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海鲜解冻脱冰套袋装置设计【开题报告】

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关键词：: 海鲜解冻脱冰套袋装设计开题报告讲演呈文

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A3plc接线图.dwg

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总装1111.dwg

气压系统图A2.dwg

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海鲜解冻脱冰套袋装置设计

摘要

我国拥有着3.2万公里长的海岸线，而我国又是拥有者世界人口众多的国家。面对海洋丰富的物质资源，以及解决人口的消费需求。在国内，渔业的发展起到了至关重要的作用。

然而，面对我国日益严重的老龄化现象，以及日益减少的劳动力。我国加快了机械化进程，从而代替日益减少的劳动力。面对科技日益进步的今天，以及早应该退出历史舞台的落后的生产力。大力推进机械生产力的趋势势不可挡。从我国推行的“工业4.0”到“中国2025”计划可以看出，机械化生产线的进程已经日益加快。

随着市场竞争的加剧，我国生产制造业进入了一个更为激烈的竞争环境。而目前我国许多企业生产效率和经济效益低下。为改变这种低效率的生产现状，提高企业的生存空间以及生产力，中小型渔业企业必须做出转型，从过去的人力生产转变为机械生产线生产，提高生产力。本套产品设计为响应国家号召，结合实际适用于中小型（渔业）企业的产品。

在山东荣成，鱼厂的工作人员会将冷冻库的鱼类进行脱盘、装袋后进行冷藏。然而这一工作却采用手工套袋的方式，员工由于长时间劳作，手上难免会有冻伤。

本装置（海鲜解冻脱冰套袋装置）将采用直线流水式的运动机构、通过PLC控制、结合红外传感技术，设计出价格低廉、高效率的海鲜解冻脱冰套袋设备，从而来完成对海鲜的解冻、脱冰、套袋的过程。进而减轻从业人员劳动强度，降低劳作风险，提高生产效率。

关键字：机械化生产线；生产效率；新型设计

The seafood undefrosted the ice sleeve design

Abstract

Our country has 32,000 kilometers of coastline, and our country is the world's most populous country. In the face of the abundant material resources of the sea, and the consumption demand of the population. At home, the development of fisheries has played a vital role.

However, in the face of China's increasingly aging population and declining labor force. China has accelerated the mechanization process to replace the dwindling workforce. In the face of technological advances today, and the backward productivity that should be out of the history stage. The trend towards mechanical productivity is unstoppable. From China's "industry 4.0" to "China 2025", the process of mechanized production lines is accelerating.

As the competition of the market intensifies, China's manufacturing industry has entered a more competitive environment. At present, many enterprises in our country are inefficient and inefficient. To change this kind of low efficiency of the production status, improve the living space of enterprises as well as the productivity, small and medium-sized fishery enterprise must make the transition, from the human production into mechanical production lines, improving productivity. This set of products is designed to respond to the national call and combine the products that are applicable to small and medium-sized enterprises.

In rongcheng, shandong province, fish factory workers refrigerate fish from refrigerated storage containers. However, the work is done by hand bags, and people who work long hours have frostbite on their hands.

