第十届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛作品申报书

序号： 编码： 第十届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛作品申报书 作品名称： 自动茧种切割机 学校全称： 华南农业大学 申报者姓名 王李 （集体名称）： 自动茧种切割机制作组 类别：自然科学类学术论文 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 科技发明制作A类 科技发明制作B类 说 明1申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。3表内项目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。4序号、编码由第十届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛组委会填写。5学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文本），请以4号楷体打印在A4纸上（文章版面尺寸14.522cm），附于申报书后，论文不超8000字，调查报告不超15000字。6作品申报书须按要求由各校竞赛组织协调机构统一寄送。7其他参赛事宜请向本校竞赛组织协调机构咨询。A2申报者情况（集体项目）说明：1必须由申报者本人按要求填写；2申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列；3本表中的学籍管理部门签章视为申报者情况的确认。申报者代表情况姓名王李性别男出生年月1986.12学校华南农业大学系别、专业、年级机械工程系06机械设计制造及其自动化学历本科学制4年入学时间2006年作品名称自动茧种切割机毕业论文题目无通讯地址广州华南农业大学工程学院邮政编码510642办公电话常住地通讯地址广州华南农业大学华山4幢410邮政编码540642住宅电他作者情况姓 名性别年龄学历所在单位赖振誉男21本科华南农业大学工程学院杨海勇男22本科华南农业大学工程学院资格认定学校学籍管理部门意见以上作者是否为2009年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的高等学校中国籍专科生、本科生、硕士研究生或博士研究生。是否 （部门签章）2009年4月13日院、系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果是否负责人签名：2009年4月13日B3申报作品情况（科技发明制作）说明：1必须由申报者本人填写；2本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认；3本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图（照片）,也可附鉴定证书和应用证书；4作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报。作品全称自动茧种切割机作品分类（A ）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路，创新点，技术关键和主要技术指标我国的丝绸出口量约占世界总出口量的90%，蚕茧年产量79.27万吨，对蚕种的需求量大。在蚕种培育过程中，必须把蚕茧削开一个口，倒出里面的蛹用来育种。这项工作时间集中，工作量大，但生产者很难找到足够的短期劳动力，所以经常因削茧期过长引起茧种死亡率增高。然而削茧过程动作简单、重复性强，若使用机械代替人工，则可避免该情况发生。机械操作的基本思路为用夹具固定，刀具自动切割。此自动茧种切割机创新之处在于本机使用水平履带传送，设计切割速度可达300个每分钟，履带上安装的U型槽使蚕茧倾斜，蚕蛹因自身的重力保持在蚕茧的下端，刀具切削蚕茧的上端，不仅可避免切伤蛹，而且易于获得较大的切口。其技术关键在于实现自动装料并把蚕茧自动定位于夹具中。作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比、该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）现阶段已研制的蚕种切割机都没有被生产企业所使用。而且只有一种采用旋转圆盘上固定夹具送茧的茧种切割机较为成熟。这种茧种切割机的死蛹率较低，但要人工将蚕茧一个一个准确地放入夹具中，使得工作效率较低，没有推广的意义。本机则采用在水平传送带上依次安装和水平成一定角度的U型夹具。使用履带传送，传送速度较高，而且可以同时往履带上安放多个蚕茧，大大提高了传送效率。