自动剪草机设计1.doc

自动多用剪草机设计
——08公共事业管理5班欧泳森
摘要：首先必须明确一点，本人的专业是公共事业管理（城市管理），所以本人的设计并非十分专业，可能可行性也存在一定的问题，但本人希望通过设计这样一款的剪草机，能够在学到机器制作的原理和零件知识外，还可以通过这样一件跟政府道路绿化维护息息相关的小工具，来思考政府对于塑造环保节约型政府的发展方向，从而给定明确的思路和可能性的建议。
关键词：剪草机、政府、效率、剪刀、设计
(一) 设计背景：
在当今社会，追求效率已经是市场经济主宰下的一个普遍的现象。正如工厂会追求效率以求达到最大的利润，政府会追求政府官员办事效率以求在最短的时间内满足群众的需求来塑造一个服务性政府……所以，在效率至上的社会中，节省办事所耗费的时间就是金钱，就是生命。在现实生活中，维护公路的绿化正是一件耗费大量人力物力的事情，同时也是一件复杂无比的工作。剪草，洒水，施肥，这些过程是一个都不能省的，因此，如何在这些过程中提高剪草机、洒水器、施肥工具等的科技含量，工作效率，操作性能等，这些都是当今时代所重点研究的课题。
在当代的各种企业，对于剪草机的改进，通常是留在了剪草机的各个部件的改进，如剪草机的刀片的锋利性、剪草机的工作效率等的问题，对于剪草机的自动化设计，剪草机的多用性等都只停留在一个比较低的一个认识研究层次，因此，本人将由剪草机的各种功能，剪草机的功能优化，剪草机自动化设计，剪草机的节约人力从而提高效率的研究课题出发，设计一款新型的多用性的自动型的剪草机，适用于道路绿化的维护，绿化带如公园草地，高尔夫球球场，足球场等的草地的维护，从而更多地减少传统作业中所消耗的人力物力，从而达到节约型社会，可持续发展的要求，进一步改进我国的高消耗经济发展，从而节省政府的支出，更好地为人民服务。
(二) 设计目的与创作方向：
1. 设计目的：
本设计在一定程度上更加提高了剪草机的科技含量，因此，该剪草机的设计目的，一方面，是为了能够尽可能的进一步将物理原理和传感、人工智能等的新科学技术应用到各种行政领域和密切的我们的日常生活。这样，在普通的生活中，我们就能够与新科技更加接近，这样在一方面也能促进更多的人进行科学研究，有一定的教育意义。
另一方面，提高剪草机的技术含量，总的来说，就是要节省工作的效率，提高各个企业或机关单位特别是政府机关在环境维护程度与范围，节省各个企业或机关单位在环境方面的投入资金，进而能够节省社会工作时间，最终目的是共同为环保节约型可持续发展社会作一份贡献。
本人从剪草机出发，是因为剪草机是我们生活中十分普通的一件机器，但在现实中，却往往忽略了最大化地去发挥剪草机的功能，如剪草机除了剪草外，其他功能都几乎被人遗忘了，在一定程度上是一种浪费，技术人才的浪费，人们往往在利用剪草机以后，还需要大量的人力物力来清理现场的废枝条等，在剪草过程中，还需要耗费大量的精力，可以说，跟人工剪草差不多，还是十分的浪费时间。在如今的市场经济知道下的社会，无论是对于企业还是对于政府来说，都是一种有违马克思主义辩证唯物主义的。（跟本专业公共事业管理挂钩，从政府的小处入手，来解决政府的效率不高问题。）所以，本剪草机的改造和创作是符合社会时代潮流的，同时是十分有意义的。
2. 创作方向与应用理论：
创作方向：——本设计将在以下这些地方进行优化
——总的方向：人性化设计，节省材料与降低成本，提高效率。
1) 剪草机剪刀：一改以往剪草机的剪刀笨重粗大的形象，分别设计两种剪草机的刀片，因本设计以多用为主，所以在剪草机下端和上端分别会有剪刀，但两种剪刀的设计和运作方式都会不同，详细下面分析。同时，刀片的灵活度也将进一步利用物理的轮轴和杠杆原理等加大强化，同时剪草高度和范围也会进一步扩大和精确。
