
畢業(yè)設(shè)計(jì)工作計(jì)劃：
一、2009年1月——3月：課題準(zhǔn)備階段，了解課題的內(nèi)容，初步定出設(shè)計(jì)方案；
二、2009年3月1日——3月15日：熟悉AutoCAD繪圖及機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等知識；
三、2009年3月15日——4月1日：基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及選型；
四、2009年4月1日——4月15日：基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥噴頭移動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及選型；
五、2009年4月15日——5月1日：繪制AutoCAD圖形及PRO/E圖形
六、2009年5月1日——5月15日：撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，并上交至指導(dǎo)教師。
接受任務(wù)日期 年 月 日 要求完成日期 年 月 日
學(xué) 生 簽 名 年 月 日
指導(dǎo)教師簽名 年 月 日
院長（主任）簽名 年 月 日
本本科科生生畢畢業(yè)業(yè)論論文文（設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)）成成績績呈呈報(bào)報(bào)表表學(xué)院：(簽章）年 月 日序 號專業(yè)班級學(xué) 號姓 名性 別畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目成 績指導(dǎo)教師工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文指導(dǎo)老師評分表
（畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文指導(dǎo)老師專用）
答辯學(xué)生姓名 ： 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班級：
課題名稱： 基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥移動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
（僅供畢業(yè)生指導(dǎo)老師對學(xué)生工作作風(fēng)評分使用）
評價(jià)項(xiàng)目
分值
評 分 等 級
得分
備
注
優(yōu)秀
良好
中等
及格
不及格
國內(nèi)外文獻(xiàn)查閱
5
5
4
3.5
3
3以下
畢業(yè)設(shè)計(jì)作風(fēng)
5
5
4
3.5
3
3以下
工作完成情況
10
10
8
7
6
5以下
得分__________ 等級__________ 指導(dǎo)老師簽名__________
備注：以上表格由指導(dǎo)老師填寫所指導(dǎo)學(xué)生的得分和等級，并在答辯前一天交到答辯專業(yè)組長處，答辯專業(yè)組長處統(tǒng)一編號。
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題申報(bào)表
論文（設(shè)計(jì)）課題名稱
基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
申報(bào)教師姓名
系
職稱
專業(yè)
學(xué)歷
聯(lián)系手機(jī)/電話
饒洪輝
農(nóng)機(jī)
講師
農(nóng)業(yè)機(jī)械化
博士
對選本課題學(xué)生的要求
選報(bào)人數(shù)要求
選報(bào)專業(yè)要求
限報(bào)要求
其它要求
2
農(nóng)機(jī)、機(jī)制
無
無
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）要求：
較好地掌握機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)和農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)課程知識，熟練使用AutoCAD軟件制圖。
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）內(nèi)容：
根據(jù)課題設(shè)計(jì)要求選擇施藥方案，設(shè)計(jì)相應(yīng)施藥機(jī)構(gòu)并選型，用電磁閥來控制噴頭的開閉。此施藥裝置比較小，應(yīng)能符合車載施藥器械的要求，用AutoCAD繪制機(jī)構(gòu)圖。
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作步驟：
一、課題準(zhǔn)備階段，了解課題的內(nèi)容，初步定出解決方案；
二、熟悉AutoCAD繪圖及機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等知識；
三、基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及選型；
四、基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥控制機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及選型；
五、撰寫畢業(yè)論文。
審核情況：
分管院長：
年 月 日
1
畢業(yè)設(shè)計(jì),課題名稱：基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥移動機(jī)構(gòu) 專 業(yè),目錄,緒論 設(shè)計(jì)原理說明 設(shè)計(jì)零部件簡介 總結(jié),緒 論,傳統(tǒng)防治病蟲害的方法 目前，國內(nèi)農(nóng)民對作物施藥的方法及效果 國家“十一五”規(guī)劃的要求 本設(shè)計(jì)的目的,設(shè)計(jì)總裝圖,1、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動 2、同步帶帶動 3、噴頭固定在同步帶上 4、同步帶下面安裝張緊輪,步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動,一、易于起動、停止 二、正反轉(zhuǎn)、速度響應(yīng)好 三、步距角可選范圍大,步進(jìn)電機(jī)的選擇,同步帶特點(diǎn),1、傳動準(zhǔn)確，工作無滑動，恒定傳動比 2、傳動平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力 3、傳動效率高，最高可0.98 4、維護(hù)保養(yǎng)方便,傳動軸1,傳動軸2,聯(lián)軸器,同步帶,同步帶的主要參數(shù),根據(jù)GB/T18150-2000,帶 輪,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算,總結(jié),通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，自己對步進(jìn)電機(jī)及同步帶有了新的認(rèn)識，對軸的設(shè)計(jì)有了更深的理解。同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了以前學(xué)習(xí)中存在的許多不足。由于能力有限，設(shè)計(jì)中難免存在許多不足，許多地方還有待完善 請各位評委老師批評指正,謝 謝,祝各位評委老師： 端午節(jié)快樂！ 工作順利、身體健康工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文答辯評分表