另外使用有相应角度的高速旋转圆刀进行切割，不仅切削效率高，还可达到较低的死蛹率。作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果无作品所处阶 段（A）A实验室阶段 B中试阶段 C生产阶段D （自填）技术转让方式无作品可展示的形 式 实物、产品 模型 图纸 磁盘 现场演示 图片 录像 样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作 品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测此茧种切割机体积小，功率低，使用时只需接上220V电压，将蚕茧放在进料装置上，就可以自动切割蚕茧，使用方便，投入成本低。其技术特点在于：使用水平传送和倾斜的夹具、刀具高速切割分离蚕茧，有较高的切割效率和较低的伤蚕蛹率。它可广泛适用于蚕种生产基地和其他需要获得和培养蚕种的机构。我国的丝绸出口占世界总出口量的90%左右，蚕茧年产量79.27万吨，蚕种发种量2143.81万张，年增长率7.07%。在全社会大力提倡绿色消费、健康消费的当今时代，国内外市场的需求正在日益增长。基于此，国内及国外对优质蚕种的需求也会持续增大，对种茧茧种进行快速割离的机器的需求也会更迫切。使用自动茧种切割机，1人操作1台机器的情况下，速度约是手工切削的20倍，具有很高的生产效益，并降低工人劳动强度，所以自动茧种切割机的生产将会有很大的收益，将长期有市场需求。专利申报情况提出专利申报 申报号 申报日期 年 月 日已获专利权批准 批准号 批准日期 年 月 日 未提出专利申请科研管理部门签 章 年 月 日C.当前国内外同类课题研究水平概述说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写；2.填写此栏有助于评审。经过查找资料，外出探访，我们发现：1、目前企业还没有投入使用自动切削蚕茧的机器，而且市场上也没有此类型的机器出售。2、茧种生产商支持并关注此方面的研究，并表示在自动茧种切割机研究结果成熟后投入使用。3、曾经有人做过此方面的研究，但所做的产品效率低，实用性不强，没有得到市场的认可。 D.推荐者情况及对作品的说明说明：1由推荐者本人填写；2推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体推荐亦可）；3推荐者填写此部分，即视为同意推荐；4推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓 名王玉兴性别男年龄47职称教授工作单位华南农业大学工程学院通讯地址华南农业大学工程学院邮政编码510642单位电话85280632住宅电话61303691推荐者所在单位签章介绍人系工学博士，教授，博士生导师，华南农业大学机械工程系主任，广东省省级机械基础实验教学示范中心主任，广东省省级“千百十”培养对象，广东省优秀博士后。 （签章） 2009年4月13日请对申报者申报情况的真实性作出阐述申报情况属实。请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价削茧取蛹为茧种培育中较为费时费力的部分，但现阶段尚无可投入生产使用的相应机械。而此作品实用性强，效率较高，且成本相对较低，若投入使用可以带来可观的经济效益，适合各种规模的生产者使用，故此作品有良好的推广前景。其它说明无推荐者情况姓 名汪刘一性别男年龄48职称副教授工作单位华南农业大学工程学院通讯地址华南农业大学工程学院邮政编码510642单位电话85280632住宅电话88183749推荐者所在单位签章介绍人系副教授，华南农业大学工程学院机械工程教研室主任。 （签章） 2009年4月13日请对申报者申报情况的真实性作出阐述申报情况属实。请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出您的评价此作品较好的缓解了茧种培育中，因取蛹的时间限制而造成的短期劳动力不足，也有效地降低了成本，提高了效益。而人工成本不断增加，效率较低正是许多生产企业迫切希望解决的问题，所以此作品有广阔的推广前景。其它说明无学校组织协调机构确认并盖章 （团委代章） 年 月 日 校主管领导或校主管部门确认盖章 年 月 日E大赛组织委员会秘书处资格和形式审查意见组委会秘书处资格审查意见 审查人（签名） 年 月 日组委会秘书处形式审查意见 审查人（签名） 年 月 日组委会秘书处审查结果合格 不合格 负责人（签名） 年 月 日自动茧种切割机研究报告目录一、削茧机现状分析 二、研发削茧机的原因三、削茧机研发路线一、削茧机国内外现状分析（1）国内削茧机情况 目前国内主要有两种削茧机，一种是手动削茧器，另外一种为机械削茧。