摘要 I

Abstract II

第1章绪论 1

1.1 课题研究背景及研究的目的与意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究目的与意义 1

1.2 海鲜解冻套袋装置机国内外研究现状分析 1

1.2.1 国外研究现状 1

1.2.2 国内研究现状 2

1.3 研究的主要内容和方法 3

1.4 本章小结 3

第2章海鲜解冻脱冰套袋装置总体方案设计 4

2.1 机构设计方案 4

2.2 本章小结 6

第3章海鲜解冻脱冰套袋装置机结构设计 7

3.1 解冻装置的设计 7

3.1.1 解冻装置设计 7

3.1.2 输送机尺寸的确定 9

3.1.3 输送机加工要求 9

3.2 翻盘机构 9

3.2.1 翻盘机构设计 9

3.2.2 运动过程 9

3.3 脱冰机构 10

3.3.1 机构组成设计 10

3.3.2 运动过程 10

3.4 脱盘及套袋机构的设计 10

3.4.1 机构组成设计（一） 10

3.4.2 运动过程 11

3.4.3 机构组成设计（二） 11

3.4.4 技术问题以及解决方案 12

3.5 总体设计的确定 13

3.6本章小结 13

第4章关键位置校核及方案的确定 14

4.1 直线模组的安全校核计算 14

4.2 通电磁铁与机械吸盘手连接件安全距离计算 14

4.3 方案的确定 15

4.4本章小结 15

第5章产品开发与经济分析 16

5.1 研究背景 16

5.1.1 经济竞争的日益严重 16

5.1.2 实施意义 17

5.1.3 特色与创新 18

5.2 产品成本的核算 18

5.2.1 非标件的原料成本 18

5.3 发展前景及二代机的制作设计构想 19

5.3.1 发展前景 19

5.4 二代机的设计制作构想 19

5.4.1 实现功能 19

5.4.2 面临的问题及解决方案 19

5.4.3 延伸方案 20

5.4.4 材料选择 20

5.5 本章小结 21

第6章控制系统 22

6.1 Plc接线端子 22

6.2 Plc程序 23

6.3 气动系统图 28

6.4 本章小结 29

结论 30

致谢 31

参考文献 32

附录A 34

附录B 42

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目录.jpg

气压系统图A2.jpg

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内容简介：: 哈尔滨理工大学毕业设计 (论文 ) 开题报告学生姓名李岩学号 1330060308 专业机械设计制造及其自动化班级机械 13 指导教师赵金涛 2017 年 3 月 10 日课题题目及来源：题目：海鲜解冻脱冰套袋装置题目来源：自拟课题研究的意义和国内外研究现状：我国是水产品养殖与消费大国，随着水产养殖业的迅速发展，水产的产量逐年提高，在我国沿海一带城市，对水产的需求趋于饱和，造成库存大量积压，为了缓解这一局面，水产的深加工势在必行。山东作为我国的主要鱼类生产基地，每年都有数吨级的远洋渔船在海平面工作。为了保证鱼类的肉质鲜美，远洋船上通常设有冷藏库。当到达陆地后，鱼厂的工作人员会将冷冻库的鱼类进行脱盘、装袋后进行冷藏。然而，在山东荣成，这一操作依然是传统的人工操作，员工将鱼类脱盘后，采用手工套袋。这一过程，不仅费时而且无论员工带多厚的手套，由于长时间劳作手难免会有冻伤。因此，为打破这低效率，劳动繁重的工艺，一条现代化机械生产线的诞生尤为重要。我们将鱼类产品从渔船下来到包装运输这一过程中可分为：解冻、脱盘、套袋。这三个主要过程分析：首先解冻过程：在国内解冻类机械产品种类繁多，但自动化控制能力低下，并且依旧是采用人工检测以及人工排除工作故障。在将传统人来完成的搬运、脱盘、套袋的一系列的工作过程变为由机械来代替的自动化生产线几乎没有。其次脱盘过程：在国内的脱盘机构主要针对的是蔬菜类、水果类以及蛋糕食品类。面对海鲜类产品的机构繁琐笨重维修麻烦等缺点，十分不利安装在生产线上。最后套袋装置：在国内的套袋装置采用的是由简单的机构将手提塑料袋撑开然后将产品放入人工系口。这种方式套袋效率低下。但在国外，相类似的套袋产品已将实现机械自动化生产。随着国内消费者日益增长的物质需求与落后的生产力所产生的矛盾刺激下，一款适用于中小型海鲜解冻脱冰套袋装置的设计制造已经应运而生。