（答辯老師專用）
答辯學(xué)生姓名： 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班級：課題名稱：基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥移動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
評價(jià)項(xiàng)目
分值
評 分 等 級
得
分
備
注
優(yōu)秀
良好
中等
及格
不及格
答辯效果
10
10
8
7
6
5以下
創(chuàng)新程度
10
10
8
7
6
5以下
技術(shù)路線
10
10
8
7
6
5以下
技術(shù)難度
20
20
16
14
12
11以下
工 作 量
30
30
24
21
18
17以下
得分__________ 等級__________ 評分老師簽名__________
答辯情況的評分標(biāo)準(zhǔn)（供參考）（百分制）
（1）90～100分：獨(dú)立、全面地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)、質(zhì)量優(yōu)良，答辯時(shí)回答問題正確，反映出有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，工作態(tài)度端正，有創(chuàng)新或新見解。
（2）80～89分：獨(dú)立、全面地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，質(zhì)量較好，回答問題較正確，工作態(tài)度端正。但設(shè)計(jì)中有些小的缺點(diǎn)。
（3）70～79分：設(shè)計(jì)內(nèi)容基本符合任務(wù)要求，論述和設(shè)計(jì)較好，計(jì)算無大錯(cuò)誤，工藝文件 及圖紙較好，回答問題無大的錯(cuò)誤，工作態(tài)度一般。
（4）60～69分：設(shè)計(jì)內(nèi)容基本符合任務(wù)要求，論述和設(shè)計(jì)基本正確，計(jì)算大錯(cuò)誤不多，工藝文件及圖紙基本符合要求，回答問題大錯(cuò)誤不多，工作態(tài)度一般。
（5）60分以下：有四分之一時(shí)間未參加設(shè)計(jì)工作，或草率從事，大部分內(nèi)容不符合任務(wù)要求，有較大原則性錯(cuò)誤并且回答問題有較多概念性錯(cuò)誤；工作態(tài)度差或有抄襲現(xiàn)象。
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))評審意見表
學(xué)院:
姓 名
學(xué) 號
專業(yè)
班級
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
指導(dǎo)老師
單 位
職 稱
講師
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師： (簽字)
年 月 日
教研室評審意見：
教研組長： (簽字)
年 月 日
學(xué)院評審意見：
院(系)領(lǐng)導(dǎo)： (簽字)
年 月 日
對論文評定意見包括成績評定（按優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五級記分）和評語。
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評語參考
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評語(指導(dǎo)教師)
1．優(yōu)秀：該生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題墊片落料沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,設(shè)計(jì)方案正確可行。設(shè)計(jì)中查找運(yùn)用了相關(guān)技術(shù)資料，進(jìn)行了有關(guān)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果正確。進(jìn)行了落料沖孔復(fù)合?？傮w設(shè)計(jì)及主要零件的設(shè)計(jì)，繪制了落料沖孔復(fù)合模裝配圖及主要零件圖紙，圖紙質(zhì)量優(yōu)秀。設(shè)計(jì)說明書書寫規(guī)范，表達(dá)清楚，表現(xiàn)出很強(qiáng)的從事設(shè)計(jì)工作的能力。
2．良好：該生畢業(yè)設(shè)計(jì)課題墊片落料沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,設(shè)計(jì)方案正確，設(shè)計(jì)中查找運(yùn)用了相關(guān)技術(shù)資料，進(jìn)行了有關(guān)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果正確。進(jìn)行了落料沖孔復(fù)合?？傮w設(shè)計(jì)及主要零件的設(shè)計(jì)，繪制了落料沖孔復(fù)合模裝配圖及主要零件圖紙，圖紙質(zhì)量良好。設(shè)計(jì)說明書書寫規(guī)范，表達(dá)清楚，表現(xiàn)出一定的從事設(shè)計(jì)工作的能力。
3．中等：該生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題墊片落料沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,設(shè)計(jì)方案正確，設(shè)計(jì)中查找了相關(guān)技術(shù)資料，進(jìn)行了有關(guān)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果正確。進(jìn)行了落料沖孔復(fù)合?？傮w設(shè)計(jì)及主要零件的設(shè)計(jì)，繪制了落料沖孔復(fù)合模裝配圖及主要零件圖紙，圖紙質(zhì)量較好。設(shè)計(jì)說明書書寫較規(guī)范，表達(dá)較清楚，表現(xiàn)出可從事設(shè)計(jì)工作的能力。
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評語(答辯教師)