、手动削茧器： 右手握住刀柄，左手大母指、二母指、中指捏住茧的大头，将茧的另一端插进插茧孔，右手向外旋转，左手向里旋转，旋转切削将近一周，只留3一4毫米不削断，使两半黄壳连接，将蛹倒出即可。、机械切削机一、切削方式 削茧机拟定电动式 ,采用圆形刀片旋转切削。削茧时圆刀与茧为点接触 ,因不是长刀的线与茧接触 ,切削起始阻力小 ,故对茧夹握力度要求小些。二、蛹壳自动分离 采用竖直顺时针方向旋转的圆盘上固定弹簧自动开合夹具送茧 ,其旋转驱壳如图1所示:茧在送茧区进入夹具 ,在压位将茧压下为统一高度 ,经旋转刀片削去茧盖 ,旋至接近下方时 ,削口向下 ,蛹体靠自身重力从壳中掉出 ,茧壳经驱壳器驱落 ,实现蛹、壳自动分离;弹簧在左半圆的自动控制夹具张开 ,处于右半圆时弹簧自动闭压夹具。图1二、研发削茧机的原因 我国的丝绸是我国传统的大宗出口商品，目前已出口并且畅销世界五大州一百多个国家和地区，出口量约占世界总出口量的90%，在世界丝绸贸易中占主导地位并享有盛誉。丝绸是中国的“瑰宝”，是中华文化价值的代表，是我国加入世贸组织后可以主导国际市场的少数几个优势产品之一。在全社会大力提倡绿色消费、健康消费的当今时代，作为纯天然纤维的丝绸，作为绿色、健康的蚕丝产品，不仅受到中上富裕阶层人士的青睐，而且越来越得到一般收入阶层的喜爱和欢迎。更加上科学技术的发展，丝绸的免烫、防皱、可洗、卫生性能逐一得到解决，改变了以往在人们眼中的“奢侈”和“难侍候”的形象，因而，国内外市场的需求正在逐步巨增。 在蚕种生产中按平均公斤茧(600 粒左右) 制35 张蚕种计算 ,每张种削茧达 170 粒左右 ,每万张种削茧高达170 万粒 ,工作量大 ,时间集中 ,使得种场往往在蛹偏嫩时削茧 ,极易造成蛹体损伤 ,偏嫩蛹裸蛹保护也较易感染病害。实现机械削茧 ,不仅可提高削茧速度 ,节省用工 ,更关键的是可以推迟削茧鉴蛹时间 ,可在偏老时削茧鉴蛹 ,减少蛹体损伤 ,降低死蛹率 ,提高公斤茧制种量。另外从种桑养蚕的分布情况来看，国内外拥有大量蚕茧产量，如果单单靠人工削茧，那也无法提搞经济效益。 这就迫切要求研发机械削茧机，对此我们对国内外已有的削茧机进行了研究和改进 ,研制出圆盘送茧、竖直切削、自动掉蛹脱壳的新型削茧机。三、削茧机研发路线（1）目前削茧机存在的缺点 国内的手动削茧器效率低，劳动量大，经济性低；机械削茧器采用手送茧亦影响削茧速度的提高。 由此可知，我们需要研制一种削茧速度大，工人工作量少，且对蛹的伤害程度小的削茧机。（2）削茧机研制原理A、削茧位置 种茧一般长 2737 mm,宽 1523 mm;蛹体长2432 mm,蛹腹部最宽(大)处 7.1512 mm。蚕蛹要从削口处倒出 ,削口最小口径应有 913 mm,茧盖高度47 mm,削去端头茧盖的茧一般只有 2330 mm。若削口小了则倒不出蚕蛹 ,削口大了则容易削伤蚕蛹。手工削茧一般要求将茧竖直偏水平方向约40,沿水平方向削去茧盖 ,这样削口大 ,蚕蛹易倒出 ,并且不会削伤蚕蛹。因此，研制削茧机首先需确定合适的削茧位置,如图2 图 2A 所示:茧处于水平位置 ,机械送茧方便 ,但蚕蛹往往在茧正中位置 ,竖切极易伤蛹;图 2C所示位置 ,对茧形偏球形和蛹偏长的也容易削伤;而B和D的位置 ,能保证削口较大并不削伤蚕蛹 ,所以我们选D所示的这种削茧方式 ,但存在送茧困难的问题。 图2 、切削方式 手工削茧用长刀片 ,推拉式。我们研制的削茧机拟定电动式 ,采用圆形刀片旋转切削。削茧时圆上点与茧接触 ,切削起始阻力小 ,故对茧夹紧力度要求小些。而且圆形刀片旋转速度高，刀刃薄而锋利，切削来的切口平整，易于倒茧，减少对蛹的损伤，提高蛹的成活率。C、传送方式 削茧机即是改手工削茧为机械削茧 。中国现有的削茧机是采用弹簧控制自动开合夹具 、圆盘旋转送茧 、蚕茧在垂直偏水平 40时，高速切削等技术 ,使蛹体在垂直向下时脱出 ,随后驱壳而实现自动切削和蛹壳分离 。这种方式送茧、削茧跟分离，在一定程度上符合茧跟蛹的位置关系，采用圆盘多刀切削，能较好的保证切口的平整。同时利用蛹自身的重力，在一定的角度上去切削，可以保护蛹体完整性，减少蛹体损伤，降低死蛹率。但是，在送茧方式上，其采用了圆盘旋转送茧的方式，效率较低，不符合机械化跟自动化的要求。譬如，在工作放茧时，他要求茧在圆盘的自动开合装置上放置时，要求保证其放置位置，不然就不能很好的完成下一步削茧工序，容易造成蛹体的损伤。所以，在放茧时其必须以人手来一个个的准确放置，这样就对工人的操作技术上有一定的要求，只有工人在熟练操作下才能达到比较高的速度，不符合高效率、自动化生产的要求。 因此，针对圆盘送茧效率低的问题，我们以履带送茧机构代替圆盘送茧机构。履带由带轮带动，带轮的动力来源于电动机。在履带上，安装了U型槽为放茧槽。U型槽与水平方向成一定角度，利用蛹的自身重力，使其倒