课题研究的主要内容和方法，研究过程中的主要问题和解决办法：一、主要内容解冻装置的设计及工作过程这是一种新型是提供一种冰冻水产品脱盘机，其主要是解决现有技术所存在的对水产品进行加工时需要首先对水产品进行解冻，而一般水产品都是冷冻在托盘中，需要人工将冰块从托盘中敲出，费时费力，并且人工成本较高等的技术问题。图一：结构简图本产品冰冻水产品脱盘机，包括支架，所述的支架上设有可运送托盘的网带，网带连接有传动辊，传动辊连接电机，网带上方的支架上固定有气动装置，气动装置连接有可上下运动并敲打托盘的敲打件。传动辊可以连接无级调速电机，无级调速电机启动后，带动传动辊转动，从而网带可以带动托盘向前运动。托盘内部本身与冰冻水产品的冰块固定在一起，当托盘经过气动装置下方时，气动装置驱动敲打件敲打托盘后，冰冻的水产品便会脱出托盘掉落出来，从而运送到后续设备进行加工。气动装置可以是气缸，也可以替换成其它能够进行上下运动的机构。本产品可以适用于虾、贝壳、鱼等各种水产品的解冻。作为优选，所述的网带两侧设有护板。直立的护板可以防止运动着的托盘掉出网带外。作为优选，所述的网带上固定有挡板，相邻挡板之间的间距大于托盘的长度。挡板可以将相邻的托盘分开，使得其托盘可以逐个通过气动装置处。作为优选，所述的网带中部下凹，下凹处设有水箱，下凹处浸入水箱内。网带中部下凹后，托盘可以现在水箱内浸水，使得一部分冰块被融化，从而气动装置可以更加顺利地将冰冻水产敲出。所述的支架上固定有可监测托盘的传感器，传感器通过数控装置连接气动装置。传感器可以监测托盘的运行情况，当监测到托盘即将进入气动装置下方时，其可以发出信号给数控装置，数控装置控制气动装置即刻进行工作，正好将冰冻水产敲出。因此，本实用新型在运送冰冻水产品的路径上加设气动装置，通过气动装置自动将冰冻水产从托盘内敲出，省时省力，同时可以减少 70%的劳动力，大量节约生产成本，结构简单、合理。附图说明图中零部件、部位及编号：支架 1、网带 2、传动辊 3、气动装置 4、护板 5、挡板 6、水箱 7、托盘 8、电机 9。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例：本例的冰冻水产品脱盘机，如图 1，有一个支架 1，支架上设有可运送托盘 8 的网带 2，网带上固定有挡板 6，相邻挡板之间的间距大于托盘的长度，并且网带两侧设有护板 5。网带中部下凹，下凹处设有水箱 7，下凹处浸入水箱内。网带连接有传动辊 3，网带上方的支架上固定有气动装置 4，气动装置连接有可上下运动并敲打托盘的敲打件。支架上固定有可监测托盘的传感器，传感器通过数控装置连接气动装置 4。使用时，将托盘 8 放到网带 2 上，无级调速电机驱动传动辊 3 转动，网带带动托盘首先进入水箱 7 内，利用水首先对冷冻水产进行解冻。托盘从水箱出来后，被运送到气动装置 4 处，传感器监测到托盘的位置，发出信号给数控装置，数控装置启动气动装置，敲打件即可敲打托盘，将托盘内的冷冻水产敲出，冷冻水产即可被运送去下一道工序。脱盘装置的设计及工作过程有个支架，支架上设有可运送脱盘的网带，网带上设有挡板，两个挡板之间的距离大于托盘长度，且网带两侧设有护板。此传送网功能为传送功能预计设计长度为 1100 在传送网后留有至少 100距离，之后的传送网只有护板。在两个传送网之间架设一个倒 h形结构，臂长不小于 250度大概 100构臂中安装一个压力传感器，安装大扭矩舵机（电机）用于反转托盘。在传输网前中间段架设一个红外线传感机构，以红外传感机构为分界点，前方架设一个由龙门式（直角坐标机械人）导轨滑台移动的电磁吸附装置，电磁吸附装置安放在 Z 轴末端。在吸附区下端安装压力传感器。压力传感区后安装可上下运动的气动装置以及一个角坐标机械人。当托盘运动到网带上，无极调速电机驱动传动辊转动，进入倒 h形结构后，有压力信号，电机（舵机）工作，带动托盘旋转 180 度，完成翻盘动作。进入第二传送网的红外线机构，传送网停止运动，直角坐标机械人 z 轴运动，吸附住托盘， z 轴引导向上运动，完成冰盘分离动作。若传感器发出不能将托盘吸附，运动到下一个直角坐标机械人下方气动件上下运动，重复上一个运动过程。当顺利夹起托盘上升至上 200，传送网恢复工作。完成脱盘脱冰过程。套袋装置的设计及工作过程在脱盘机构尾部传送网后 100设有传送网。两个传送网之间空隙设有吸盘，吸盘分为上下两个部分，上部分由直角机械人组成，下半部固定在传送网下20。尾部传送网倾斜至地面。在脱盘传送网尾端架设一个传感器，当冰块通关时，传感器给吸盘一个信号。上下吸盘工作将袋撑开。当冰块通过袋子后，后方传感器检测到。再给吸盘一个信号，吸盘停止工作。之后冰块随袋子由斜坡传送网进入箱中，完成套袋过程。