2) 剪草机的内部控制系统：系统的优化将会重点在剪草机的自动运作和其他附加功能的控制，如传感自动系统，吸尘系统，噪音控制系统等，到时可能用到的物理应用有：红外线传感器的应用，压强吸附原理，噪音消减材料，电磁感应等，这些都将比以往的电动剪草机拥有更多的功能，如吸附碎草，消减噪音，控制剪草高度，自动转变方向，自动避开阻碍物等，同时也是更加地贴近民生，安全性能高，降低成本，提高效率，是更加人性化的设计。
3) 剪草机外表材料和体积：外表材料将不再是笨重的铁或者是铜，而是具有以上材料特性的耐高温耐磨硬性大的泡沫陶瓷，在一定程度上环保，更在一定程度上消除了噪音对居民的影响。与以往的剪草机不同的是该设计更具有人性化和操作化，能够更加地贴近人民的生活与实际使用，在更大的程度上，体现政府创新，先进的形象，同时增加政府的信用度。
PS——该设计参考的理论书籍：
《剪草机生产工艺,剪草机配方,剪草机技术资料专题》
《园林行业标准规范及产业法规政策实用全书》
《现代草坪养护管理技术问答》，化学工业出版社，赵美琦 孙学智 赵炳祥。
(三) 设计图及其介绍
1、 总的概述：
剪草机重量：50kg； 颜色：绿黑色；
运行方式：电动(电池及直充电式)/多用手推式；
功率：1KW； 体型：宽1.5米，高1米，长1.5米；
剪草容量： 15kg； 外形材料：高温陶瓷，底盘为铝合金
工作时间：10小时； 充电时间：15小时；
2、 各部分解释说明：
上端剪刀：（公开折叠式）双相不锈钢剪刀，采用镰刀式的造型，用于更好地除掉硬性较大的枝条。外缘加上锯齿的设计，提高剪草的效用。
下端剪刀：（隐藏式）立轴带动的旋刀式刀片，剪草宽度480mm 剪草高度20-80mm，铝合金(钢制）底盘，刀片用不锈钢制造。
噪音控制系统：主要是分布在剪草机外壳的吸引材料跟内壁上的新添加的隔音板构成。
自动化系统：小型电脑（可远程控制），同时当输入线路图及各种其他数据时，能够根据传感系统传来的数据进行分析，从而能够自动的转向和剪草。自动化系统会根据技术人员输进去的数据进行自动剪草，但当红外线感应到前方具有阻碍物时，传感器将数据传到自动化系统，这时接受的红外线数据增多，使得阻碍电流增加，电流减少使得磁力减少，电路将会断开，从而剪草机停止运作。
高度调节传感系统：红外线感应草的高度等，同时前方红外线传感器将会接受障碍物数据，从而将数据通过反向电流的方式传给发电机再由发电机传到自动化系统中。这样，当障碍物数据增多时，阻碍电流就会增加从而使得工作电流减少，从而使得的继电器所产生的磁力减少，次电路断开。
“吸尘”系统：采用吸尘器的原理。装在内部存放舱下方，负责在进行草坪剪草时的吸草工作，这样剪草过后的草就不用再花费人手去清理，有利于工作效率提高和劳动力成本的降低。
伸缩型臂杆：连接发动机的直接装置，随着发动机的发动和自动系统的控制进行操作，同时也可由手动控制杆来控制。材料只要用耐磨防腐性强的同时伸缩型较大的高速钢制作，虽然价格会高了一点，但最重要是保证剪草机的性能能够达到一个优化后的目标，使得剪草机具有耐用实用效果。在臂杆的里端（即连接电动机端），设有安全保护盖，用来存放不作业时的剪刀，这样能够使得剪刀的安全性增加。而保护盖的大小由剪刀大小来定。
内部存放舱：体积占剪草机的五分之四，是剪草机的主要部位，用于存储从下端剪刀吸引上来的杂草，主要是在剪草机在草坪工作时使用。因内部强大的气压力，因此杂草将会在里面被压缩，被挤成很小的空隙，所以，在一定程度上，加大了内部存放舱的容量，连接在其下方的“吸尘”系统。
