机电一体化产品的概念设计方法及其在食品气调保鲜包装机设计中的应用

摘要

本论文对机电一体化产品概念设计方法的国内外研究进行了概括，这些研究在概念设计中的创新方案的产生、创新方案的表达以及创新过程的计算机实现等三个主要关键问题中，都试图建立计算机辅助概念设计系统，力求实现机电一体化产品方案的自动生成。但从已有成果的运行结果来看，还仅仅还停留在实验研究阶段，远远不能应用于工程实践中。本论文将现行机电一体化概念设计理论与工程实际相结合，提出基于“四视图”机电一体化产品方案设计过程模型，并在食品气调包装机概念设计中应用，对气调包装机进行创新设计。 本论文提出了基于“四视图”机电一体化产品方案设计过程模型，以实际的典型机电一体化产品为研究对象，完成了一台新型转台式预制盒食品保鲜气调包装机的概念设计。论文按功能／方法树构建机电一体化系统的功能结构模型，采用机电一体化系统“三子系统”设计方法以及用“四视图”来描述系统的方案设计内容。论文详细研究了变换功能，目的功能和状态变迁推理过程，对气调包装机进行功能创新和功能描述；并采用基于布局草图的模块化设计方法进行结构视图设计。在提高设计效率的同时也提升了产品的设计质量。 设备在旋转式连续送料，包装膜的恒张力控制，气调包装与真空包装技术相融合，换气和热封一体化，交替配气等功能上有所创新；在转盘系统中采用改进余弦加速度规律的伺服控制结构，使包装机达到高精度、高效率低成本的综合要求。 本论文的研究工作对机电一体化产品的概念设计提出了一个较为科学和规范的方法，可以克服主要依赖设计者经验的传统设计方法的局限性，有助于将机电一体化产品概念设计方法在实践中推广应用。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1课题来源

1.2课题研究的目的和意义

1.3机电一体化产品概念设计研究现状

1.3.1国外研究概况

1.3.2国内研究概况

1.4论文的主要研究内容

第二章机电一体化产品概念设计

2.1概念设计的一般概念

2.1.1概念设计的内涵

2.1.2概念设计与技术创新

2.2机电一体化系统的功能设计

2.2.1技术系统与功能设计

2.2.2功能设计方法

2.3机电一体化系统的四视图

2.3.1功能视图

2.3.2结构视图

2.3.3控制视图

2.3.4信息视图

2.4机电一体化概念设计的过程

2.5本章小结

第三章气调包装机功能视图设计

3.1气调包装技术原理

3.1.1MAP技术的保鲜原理

3.1.2气体混合原理

3.1.3气体置换方式

3.2气调包装机功能设计

3.3本章小结

第四章气调包装机结构视图设计

4.1自上而下设计方法

4.2气调包装机工艺动作分解

4.3气调包装机结构设计

4.3.1模具系统

4.3.2转台

4.3.3薄膜卷送机构

4.3.4整体布局

4.4本章小结

第五章气调包装机控制与信息视图设计

5.1混合气体的配置

5.1.1静态气体混合器类型和气体混合原理

5.1.2动态气体混合器类型和气体混合原理

5.2气调包装机控制视图设计

5.2.1配气系统

5.2.2气动系统和PLC控制系统

5.3气调包装机信息视图设计

5.4本章小结

第六章总结与展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文

作者在攻读硕士学位期间所作的项目

致谢