二、主要问题（ 1）塑料袋的静电问题在吸盘抽取塑料袋的过程中，塑料袋相互之间摩擦产生静电，从而导致塑料袋之间有吸附力，使塑料袋不能单个抽取，影响套袋过程。（ 2）噪音问题因为产品中有气泵原件，而且由于输送网过长导致必须选用大电机工作，从而导致产品在工作过程中产生大量的噪音。（ 3）空间问题由于采用的是直线流水线式工作设计，导致产品直线距离过大，不适合小型厂房工作。三、解决方法（ 1）用滚珠丝杆固定在塑料袋的 1/3 处，这样在抽取塑料袋的过程中金属可以带走塑料表面的静电荷，从而减少塑料袋之间的静电吸附。（ 2）输送网采用多段式的，震动敲冰的动力原件由气动的改为电动的伸缩干代替，进而减小噪音。（ 3）在小型厂房中采用 U 型导轨设计，节省空间。课题研究所需的参考文献： 1 徐灏机械设计手册 S 北京：机械工业出版社， 1991 9 2 王三民，诸文俊机械原理与设计 M2000 12 3 中国专利网 4 角坐标机械人介绍书 5 龚仲华， 00/400用技术：通用篇指导教师审查意见：指导教师签字： 20 年月日指导委员会意见审核意见：组长签字： 20 年月日哈尔滨理工大学学士学位论文 I 海鲜解冻脱冰套袋装置设计摘要我国拥有着公里长的海岸线，而我国又是拥有者世界人口众多的国家。面对海洋丰富的物质资源，以及解决人口的消费需求。在国内，渔业的发展起到了至关重要的作用。然而，面对我国日益严重的老龄化现象，以及日益减少的劳动力。我国加快了机械化进程，从而代替日益减少的劳动力。面对科技日益进步的今天，以及早应该退出历史舞台的落后的生产力。大力推进机械生产力的趋势势不可挡。从我国推行的“工业 “中国 2025”计划可以看出，机械化生产线的进程已经日益加快。随着市场竞争的加剧，我国生产制造业进入了一个更为激烈的竞争环境。而目前我国许多企业生产效率和经济效益低下。为改变这种低效率的生产现状，提高企业的生存空间以及生产力，中小型渔业企业必须做出转型，从过去的人力生产转变为机械生产线生产，提高生产力。本套产品设计为响应国家号召，结合实际适用于中小型（渔业）企业的产品。在山东荣成，鱼厂的工作人员会将冷冻库的鱼类进行脱盘、装袋后进行冷藏。然而这一工作却采用手工套袋的方式，员工由于长时间劳作，手上难免会有冻伤。本装置（海鲜解冻脱冰套袋装置）将采用直线流水式的运动机构、通过制、结合红外传感技术，设计出价格低廉、高效率的海鲜解冻脱冰套袋设备，从而来完成对海鲜的解冻、脱冰、套袋的过程。进而减轻从业人员劳动强度，降低劳作风险，提高生产效率。关键字：机械化生产线；生产效率；新型设计哈尔滨理工大学学士学位论文 he ur 2,000 of is s In of of of At of a in s to In of be of is s 025, of is As of s a At in To of of of as as of is to to to In is by on to LC of 尔滨理工大学学士学位论文 a of to to In to of of of 尔滨理工大学学士学位论文目录摘要 . I . 1 章绪论 . 1 题研究背景及研究的目的与意义 . 1 究背景 . 1 究目的与意义 . 1 鲜解冻套袋装置机国内外研究现状分析 . 1 外研究现状 . 1 内研究现状 . 2 究的主要内容和方法 . 3 章小结 . 3 第 2 章海鲜解冻脱冰套袋装置总体方案设计 . 4 构设计方案 . 4 章小结 . 6 第 3 章海鲜解冻脱冰套袋装置机结构设计 . 7 冻装置的设计 . 7 冻装置设计 . 7 送机尺寸的确定 . 9 送机加工要求 . 9 盘机构 . 9 盘机构设计 . 9 动过程 . 9 冰机构 . 10 构组成设计 . 10 动过程 . 10 盘及套袋机构的设计 . 10 构组成设计（一） . 10 动过程 . 11 构组成设计（二） . 11 术问题以及解决方案 . 12 体设计的确定 . 13 章小结 . 13 第 4 章关键位置校核及方案的确定 . 14 哈尔滨理工大学学士学位论文线模组的安全校核计算 . 14 电磁铁与机械吸盘手连接件安全距离计算 . 14 案的确定 . 15 章小结 . 15 第 5 章产品开发与经济分析 . 25 究背景 . 25 济竞争的日益严重 . 25 施意义 . 26 色与创新 . 26 品成本的核算 . 27 标件的原料成本 . 27 展前景及二代机的制作设计构想 . 27 展前景 . 27 代机的设计制作构想 . 27 现功能 . 28 临的问题及解决方案 . 28 伸方案 . 28 料选择 . 29 章小结 . 29 第 6 章控制系统 . 16 线端子 . 17 序 . 18 动系统图 . 