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.docx

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口科技创造制作A类科技创造制作B类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）组委会秘书处形式审查意见审查人（签名）组委会秘书处审查结果口合格口合格口不合格负责人（签名）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(I)国内削革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。 A、手动削茧器：批注C2:右手握住刀柄，左手大母指、二母指、中指捏住英的大头，将茧的另一端插 进插革孔，右手向外旋转，左手向里旋转，旋转切削将近一周，只留34空米 不削断，使两半黄壳连接，将蛹倒出即可。B、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、蛹壳自动别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，在压位将重压下为统一高度，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、壳自动别离;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I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。更加上科学技术的开展，丝绸的免烫、防皱、可洗、P.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 往往在蛹偏嫩时削造，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，不仅可提高削英速度，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.，提高公斤茧制种最。 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（I）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；机械削革器采用手送英亦 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7.1512mm。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 mnv.假设削口小了那么倒不出蚕蛹， 削口大了那么容易削伤蚕蛹。手工削茧股要求将茧竖直偏水平方向约40。，沿水 平方向削去英盖，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,对连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蜥，所以我们选D所示的这种削策方式，但存 在送茧困难的问题。图2B、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FL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别离.这种方式送 茧、削茧跟别离，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。同时利用蛹自身的市.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革工序，容易造成蛹体的损伤。所以，在放苗: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到达比拟高的速度，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网盘送英机构。 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，使其倒到一边留出更多的切 削空间。<3）关键技术的解决途径A、落茧机构：我们采用振动盘将蚕茧从振动盘中一个个输送到U型槽中，由于存在不明 因素的干扰，有可能是茧无法刚好落到U型槽中，因此在U型槽上面增加一个 过滤装置，它可以随自身的中心轴转动，保证茧能够准确掉到U型槽中。（机构 简图如下）1振动盘1振动盘图3B、削茧刀动力传递系统与送茧动力传递系统：低速旋转送茧及高速旋转刀片削茧驱壳器驱壳均需动力。本机拟采用电机 轴直连切削刀片，以2 800r/min的高速旋转切削，阻力小且削口平整：另一 电机经过减速带动带轮转动，实现直线送茧，送茧速度暂定为0.2米/秒（1秒切 屑10个）。C、夹具:蚕茧的形状与大小存在差异，对夹具有特别要求。通过对蚕茧的统计分析, 选取最优方案设计夹具。装夹示意图如图5所示:B向传送带上装配的U形槽具有弹性。当U形槽经过压板B时，通过压板导杆上的弹簧使压板将蚕茧压实在U形槽中，此时U形槽左右两壁受压力向外张开，夹紧 蚕茧。同时被夹紧的蚕茧的尾部再与水平顶板A相接处，使蚕茧的另一头顶在固 定的定位板上，完成定位。D、切削机构：定位完成后切削机构如卜图6所示图6当定位完成后，由圆刀片C将蚕茧的一端削去（切削角度，切削量均可调）。电机 转速为2800转/分。结论：自动造种切割机采用的技术科学可行，且投入本钱低，有利于企业提高生产 效益，降低茧种的生产本钱，有利于我国蚕业生产开展。G1.大赛评审委员会预审意见粘贴处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工程或集体 工程填写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、科技创造制作）分别填 写Bl、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。3 .表内工程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 （假设是外文，请附中文本），请以4号楷体打印在A,纸上（文章 版面尺寸14.5x22cm）,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。G2.大赛评审委员会终审意见粘贴处A2申报者情况（集体工程）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 情况确实认。申 报 者 代 表 情 况姓名王李性别男出生年月1986.12学校华南农业大学枫剋,物臧工繇价解酎雕雕同0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 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 其 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 部门意见以上作者要 成人教育、 研究生或整口是口否之否为2009年7月1日前正式注册在校的全日制非 非在职的高等学校中国籍专科生、本科生、硕士学士研究生。（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（科技创造制作）说明：1.必须由申报者本人填写；2.本局部中的科研管理部门签章视为对申报者 所填内容确实认；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 品创造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、创造的 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 培肓过程中，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，假设使用机械代替人工，那么可防止该 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 防止切伤蛹，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。本机那么 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，还可到达较低的死蛹率。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 形式口实物、产品口模型口图纸口磁盘现 场演示口图片口录像口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，投入本钱低。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 日口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 日批注Cl:茧种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.推荐者填写此局部，即视为同意推荐；4.推荐者所在单位签章仅被视为对推 荐者身份确实认。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 85280632住宅 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局部， 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，且本钱相对较低，假设投入 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 85280632住宅 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缺乏，也有效地降低了成 本，提高了效益。而人工本钱不断增加，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