1．優(yōu)秀：按期圓滿完成了畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書規(guī)定的任務(wù)，并在某些方面有獨(dú)特的見解與創(chuàng)新。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）立論正確，內(nèi)容完整，計(jì)算與分析論證可靠、嚴(yán)密，結(jié)論合理。文字條理清楚，說明書、圖紙符合規(guī)范，質(zhì)量高。完成的＿＿＿＿論文（設(shè)計(jì)）達(dá)到甚至優(yōu)于規(guī)定的性能指標(biāo)，且文檔齊全、規(guī)范，獨(dú)立工作能力強(qiáng)。答辯時(shí)概念清楚，回答問題正確。
2．良好：能圓滿完成了畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書規(guī)定的任務(wù)，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）立論正確，內(nèi)容完整，計(jì)算與分析論證基本正確，結(jié)論合理。文字條理清楚，書寫工整，說明書、圖紙符合規(guī)范，質(zhì)量較高。完成的＿＿＿＿論文（設(shè)計(jì)）基本達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)，且文檔齊全、規(guī)范，獨(dú)立工作能力較強(qiáng)。答辯時(shí)概念較清楚，回答問題正確。
3．中等：能完成了畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書規(guī)定的任務(wù)，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）內(nèi)容基本完整，計(jì)算與分析無原則性錯(cuò)誤，結(jié)論基本合理。說明書較規(guī)范、圖紙量一般。完成的＿＿＿＿論文（設(shè)計(jì)）尚能達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)，文檔基本齊全，基本符合規(guī)范，工作能力一般。答辯時(shí)能回答所提出問題，且基本正確。
4．及格：基本完成了畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書規(guī)定的任務(wù)，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量一般，只有個(gè)別非原則性錯(cuò)誤，說明書、圖紙尚完整，完成的＿＿＿＿設(shè)計(jì)性能一般。答辯時(shí)講述大致清楚，回答問題存在不確切之處。
基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥噴頭移動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
學(xué)校代碼：
序 號：
本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)
題目： 基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥噴頭移動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
學(xué) 院：
姓 名：
學(xué) 號：
專 業(yè)：
班 級：
指導(dǎo)教師：
- * 15
摘 要
在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中的植保領(lǐng)域，化學(xué)除草劑的使用方式普遍為粗放式的大面積噴灑，一方面容易造成人身傷害，另一方面因?yàn)閲娝帟r(shí)不是精確對準(zhǔn)目標(biāo)物，往往也噴在了無目標(biāo)的土壤上。由于雜草在田間的分布是隨機(jī)的，不均勻的，而且具有簇生性。正是這種雜草分布的不連續(xù)性，為精確施藥技術(shù)的可行性提供了依據(jù)。本設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)利用步進(jìn)電機(jī)易于啟動、停止，正反轉(zhuǎn)及速度響應(yīng)性好，同步帶的傳遞平穩(wěn)、準(zhǔn)確，傳遞效率高等優(yōu)點(diǎn)，通過他們作為機(jī)構(gòu)的主要部件，帶動施藥噴頭左右移動，從而達(dá)到對不規(guī)則生長的農(nóng)作物進(jìn)行精準(zhǔn)施藥的目的。本文的主要研究內(nèi)容如下:
1、移動機(jī)構(gòu)的分析
2、電機(jī)、聯(lián)軸器、軸的選用
3、同步帶控制系統(tǒng)
關(guān)鍵詞：精準(zhǔn)施藥，同步帶，噴頭，移動機(jī)構(gòu)
Abstract
Roughs Praying technology in traditional the usage method of chemistry herbicide is wide-spread to spray，spraying isn’t to aim at a target thing accurately，but usually spraying at the soil without weed，so plenty of herbicide is wasted，resulting in not only the Human body hurt easily，but also the ecosystem environment crisis and increasing agricultural chemicals residue. Because the distributing of weed in the field is random and asymmetry .The discontinuity of weed distributing Provide a basis for the Precise -spraying. This design using the step-motor easy to start, stop, positive and negative and response of the synchronous belt transmission, smooth, accurate, higher efficiency through them as a major part of the organization, spraying nozzles, and move on to grow crops irregular precision of pesticide.The contents of the study could briefly summarized as follows :
1、 The analysis of the move machine;
2、 The external motor、the coupling、the axle to choose;
3、 The system of the synchronous control
Key words: Precise spraying，synchronous belt，spraying nozzles，the mobile mechanism.