16 章小结 . 24 结论 . 31 致谢 . 32 参考文献 . 33 附录 A . 35 附录 B . 42 哈尔滨理工大学学士学位论文 1 第 1章绪论题研究背景及研究的目的与意义究背景我国是水产品养殖与消费大国，随着水产养殖业的迅速发展，水产的产量逐年提高，在我国沿海一带城市，对水产的需求趋于饱和，造成库存大量积压，为了缓解这一局面，水产的深加工势在必行。荣成海岸属基岩港湾型，地貌、底质类型复杂。沿海岸线蜿蜒曲折，岬湾相连，岩礁星布，浅海滩涂面积广阔，拥有滩涂 15 万亩， 20 米等深线内浅海面积 200 万亩，临近烟威、石岛、连青石渔场，是多种鱼虾洄游的必经之路，水产资源十分丰富，已发现的浅海和滩涂生物 394 种，主要经济生物近百种，其中牙鲆鱼、鲈鱼、对虾、琵琶虾、鹰爪虾、黄花鱼、带鱼、鲅鱼、鲳鱼、乌鱼、鲍鱼、海参、海胆、魁蚶、扇贝等皆为远近闻名的海珍品。山东作为我国的主要鱼类生产基地，每年都有数吨级的远洋渔船在海平面工作。为了保证鱼类的肉质鲜美，远洋船上通常设有冷藏库。当到达陆地后，鱼厂的工作人员会将冷冻库的鱼类进行脱盘、装袋后进行冷藏。然而，在山东荣成，这一操作依然是传统的人工操作，员工将鱼类脱盘后，采用手工套袋。这一过程，不仅费时而且无论员工带多厚的手套，由于长时间劳作手难免会有冻伤。因此，为打破这低效率，劳动繁重的工艺，一条现代化机械生产线的诞生尤为重要。究目的与意义鲜解冻套袋装置机国内外研究现状分析外研究现状我们所生活的地球上 70是由水构成的。因此诞生了渔业的发展。如今，世界主要的渔业国家分别是由中国，秘鲁，日本，智利，美国，俄罗斯，印度尼西亚，泰国，印度，挪威主成。而主要的渔场分别由日本的北海道渔场，欧洲的纽芬兰渔场，欧洲的北海渔场，秘鲁、智利秘鲁渔场主成。由于近代历史，自西方工业革命的推动下，机械作为主要的生产力。哈尔滨理工大学学士学位论文 2 在渔业方面更是尤为明显。例如欧洲的挪威，渔业公司把海鲜类产品从打捞上岸、冷冻运输、分类包装以及到最后的向外销售都以达到机械自动化流水线的作业。省时省力，整套过程只有少数的人员参与检查以及维修。内研究现状而我国则作为世界最大的渔业的生产基地，每年生产量是占世界的生产量的 50% 。然而我国的主要渔业生产基地分布在山东、深圳、福建等沿海城市。在这些沿海城市中，中小型渔业生产商占据近 43% 的比重。在这些中小型企业从经济基础上看他们无力于承担像西方国家一样的自动流水生产线。而在国内，一些机械类生产商也注意到了这一点。因而也陆续生产出一批海鲜解冻机。图 1泽机械水花滚动解冻机图 1瀚泽机械公司设计的水花滚动解冻机，其主要的工作原理是水流不断的滚动不断的冲击托盘，从而达到冰于盘的分离。它的主要缺点是容积小，脱冰的时间长以及脱冰后的产品处理仍需人工完成。图 1城市光锐机械解冻机图 1 诸城市光锐机械有限公司所设计的解冻机。跟瀚泽机械公司哈尔滨理工大学学士学位论文 3 设计的水花滚动解冻机相比它的优势在于容量大，采用直线输送机结构更适用于人工作业，产量也随之提高。虽然跟瀚泽机械公司设计的水花滚动解冻机相比有很大的改进，但仍没有改变人工作业的繁重。面对我国每年老龄化趋势越来快，劳动力减少的越来越迅速。由机械来代替日益减少的生产力势在必行。因此，一条机械自动化生产线也为此诞生。究的主要内容和方法 1. 根据所需设计效率高，结构简单的海鲜解冻脱冰套袋装置。 2. 查阅资料，了解海鲜解冻脱冰套袋装置工作原理，并作出创新机构。 3. 完成生物质颗粒成型机的总体结构设计方案。选择电机、传动机构、成型机构等关键的零部件。 4. 采用和成三维设计和部分二维设计。验证能否满足设计需要。 5. 研究每种材料的各种力学指标从而选择合适的结构材料。 6. 根据图纸制作出实物，在制作过程中寻找其中的不足，探索解决方法对其进行改进。 7. 资料整理和毕业论文的撰写。章小结对国内外现状进行比较分析，寻找符合中国社会实情的设计方案。得出对最可能在实际中的施行的设计方案，并对方案进行相互间的分析比较，找出方案中的的优缺点进行优化设计。并对提出的方案进行实际的制造。哈尔滨理工大学学士学位论文 4 第 2章海鲜解冻脱冰套袋装置总体方案设计海鲜解冻脱冰套袋装置总体方案包括成型方式的选择和机械结构的设计，为满足实际使用需求并增加经济效益，需选择成本较低、工作方式简单、成型效率较高、易于维修调试的设备。构设计方案方案一如图 2示，装置总共分为解冻、翻盘、脱盘、套袋四个运动过程。图 2鲜解冻脱冰套袋机（一）采用直线流水式运动机构，冰冻托盘由解冻机构进入，输送带采用凹槽式结构，其内部可成放有温水。冰冻脱盘进入凹槽可进行一次解冻，既冰盘脱离。