外壳：材料将会是新型的泡沫陶瓷材料。泡沫陶瓷具有气孔率高、比表面积大、抗热震、耐高温、耐化学腐蚀及良好的机械强度和过滤吸附性能，在一定程度上，能够降低或者消除剪草机运作时的噪音污染，使得剪草机能够在夜间活动，不影响白天的交通运作。同时，泡沫陶瓷的强度和抗震性都比较好，能够抵挡在作业时的震动和热量，成本不高，能够节能兼较少开支，符合人性化设计要求。同时因其重量比铁的要低，所以也能解决在搬运上的问题。
手动控制杆：在手动状态下，控制剪草伸缩臂杆的运作，从而能够灵活剪草，用于一些特殊的剪草方位或特殊的需要修剪的树木的修剪。当运作时，自动化系统自动断开电源，以减少耗电和增加安全性。
连接处：发电机怎样控制剪刀这是一个难点。本人参考日本汽车作业时的机器，想到了可以利用空气柱的方式，当通电时，电动机轮轴拉动剪刀臂杆往里面运动，由于往里面运动使得活塞向下压缩空气，增大了压强，产生向上的压力，这时，由于连接处有松动，所以推动臂杆向外运动，当臂杆向外运动到一定程度，发电机又对其产生了压力，所以又重复前面的步骤，这样，臂杆就能往复运动。而运动的幅度，我们可以用控制空气柱的空气量和连接电动机的轮轴的长度和伸缩性来决定。
安全手杆：拉动它时能够立即制动，切断电源，这样保证作业者安全和防止突发情况发生。
滑轮：四个滑轮在四个角落，用来方便运动剪草机。滑轮压力按照普通轿车的轮胎制作，用来承受剪草时的压力，同时在四个轮胎上方，有制动装置，用来防止和控制电动机的运动速度和失控。
工作原理：
当红外线接触到外界传来的信息：绿化的高度，绿化的种类，就会将得到的信息传给传感器，传感器将这些信息通过光纤传到自动化系统中，系统将会对这些数据进行处理，按照工作人员预先输入的有关各种物种的资料，对数据进行处理归类，得到一个可靠地决定，接着下达指令。当这时主电路连通，铁片跟继电器接上，次电路连通，这样电动机发动，使得拉动轮轴，剪刀在空气柱压缩滑轮的帮助下，进行往复运动来剪草。红外线传感器连接在主电路上，进行监察，同时，小型电脑与红外线连通，进行数据呼唤。这样就形成了自动系统。

3、 设计图：

4、 预计应用市场与产品展望：
预计应用市场：据统计，现在剪草机主要运用在道路绿化维护，球场草坪等，并没有接触到平民百姓的家中。所以，预计的市场应该是政府，根据本专业的专业知识，如果该产品的可行性比较高，那么，我建议，该产品如果是由政府来主导（即推理得出：当政府主导一些与人民密切相关的高科技的东西，并持乐观与分享态度，对人民有方便之处，那么科学在社会的传播将更加普遍，将推进社会发展。）所以，根据本产品设计完后的成型，以本人的推断，该产品由于价格中上偏贵，应用到的地方将是道路绿化维护和大型球场草地的修剪。
产品展望：对于小型的球场或者是平民百姓家的应用应该不会太广泛。因此，可以进一步优化，如制成小型的多用化自动剪草机，在自动上更加地人工智能化，这是该产品的发展方向，同时也是不足之处。
(五） 与本专业联系：
从小处入手，告诉政府在各个领域进行技术提高，如政府投标系统的科学性，政府运作的制度化科学化，民意搜集的途径的更新等，从而降低劳动成本，提高工作效率，增加政府的市场竞争化，同时为政府塑造环保节约型政府作出了贡献。
更加提醒政府要提高各个系统的技术含量，增加其行政效率，一改如国有企业的高身段，低效率的形象，真正引进社会新活力，从而激发社会市场的活力与创新能力，更加显现出政府的先进性，这也是践行三个代表，科学发展观的很好的体现。同时，只有提高政府对科学的重视程度，才能形成全社会的良好科学氛围与风气的形成，在此上面，政府应起主导作用。