目 錄
摘 要 Ⅰ
Abstract Ⅰ
第一章 緒 論 1
第二章 基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥噴頭移動機(jī)構(gòu)原理說明 2
第三章 精準(zhǔn)施藥噴頭移動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3
3.1 步進(jìn)電機(jī)的選型 3
3.2 電機(jī)驅(qū)動器的選型 3
3.3 傳動軸的選型 4
3.4 聯(lián)軸器的選型 6
3.5 軸承的選型 7
3.6 同步帶和帶輪的選型 8
3.7 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的計(jì)算 11
第四章 總 結(jié) 12
參 考 文 獻(xiàn) 13
致 謝 14
第一章 緒 論
長期以來，人們賴以生存的食物靠栽種植物和飼養(yǎng)動物等方法來提供，然而在栽種植物過程中，不可避免地要遇到防治病蟲害的問題。對農(nóng)田作物病蟲害防治一般來說有三種方法，一是利用自然天敵，自然界很多作物害蟲都有其天敵，合理地利用它的自然天敵可以有效地防止作物病蟲害的發(fā)生和蔓延，而且也減少了農(nóng)藥的使用;二是人工清除，用手或借助一些簡單機(jī)械設(shè)備來防治;三是用化學(xué)防治的方法，通過噴灑農(nóng)藥來消滅害蟲和細(xì)菌等。隨著時(shí)代的發(fā)展，人工防治的方法已逐漸被淘汰，化學(xué)防治成為目前控制病蟲危害的主要手段，而防治效果的好壞，噴施技術(shù)十分重要。
目前，我國噴施農(nóng)藥的方法是普遍采用植保機(jī)械，80%左右的國產(chǎn)植保機(jī)械仍處于發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)50-60年代的水平，尤其是各種手動噴霧器存在嚴(yán)重的“跑、冒、漏、滴”現(xiàn)象，故障率高，性能落后，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到科學(xué)使用農(nóng)藥的要求。一方面對人身傷害很大，遇到惡劣天氣人在作業(yè)時(shí)甚至容易中毒。另一方面噴藥時(shí)也不是精確對準(zhǔn)農(nóng)作物，往往也噴在土壤上，不僅浪費(fèi)了農(nóng)藥，增加了作物的農(nóng)藥殘留量，而且噴在土壤中的農(nóng)藥易造成土壤酸化和地下水污染。隨著農(nóng)藥的大量使用，其殘留在農(nóng)作物和土壤中的農(nóng)藥對人身和環(huán)境的危害也與日俱增，這跟現(xiàn)代農(nóng)業(yè)要求精準(zhǔn)高效、綠色環(huán)保的要求是背道而馳的。因此，有必要研制一種基于機(jī)器視覺的高效可行的噴藥裝置，讓機(jī)器代替人在田間作業(yè)的同時(shí)能比較精準(zhǔn)地對準(zhǔn)農(nóng)作物噴藥，以降低人的勞動強(qiáng)度，提高藥效和保護(hù)農(nóng)田環(huán)境。
同時(shí)，國家“十一五”規(guī)劃中己將研究高效低污染的噴藥技術(shù)和植保裝備技術(shù)作為重大攻關(guān)項(xiàng)目，而且國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展綱要也已把農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)作業(yè)和信息化列為重大課題。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展壯大和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從機(jī)械化、自動化逐步向智能化方向發(fā)展的趨勢下，智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械必將成為未來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要裝備。
為了減少成本和保護(hù)環(huán)境，人們開展了除草劑的精確噴藥技術(shù)的研究，希望替代傳統(tǒng)的大面積噴藥技術(shù)，以降低人的勞動強(qiáng)度，提高藥效和保護(hù)農(nóng)田環(huán)境。本設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)就是基于這一背景下著手準(zhǔn)備的，研究基于機(jī)器視覺的作物精準(zhǔn)施藥機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅對農(nóng)田作物噴藥自動化具有十分重要的意義，而且也是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的重要組成部分和實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中變量技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)。
第二章 基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥噴頭移動機(jī)構(gòu)原理說明