而后有输送带传动进入翻盘机构。翻盘机构可进行 180 度的旋转，之后进入脱盘机构，脱盘机构可分为一次脱盘、检测机构、二次冰盘脱离、二次脱盘等四次运动过程。最后，进行套袋。但是由于实际加工条件，该设计方案的最终总长度大约为 5 米左右。因而，为解决空间问题第二代机械应运而生。方案二如图 2海鲜解冻脱冰套袋机的第二套设计方案。与第一套设计方案相比，第二套方案体积小，结构简单，更加利于维修，成本更低。方案的长度为左右。哈尔滨理工大学学士学位论文 5 图 2鲜解冻脱冰套袋机（二）第二套方案与第一套方案相比较最大的优势在于占地空间小，结构简单更适用于维护，尤其是翻盘机构，从第一套设计的垂直于传送机表面到与传送机表面相平行，减少对输送带的冲击力是一个很大的进步。但是由于直线模组的运动的局限性，以及对速度的要求考虑，第三套设计方案采用气压运动，运动速度得以提升，但要从设计的多方面要求考虑。第二套和第三套都用各自的优势。以下将是对这两套设计方案进行讨论。图 3第三套设计方案。图 2鲜解冻脱冰套袋机（三）因为对买家的实际生产的情况发现，把冰冻的海鲜放到海鲜解冻脱冰套袋机上是需要人力来搬运的，因而，第三套方案把翻盘过程省略，改为人力，人在搬运过程中把盘翻过来。这样机械结构更加简单，利于维修。哈尔滨理工大学学士学位论文 6 章小结在这次方案设计中，运用制三维模型，考虑机构每一步的的运动形式进行设计。在整个设计过程中，将理论与实际相结合，认真分析产品的实际制作加工需求以及整体设计的改进积累了宝贵的经验。从以前简单的为实现功能设计逐步转变为向实际因素考虑，实现产品的最大化及最优化设计转变。哈尔滨理工大学学士学位论文 7 第 3章海鲜解冻脱冰套袋装置机结构设计在进行机构设计时决定先使用三维建模软件对样机结构进行建模分析，借助三维立体的模型构造可以对机械结构有更加直观的感知，并能在设计中不断修正设计方案。是由司开发的一款风靡全球的商业设计软件，它具有强大的三维建模能力，可以满足使用者从设计模型到加工生产整个过程中的设计要求。它的功能十分丰富，不仅包括零件的建模还包括对复杂装配体的仿真和数据管理，是计算机辅助设计的全方位产品开发软件 17。冻装置的设计冻装置设计这是一种新型是提供一种冰冻水产解冻机，其主要是解决现有技术所存在的对水产品进行加工时需要首先对水产品进行解冻，而一般水产品都是冷冻在托盘中，需要人工将冰块从托盘中敲出，费时费力，并且人工成本较高等的技术问题。图 3冻结构设计图哈尔滨理工大学学士学位论文 8 本产品冰冻水产品解冻机构，包括支架，所述的支架上设有可运送托盘的皮带，皮带连接有传动辊，传动辊连接电机。传动辊可以连接无级调速电机，无级调速电机启动后，带动传动辊转动，从而皮带可以带动托盘向前运动。托盘内部本身与冰冻水产品的冰块固定在一起，当托盘经过凹槽后，冰冻的水产品便会脱出托盘掉落出来，从而运送到后续设备进行加工。本产品可以适用于虾、贝壳、鱼等各种水产品的解冻。作为优选，所述的皮带两侧设有护板。直立的护板可以防止运动着的托盘掉出皮带外。作为优选，所述的皮带上固定有挡板，相邻挡板之间的间距大于托盘的长度。挡板可以将相邻的托盘分开，使得其托盘可以逐个通过气动装置处。作为优选，所述的网带中部下凹，下凹处设有水箱，下凹处浸入水箱内。网带中部下凹后，托盘可以现在水箱内浸水，使得一部分冰块被融化，从而可以使其再下一步工序中更加顺利地将冰冻水产敲出。附图明 1 支架、 2 皮带、 3 传动辊、 4 检测、 5 护板、 6 挡板、 7 水箱、 8 托盘、 9 电机。图 3构简图下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。实施例：本例的冰冻水产品脱盘机，如图 3一个支架 1，支架上设有可运送托盘 8 的皮带 2，皮带上固定有挡板 6，相邻挡板之间的间距大于托盘的长度，并且皮带两侧设有护板 5。网带中部下凹，下凹处设有水箱 7，下凹处浸入水箱内。网带连接有传动辊 3，网带上方的支架上固定有检测装置 4。使用时，将托盘 8 放到皮带 2 上，无级调速电机驱动传动辊 3 转动，网带带动托盘首先进入水箱 7 内，利用水首先对冷冻水产进行解冻。托盘从水箱出来后，被运送到气动装置 4 处，传感器监测到托盘的位置，发出信号给数控装置，数控装置启动，冷冻水产即可被运送去下一道工序。哈尔滨理工大学学士学位论文 9 送机尺寸的确定上面平台 500 , 爬坡 800面平台 500 , 宽度 300 ,低端高度 1000端高 1200，皮带档条 30 300置一条，马达配 120W。送机加工要求皮带档条 30 300置一条。