設(shè)計(jì)任務(wù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)能帶動噴頭左右移動的移動機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)要求移動平穩(wěn)而精確，這很大程度的限制了我們對零部件的選用。在老師及同學(xué)的指導(dǎo)和幫助下，經(jīng)過反復(fù)求證，我們最終制定了“通過步進(jìn)電機(jī)帶動同步帶左右移動”的方案，理由有兩點(diǎn)：一、步進(jìn)電機(jī)的位移與輸入脈沖信號數(shù)相對應(yīng)，可以組成結(jié)構(gòu)具有一定精度的開環(huán)控制系統(tǒng)，也可在更高精度的組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，且易于起動，停止，正反轉(zhuǎn)及速度響應(yīng)性好。另外，步進(jìn)電動機(jī)的步距角可在大范圍內(nèi)選擇；二、同步帶傳動具有以下特點(diǎn)：（1）傳動準(zhǔn)確，工作時(shí)無滑動，具有恒定的傳動比；（2）傳動平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力，噪聲低，傳動效率達(dá) 0.98，速比范圍可達(dá)1:10，允許線速可達(dá)50m/s；（3）傳動效率高，可達(dá)0.98，節(jié)能效果明顯；（4）維護(hù)保養(yǎng)方便，不需潤滑，維護(hù)費(fèi)用低。這兩個(gè)主部件的特點(diǎn)促使了我們制定了這套方案。下面，我將對這套方案的原理進(jìn)行簡要的說明。
步進(jìn)電機(jī)帶動通過連接軸連接的同步帶帶輪轉(zhuǎn)動，施藥的噴頭固定在同步帶下帶的前內(nèi)側(cè)（俯視圖為相切）的帶上面，考慮到帶的同步帶由于噴頭和藥水的重力，可能會彎曲，我在同步帶的正下面安裝了5個(gè)裝緊輪，裝緊輪固定在臺面上。當(dāng)同步帶移動時(shí)，它們的輪會滾動，但其本身不動，從而一定量的減少了帶的彎曲，提高了效率。當(dāng)噴頭需要向左移動時(shí)，電機(jī)發(fā)出一個(gè)脈沖信號，帶輪轉(zhuǎn)動，皮帶帶動噴頭向左移動，當(dāng)噴頭需向右移動亦然，從而達(dá)到對農(nóng)作物偏差在0.5個(gè)行距之間的雜草進(jìn)行施藥的目的。其中，用布進(jìn)電機(jī)能夠更好地控制施藥的精確度和同步帶移動的速度，不致于因移動過快而精度降低的現(xiàn)象。通過步進(jìn)電機(jī)發(fā)出一個(gè)脈沖，同步帶移動一格，噴頭隨之移動，很好的結(jié)合了步進(jìn)電機(jī)與同步帶兩機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，從而達(dá)到預(yù)期目的。同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)與同步帶中間通過帶輪、兩個(gè)軸和一個(gè)聯(lián)軸器相連，降低了損耗，提高了效率。
圖1：噴頭移動機(jī)構(gòu)原理示意圖
第三章 精準(zhǔn)施藥噴頭移動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
3.1 步進(jìn)電機(jī)的選型：
根據(jù)機(jī)構(gòu)原理中所介紹，經(jīng)過老師的指導(dǎo)及自己的粗略演算，再對步進(jìn)電機(jī)的查找。我們最終采用了75BYG4502型步進(jìn)電機(jī)，具體如下：
型號
D
B
（h7）
L1
b
D1(h7)
h
h1
L
D2
D1
75BYG4502
75
75
9.5
30
3
60
2.5
8
127
84
5.5
表一：步進(jìn)電機(jī)型號和參數(shù)：
型號
步距角
相數(shù)
電壓(V)
相電流
(A)
保持轉(zhuǎn)矩(N·M)
起動頻率(步/秒)
轉(zhuǎn)動慣量(Kg·cm2)
重量
(Kg)
75BYG4502
0.9/1.8
2
24
3
2.0
3600
1.5
2.8
注：
1）以上數(shù)據(jù)為平均參考值，用戶可據(jù)此繪成矩頻特性曲線。
2）二相及四相電機(jī)在低頻段100±20步/秒處有諧振區(qū),工作時(shí)避開此區(qū)為佳。
3) 當(dāng)電機(jī)的運(yùn)行頻率超過二分之一空載起動頻率時(shí)，所用控制器應(yīng)具有升降頻功能。
4） 電機(jī)軸功率與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速及頻率間的關(guān)系
????????M（N·M）× n (轉(zhuǎn)/分)= 9.55 ×P(W)
????????n （轉(zhuǎn) /分）= 步矩角×f （步 /秒）/ 6 °
圖2：步進(jìn)電機(jī)
3.2 電機(jī)驅(qū)動器的選型
根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的型號，我們采用了BY系列二相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，
電機(jī)驅(qū)動器參數(shù)如下：
驅(qū)動器型號
相數(shù)
細(xì)分?jǐn)?shù)
相電流
工作電源
BY-2HB04M
2
2、5、10、20、40
0.5-4.0A
DC24-40V
圖3：驅(qū)動器與電機(jī)連線示意圖
驅(qū)動器有以下特點(diǎn)：
恒流控制，極低的電源損耗，極高的開關(guān)效率，驅(qū)動電流和細(xì)分?jǐn)?shù)可由撥碼開關(guān)設(shè)定，并具有半流鎖定功能，脫機(jī)控制功能，所有輸入信號與功率放大部分光電隔離,散熱器外殼與驅(qū)動器內(nèi)部完全電隔離。
3.3 傳動軸的選型
根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算公式，我們得出電機(jī)輸出功率為：
據(jù)：M（N·M）× n (轉(zhuǎn)/分)= 9.55 ×P(W) 得：P(W)=62.8 W
?????據(jù)：n （轉(zhuǎn) /分）= 步矩角×f （步 /秒）/ 6 ° 得：n=300 (r/min)
軸的傳遞轉(zhuǎn)矩：T=9.55×10 =1.55 N·m
齒輪的圓周力：F===4.2 N
齒輪的徑向力：F= F=4×0.416=1.65N
選擇軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理, 其機(jī)械性能由表查得：
?。?50MPa，=360MPa，=300MPa，＝155MPa；＝60MPa。
據(jù)以上參數(shù)，根據(jù)我們設(shè)計(jì)要求傳遞動力小，對軸材料的機(jī)械性能和淬火性能要求不高，同時(shí)，碳鋼比其他材料的剛更加廉價(jià)，對應(yīng)力集中的敏感性較低，因此我們采用了比較常用的45號鋼材料。軸通過軸承來定位，通過軸承端蓋來實(shí)現(xiàn)。
下面兩個(gè)圖中，圖3的左端是連接聯(lián)軸器的部分，左端是連接皮帶輪部分；圖4的連接皮帶輪的軸。
圖4：傳動軸1示意圖
圖5：傳動軸2示意圖
另外，零件安裝在軸上，要有準(zhǔn)確的定位。各軸段長度的確定，應(yīng)盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊。對于不允許軸向滑動的零件，零件受力后不要改變其準(zhǔn)確的位置，即定位要準(zhǔn)確，固定要可靠。與輪轂相配裝的軸段長度, 一般應(yīng)略小于輪轂寬2～3mm。對軸向滑動的零件, 軸上應(yīng)留出相應(yīng)的滑移距離。軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、圓螺母、軸端擋圈和軸承端蓋等來保證的。
3.4 聯(lián)軸器的選型
常用聯(lián)軸器大多已標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化，一般情況下只需正確選擇聯(lián)軸器的類型、確定聯(lián)軸器的型號及尺寸。我們采用剛性的YLD型凸緣聯(lián)軸器，凸緣聯(lián)軸器是把兩個(gè)帶有凸緣的半聯(lián)軸器用鍵分別與電機(jī)和軸聯(lián)接，然后用螺栓把兩個(gè)半聯(lián)軸器聯(lián)成一體以傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩。聯(lián)軸器用灰鑄鐵制造而成，線速度小于30m/s。
對于已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的聯(lián)軸器，選定合適類型后，可按轉(zhuǎn)矩、軸直徑和轉(zhuǎn)速等確定聯(lián)軸器的型號和結(jié)構(gòu)尺寸。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩如下：
T=K·T=K·9550·=1.7 N·m
式中：K為工作情況系數(shù)，查表得：K=1.1；
T為理論扭矩，T= T=1.55 N·m；
T為聯(lián)軸器扭矩，
P為驅(qū)動功率，KW，P=P=62.8 W；
n為工作轉(zhuǎn)速，r/m ,n=300 r/mi
根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩、軸直徑和轉(zhuǎn)速等，由下面條件，可從有關(guān)手冊中選取聯(lián)軸器的型號和結(jié)構(gòu)尺寸，具體如下： 單位：mm
型號
L
D
D
D(h7)
M
L
許用轉(zhuǎn)速n
公稱扭矩T
m
YLD
32
71
53
14
M6
68
8100 r/min
10 N·m
0.94 kg
圖6：凸緣聯(lián)軸器
優(yōu)點(diǎn)：凸緣聯(lián)軸器構(gòu)造簡單、成本低、可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，由于步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速低、無沖擊且聯(lián)軸器的剛性打、兩周對中性較好，故選此聯(lián)軸器。
3.5 軸承的選型
軸承為標(biāo)準(zhǔn)間，所以不需要做過多的考慮。因軸承同時(shí)受有徑向力的作用，也是基于本設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)對軸承的要求不高，故選用深溝球軸承。深溝球軸承由一個(gè)外圈，一個(gè)內(nèi)圈、一組鋼球和一組保持架構(gòu)成，類型代號為6。
圖7：深溝球軸承示意圖
滾動軸承的當(dāng)量動載荷P=XFr+YFa
由于前面軸的計(jì)算中，F(xiàn)= 1.5 N