盘机构盘机构设计采用铝合金支架搭建平台，如图 3示，支架材料选用 30铝合金建材。图 3盘机构设计图翻盘机构选用的是由有机玻璃板搭建的铲斗，驱动元件选取 42 步进电机，铲斗尺寸为 260搭建位置是送料下坡位置，这样设计的作用是在进行翻盘过程中，由于倾斜角，重物有一个沿着斜面向下的分力，从而减少了托盘对输送机的冲击力。动过程距离铲斗前段 5设有一个金属感应器，当托盘经过金属感应器后，根据出送机速度得出有 12s 延时，托盘由传送带进入铲斗，步进电机工作旋转 210 度，托盘滑入传送带下坡端，步进电机复位，完成一套运动周期。哈尔滨理工大学学士学位论文 10 冰机构构组成设计脱冰机构的设计非常简单，如图 3铝型材所搭建龙门式支架固定一个牌的气压伸缩杆，其位置固定在输送带的上坡处，伸缩杆完全伸出后距离斜面高度为 100缩杆的另一侧设有一个红外线感应器。图 3冰机构设计动过程红外线感应器感应托盘进入上坡面，向控制中枢送传递信号，到信号后向执行元件发射信号，气动伸缩杆工作，对托盘进行反复敲打，当托盘完全通过龙门支架后，红外线感应器再向送信号，受后向执行元件发送停止信号，气动伸缩杆停止运动。完成一个工作周期。盘及套袋机构的设计构组成设计（一）该装置是本设计的技术核心以及需要攻克的技术难点。该机构主要的执行元件分别为皮带轮直线模组、通电磁铁、洗盘机械手。固定元件采用的是两个由铝型材搭建的龙门式支架。图 3 脱盘及套袋机构的装配示意图。洗盘机械手和通电磁铁通过一根长 300 30 铝型材连接，其固定在直线模组的滑块上。但由于铝型材前后两端的负载大小不一样，因而哈尔滨理工大学学士学位论文 11 根据杠杆原理，安装有通电磁铁的铝型材前端面到滑块中心线的距离是200此保持平衡。铝型材两端都装有红外线感应器。图 3盘及套袋机构的设计（一）动过程托盘通过红外线感应器，感应器给送信号，到信号后向执行元件发送工作信号。此时，通电磁铁、直线模组以及吸盘机械手开始工作，直线模组的滑块带着通电磁铁和洗盘机械手向下运动，由于托盘是由金属构成，所以通电磁铁可以将它吸附起来。与此同时，吸盘机械手将塑料袋吸附。然后，滑块带动通电磁铁以及吸盘机械手向上运动，从而达到脱盘以及撑袋儿工作，当水产品通过末端红外线感应器后，通电磁铁和洗盘机械手停止工作，完成一个工作周期。构组成设计（二）该装置的驱动元件采用的是气缸。选取气缸的原因是气缸的行程固定方便控制以及与直线模组相比速度更快。图 3该装置第三套设计方案的脱盘及套袋机构的设计。从左到右依次排序看该结构采用的是双杆直线气缸三个以及一个摆动气缸。哈尔滨理工大学学士学位论文 12 图 3盘及套袋机构的设计（二）术问题以及解决方案技术问题（ 1）塑料袋的静电问题在吸盘抽取塑料袋的过程中，塑料袋相互之间摩擦产生静电，从而导致塑料袋之间有吸附力，使塑料袋不能单个抽取，影响套袋过程。（ 2）噪音问题因为产品中有气泵原件，而且由于输送网过长导致必须选用大电机工作，从而导致产品在工作过程中产生大量的噪音。（ 3）空间问题由于采用的是直线流水线式工作设计，导致产品直线距离过大，不适合小型厂房工作。解决方法（ 1）用滚珠丝杆固定在塑料袋的 1/3 处，这样在抽取塑料袋的过程中金属可以带走塑料表面的静电荷，从而减少塑料袋之间的静电吸附。（ 2）输送网采用多段式的，震动敲冰的动力原件由气动的改为电动的伸缩干代替，进而减小噪音。（ 3）在小型厂房中采用 U 型导轨设计，节省空间。哈尔滨理工大学学士学位论文 13 体设计的确定图 3体设计图 3本产品的最后设计方案图，其总长度为，高度工作稳定，维修方便。在工厂中可替代 6的工作量。其造价低廉，更适用于中小型企业。章小结本章主要应用三维建模软件设计解冻装置和输送机的尺寸及加工要求。主要机构：解冻机构翻盘机构脱冰机构脱盘及套袋机构设计思路设计解冻装置设计图，解决对水产品进行加工时需要首先对水产品进行解冻的问题。将装冰盘翻转至上方，反复敲打实现冰和盘的分离，红外检测使磁铁吸走铁盘，同时吸盘张开塑料带实现套袋环节。哈尔滨理工大学学士学位论文 14 第 4章关键位置校核及方案的确定线模组的安全校核计算本产品的技术核心主要是集中在套袋和脱盘装置上。而带动它们进行运动定位的装置是直线模组。直线模组即在自动化工业生产中对能够实现直线运动的装置的统称，也称为定位模组。已知脱盘重量约为需连接支架重量约为电磁铁重量约为空吸盘机械手（主动部分）重量约为线模组所要承受的总重量为由于是有两个龙门式结构支持，所以支撑力是。因为选用的是皮带轮直线模组，首先进行挠度的计算。 0 . 1 4 m 51 9 230302 0 0 0 2 0 0111 9 2 33 式中）挠度变形（ mmf ）负载（ NF ）长度（ )N /m m( 2弹性模量E ）面积（ 4 铝型材的变形量为到精度要求。