查表得：X=1 Y=0 故：P=1.5 N
圖8：軸承疲勞曲線
圖9：深溝球軸承
特點(diǎn)：深溝球軸承的摩擦系數(shù)很小，極限轉(zhuǎn)速也很高， 特別是在軸向載荷很大的高速運(yùn)轉(zhuǎn)工況下，深溝球軸承比推力球軸承更有優(yōu)越性。深溝球軸承結(jié)構(gòu)簡單，與別的類型相比易于達(dá)到較高的制造精度， 制造成本也較低，非常耐用，無需經(jīng)常維護(hù)。
另外，軸承座由于也是標(biāo)準(zhǔn)間，在此就不作過多介紹，其型號與尺寸只要能與軸承對應(yīng)，即可。
3.6 同步帶和帶輪的選型
（1）設(shè)計(jì)功率：P=K·P=1×62.8=62.8 W
式中：K為載荷系數(shù)，查表得：K=1
（2）根據(jù)設(shè)計(jì)功率，我們選擇了480H型橡膠同步帶，其節(jié)距P=12.7mm。
（3）根據(jù)帶輪的轉(zhuǎn)速 n=0.9 m/s 我們將帶輪的齒數(shù)，Z定為18.故帶輪節(jié)圓直徑 d==72.77 mm
同步帶的帶長由下式計(jì)算：
L=2a cos++ mm ··············(3)
式中：a為中心距，為方便計(jì)算，我們先?。篴=500mm；
d、d為大小圓節(jié)圓直徑，因?yàn)榇笮A相同，故相等；
d= d==72.77 mm；
Z、Z為輪的齒數(shù)，這里，我們?nèi)。篫= Z=18
=sin()
所以：L=2a+=1228.59 mm
故取標(biāo)準(zhǔn)帶長：L=1219.2 mm ,故帶的齒數(shù)：Z=96
（4） 根據(jù) M=（2Z-Z-Z）
a≈M+
得：M=（2Z-Z-Z）=342.9 mm
帶的中心距：a≈M+=2M=685.8 mm
圖10：同步帶示意圖
同步帶的其他參數(shù)表：
帶寬/mm
帶厚h/mm
基準(zhǔn)寬度
b/mm
許用工作壓力
T/N
齒高h(yuǎn)/mm
齒根厚/mm
齒半角
A/°
76.2
4.3
76.2
2100.5
2.29
6.12
20
（5）根據(jù)帶的數(shù)據(jù)及型號我們采用了18H型帶輪，其尺寸數(shù)據(jù)如下圖： mm
模數(shù)
帶輪齒數(shù)Z
節(jié)
距
P
齒半角A/°
齒高h(yuǎn)
齒頂厚b
齒頂圓角半徑r
齒根圓角半徑
r
兩倍節(jié)跟距2
輪寬
節(jié)徑
外徑
4
18
12.7
20
3.05
4.24
1.47
1.42
1.372
19.1
72.77
71.39
圖11：帶輪示意圖
圖12：帶輪結(jié)構(gòu)示意圖
圖13：帶輪
帶輪平行度與錐度：帶輪齒應(yīng)與周孔的軸線平行，其公差t應(yīng)是每毫米輪寬不大于0.001mm，每毫米輪寬的最大錐度為0.001mm。由于同步帶帶輪的轉(zhuǎn)速很低，運(yùn)行很慢，故普通的同步帶及帶輪即可滿足要求，無需校核其工作能力。
另外，由于同步帶下面的裝緊輪固定在臺面上，起著一定支撐同步帶的作用，沒有其他技術(shù)要求，故在此不作說明，選擇上只選擇普通類型的裝緊輪即可。
3.7 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算
（1）裝緊輪與帶的摩擦力計(jì)算：
我們預(yù)計(jì)：噴頭裝置質(zhì)量 m=300g 水流質(zhì)量 m=100g
查機(jī)械手冊得知 橡膠皮帶與裝緊輪摩擦因素 =0.6
水的沖力F=15 N 實(shí)際沖力
故摩擦力 F=(mg+ F)=0.6×（0.4×10+15）=8.4 N
（2）齒輪的徑向力：F= F=4×0.416=1.65 N
（3）齒輪的圓周力：F===4.2 N
（4）力矩的校核：
同步帶帶輪上產(chǎn)生的力偶矩 T=2（F+ F+ F）·d/2
=1.25 N·m
據(jù)前面計(jì)算得知：步進(jìn)電機(jī)扭矩 T=9.55×10 =1.55 N·m
根據(jù) T=1.25 N·m T=1.55 T N·m
故步進(jìn)電機(jī)能夠帶動同步帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)，本設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
第四章 總 結(jié)
緊張而又辛苦的八周畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會、從事職業(yè)工作前一個(gè)必不可少的過程?！扒Ю镏惺加谧阆隆保ㄟ^這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們深深體會到這句千古名言的真正含義。我今天認(rèn)真地進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)會腳踏實(shí)地地邁開這一步，就是為了明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我們深刻的體會到：做設(shè)計(jì)是苦活但要細(xì)心；實(shí)踐動手做比空想強(qiáng)；三個(gè)臭皮匠比上一個(gè)諸葛亮，合作精神是強(qiáng)大的；老師是很好的資源，要向他挖掘。面對一堆堆的參數(shù)，我們需要逐一去查找，核對，算公式，從這本書上找出動量載荷、尺寸數(shù)據(jù)，那本書又要找輸出功率、扭矩計(jì)算公式。因?yàn)楹芏嗟胤蕉紱]有經(jīng)驗(yàn)，不會選取參數(shù)，如此重復(fù)，時(shí)間用了不少。不知道多少次因?yàn)橐粋€(gè)數(shù)據(jù)出錯(cuò)了，而全盤皆輸，又要從新做過。所以我深刻的認(rèn)識到：做畢業(yè)設(shè)計(jì)是件勞力與智力結(jié)合的事，一點(diǎn)粗心都會導(dǎo)致前攻盡廢，細(xì)心方能使萬年船。
書是前人正確經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)是離不開工具書的。它可以給我們很多有用的知識，幫我們解決一些難題。接到設(shè)計(jì)任務(wù)之后，我們?nèi)フ伊撕芏鄷陔姍C(jī)和傳動帶上作了很多比較，覺得每個(gè)都合適，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的要求都不是很高，只要達(dá)到效果即可。因此，對別人的經(jīng)驗(yàn)，自己要從實(shí)際出發(fā)，多點(diǎn)思考，把前人的知識經(jīng)驗(yàn)變成自己的力量。摸著石頭過河是我們初學(xué)者必須要的精神，只有自己思考了，錯(cuò)誤的會改正，正確的繼續(xù)發(fā)揚(yáng)，這樣才符合畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。
老師是一本活書是最好利用的資源，我們要不斷在他身上進(jìn)行開采，獲取自己寶貴的知識。無論在方案的設(shè)計(jì)，還是在做設(shè)計(jì)零部件篩選及計(jì)算過程中遇上的種種問題，我們自己不能解決都需要老師的幫助。老師具備專業(yè)的知識和過硬的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，是我們在機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)中航行的指明燈，老師不會什么都幫我們親手的去做好，他主要做的工作是引指引我們，啟發(fā)我們。以他的話說就是：授之以魚不如授之以漁。
畢業(yè)設(shè)計(jì)做完了，畫上一個(gè)完美的句號，也嘗到成功的味道，但漫漫的人生路還需繼續(xù)努力。面對日趨嚴(yán)峻的就業(yè)形勢，我們相信只要學(xué)好知識技術(shù)，以一種刻苦勤勞的精神對待工作，我們定會活出不平凡的人生。
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11. 饒洪輝 基于機(jī)器視覺的作物對行噴藥控制系統(tǒng)研究 南京 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2006.10
12. 傅澤田 祁力鈞 王俊紅 精準(zhǔn)施藥技術(shù)研究進(jìn)展與對策 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2004.12
13. 李會芳 邱白晶 劉保玲等 對精確農(nóng)業(yè)中變量噴霧控制的研究 . 中國農(nóng)機(jī)化 2003.4
14. 陳勇,鄭加強(qiáng) 精確施藥可變量噴霧控制系統(tǒng)的研究 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2006.12
致 謝
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，讓我復(fù)習(xí)了以前學(xué)過很多知識，比如說同步帶應(yīng)用、選型及電機(jī)的選擇等，讓我重新熟悉了AUTO CAD 2007和PROE以及OFFICE軟件的應(yīng)用。這些都將會是在我以后的工作中起積極地作用。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，還沒有達(dá)到很理想的地步，有些地方還是有些缺陷，比如說畫圖、計(jì)算等方面，今后將在我的工作中注重加強(qiáng)。
在此，我要向我的指導(dǎo)教師饒洪輝博士致以崇高的敬意!饒老師深厚淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的治學(xué)態(tài)度和平易近人的性格使我受益匪淺!從本文的選題到課題的深入，導(dǎo)師都給以精心的指導(dǎo)。在此我再次向饒洪輝老師表達(dá)最衷心的感謝!感謝他在論文遇到難題后抽空指點(diǎn)我。他豐富的知識和敏捷的思維和樂于助人的精神是我學(xué)習(xí)的榜樣。感謝我的搭檔盧星明同學(xué)，我們一起在饒老師的指點(diǎn)下共同克服困難，解決難題。
謝謝所有教過我們機(jī)制班的老師，沒有你們的悉心教導(dǎo)，我們就不可能學(xué)有所成；感謝工學(xué)院的各位領(lǐng)導(dǎo)對我們的關(guān)心和幫助.
謝謝你們?。?
編 號 20050388
工學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)材料
題 目
基于機(jī)器視覺的精準(zhǔn)施藥噴頭移動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
學(xué)生姓名
材 料 目 錄
序號
附 件 名 稱
數(shù)量
備注
1
2
二〇〇九年五月
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