电磁铁与机械吸盘手连接件安全距离计算由于通电磁铁与机械吸盘手的前后负载重量不一样，所以根据杠杆原理计算出它们固定在直线模组的最佳距离。所以有： 32 又已知连接件的长度为 300以通电磁铁到直线模组的距离为100盘机械手距直线模组的距离为 200 哈尔滨理工大学学士学位论文 15 案的确定根据实际的工厂需求以及成本上的限制，最终确定方案三为最终的设计方案。章小结运用所学知识计算翻盘机构和托盘机构的位置以及各零部件的尺寸及位置，确定直线模组的受力情况，设计出直线模组的固定方式和固定位置。对设计的产品提出有利的根据性。哈尔滨理工大学学士学位论文 16 第 5章气动系统及控制系统动系统图第三套方案采用的是气缸作为动力元件。因此，在气动系统图中我们能更清晰的反映出所需的气动元件以及连接方式。如图 5 图 5动系统图哈尔滨理工大学学士学位论文 17 因为该系统采用的是逻辑顺序控制，并且气缸和气缸之前没有干涉。因此，采用的是并联的结构，运用中位封闭式的三位五通阀的换油回路，这种回路适用于活塞可在中途停止的情况。连接简单利于维修。编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入 /输出控制各种类型的机械或生产过程。线端子像是人类的大脑，它控制着机械的每一项运动。而本产品为实现脱盘、翻盘、敲打、伸缩和吸附等一些列的工作过程，势必选用西门子 5该装置的线图。图 5线端子图从图 6我们可以清晰的看到该装置的运动过程，感应器感应到物料，气动伸缩杆运动实现脱冰敲打，当物料进入下一个传感器后，通电磁铁通电此时直线气缸带动通电磁铁及吸盘机械手向下运动， 2s 后直线气缸向上运动达到脱盘撑袋过程。哈尔滨理工大学学士学位论文 18 序本设计采用逻辑顺序编程，实现脱盘，旋转，取袋和套袋过程。在方案中均采用的是西门子 200 的定耐用，但价格一般偏高。图 5门子序图哈尔滨理工大学学士学位论文 19 哈尔滨理工大学学士学位论文 20 哈尔滨理工大学学士学位论文 21 哈尔滨理工大学学士学位论文 22 哈尔滨理工大学学士学位论文 23 哈尔滨理工大学学士学位论文 24 章小结本次设计成功的将由制系统控制气缸的伸缩和电磁铁的吸附以及真空机械手的吸附达成现实，系统的对产品进行了气动分析。实现将大学期间所学的理论和实践的结合，更进一步加深对理论知识的理解。根据时代科技的发展确定该产品的发展方向，我们设计了海鲜解冻脱冰套袋装置。并将其变成现实。哈尔滨理工大学学士学位论文 25 第 6章产品开发与经济分析究背景我国是水产品养殖与消费大国，随着水产养殖业的迅速发展，水产的产量逐年提高，在我国沿海一带城市，对水产的需求趋于饱和，造成库存大量积压，为了缓解这一局面，水产的深加工势在必行。山东作为我国的主要鱼类生产基地，每年都有数吨级的远洋渔船在海平面工作。为了保证鱼类的肉质鲜美，远洋船上通常设有冷藏库。当到达陆地后，鱼厂的工作人员会将冷冻库的鱼类进行脱盘、装袋后进行冷藏。然而，在山东荣成，这一操作依然是传统的人工操作，员工将鱼类脱盘后，采用手工套袋。这一过程，不仅费时而且无论员工带多厚的手套，由于长时间劳作手难免会有冻伤。为适应新的市场竞争，提高企业在竞争中的生存力，我国生产制造业进入了一个更为激烈的竞争环境。而目前我国许多企业生产效率和经济效益低下。为改变这种低效率的生产现状，提高企业的生存空间以及生产力，中小型渔业企业必须做出转型，从过去的人力生产转变为机械生产线生产，提高生产力。本套产品设计为响应国家号召，结合实际适用于中小型（渔业）企业的产品。机械的生产效率的提高是有目共睹的。济竞争的日益严重随着市场竞争的加剧，我国生产制造业进入了一个更为激烈的竞争环境。而目前我国许多企业生产效率和经济效益低下。为改变这种低效率的生产现状，提高企业的生存空间以及生产力，中小型渔业企业必须做出转型，从过去的人力生产转变为机械生产线生产，提高生产力。本套产品设计为响应国家号召，结合实际适用于中小型（渔业）企业的产品。本项目是为体现荣成学院办学特色、响应政府关于“机器换人”的号召、以期更好的服务于地方经济，结合荣成地区海洋产业发展现状，以改善鱼厂从业人员工作环境和降低劳动强度、提高企业的生产效率和经济效益为目标，进而助力于海洋产业的发展。西方工业革命的推动下，机械作为主要的生产力。在渔业方面更是尤为明显。例如欧洲的挪威，渔业公司把海鲜类产品从打捞上岸、冷冻运输、分类包装以及到最后的向外销售都以达到机

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