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论文题目：管道爬行器的研究与设计学生姓名：所在院系：机电学院所学专业：机械设计制造及其自动化导师姓名：完成时间：摘要本课题是在对管道爬行器的结构和运动研究分析的基础上。
本次设计在Solidworks的基础上构建管道爬行器的若干套三维造型，然后依据要求进行选择。
最终方案采用列车连接结构,伸缩结构和“伞”型结构，以适应管道内部的弯道和大范围内径变化管道。
通过电气控制，使各电机顺序动作以完成通过十字型和丁字型等较复杂的管道,通过新型吊环的调节始终保持摄像装臵与水平面的平行。
对管道爬行器的控制要求，采用常规的电气控制分析方法设计电气部分的控制电路，最终方案采用人工控制电机的顺序动作进行管道内的转弯，里程计反馈信息与管道工程图相结合的方法来进行爬行器的定位。
为研究管道爬行器打下了一定的基础。
关键词：自适应性，伸缩结构，内径变化，新型吊环，SolidworksThe research and design of piping crawl robotAbstractThe question for discussion base on the structure of piping crawl robot an-d the moving investigation'analyze. This project bases on Solidworks to concei-ve some 3D sculpt of crawl r-obot, then by requestion carry through choose. The final scheme adopt the structure about train and flex structure and umbrell astructure, for the sake of adapting tothe pipeline that can change radius in gr-eat range. And succeed overpassing crossmodel and t-shaped model complicated piping by the sequentially-operation of the electric motor ,and always can keep parallel state between vidicon setting and horizontalgeby adjusting by the new fiying rings system.Gave the request for the contral of piping crawl robot. Ad-opt nomothetic approach about electrical control analysis for control circuit des-ign ofelectric parts.The final project adopt the manual control the electr-ic mot-or’s sequentially-operating make the machine pass the curved conduit.To adopt the way which use milemeter feedback information couple with piping’s sched-ule drawing for allocation.The paper lays the theoretic foundation for research piping crawl robotKeywords: From the adaptability, Flexible structure, Inside the path variety,New fiying rings system,Solidworks目录1 绪论 (1)2 设计方案初步分析 (2)2.1 无线控制与有线控制的选择 (2)2.1.1 有线控制及拖拽 (2)2.1.2 非拖曳 (2)2.2 驱动方式选择 (2)2.2.1 轮式爬行 (2)2.2.2 履带爬行 (3)2.3 姿态调整的选择 (3)2.3.1 加传感器的关节进行调整 (3)2.3.2 利用吊篮方式进行调整 (4)2.3.3 采用新式吊篮进行调整 (4)2.4 自适应分析 (4)2.4.1 伸缩臂长和加弹簧方式 (5)2.4.2 伸缩臂长和“伞”型摇杆 (5)2.5 方案的基本确定 (5)3 方案一的设计与分析 (5)3.1 机身的设计 (6)3.2 机腿的设计 (6)3.2.1 伸缩单元 (7)3.2.2 变长单元 (8)3.2.3 关节单元 (8)3.3 驱动轮的设计 (8)3.4 方案一的分析 (9)4 方案二的设计与分析 (9)4.1 机身的设计 (9)4.2 机身内部传动结构设计 (9)4.3 进给螺杆与螺母的设计 (10)4.4 吊篮的设计 (10)4.5 机腿的设计 (11)4.6 方案二的分析 (11)5 方案三的设计与分析 (12)5.1 机身的设计 (12)5.2 机身内部传动机构的设计 (13)5.2.1 进给丝杠和螺母的设计 (13)5.2.2 选择联轴器 (17)5.2.3 选择键 (17)5.3 吊环的设计 (18)5.4 轴承的设计 (18)5.5 机腿的设计 (19)5.6 驱动轮的设计 (19)5.7 管道爬行的实现 (20)5.8 管道内路口转弯的实现 (20)5.9 总体装配体设计 (21)6 管道爬行机器人的功能分析 (21)7 管道爬行机器人的动作分析 (22)8 电气控制基本元器件的选取 (22)8.1 电机的参数计算与选取 (22)8.1.2 驱动轮电机的参数计算 (22)8.1.3 主电机参数计算 (23)8.1.4 机器人动力源的选取 (24)8.2 电源的选取 (24)8.3 电机调速元件的选取 (25)8.3.1 串联电阻调速方法的实现 (25)8.3.2 新型调节脉宽PWM型调速的实现 (26)8.3.3电机调速方法的确定及元件的确定 (27)9 电路设计 (28)9.1 轮足电机动作的正转与反转的电路设计 (28)9.2 前后伞足的张开闭合电路设计 (28)9.3 电机部分总电路设计 (29)9.4 电机顺序动作的电路设计 (30)9.4.1 人为控制 (30)9.4.2 逻辑控制 (30)9.4.3 单片机/PLC进行自动控制 (31)9.5 照明系统的电路设计 (32)9.6 管道内机器人定位系统（PDPS）的设计 (33)9.6.1 爬行器管道内定位方案的提出与分析 (33)9.6.2 机器人定位系统部件的选择与设计 (35)10 结论 (36)11 结束语 (37)致谢 (38)参考文献 (38)1 绪论随着社会的发展和人民生活水平的提高，天然气管道以及各种输送管道的应用越来越多。
阀门机械课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握阀门机械的基本结构及其工作原理，能够描述不同类型阀门的功能及适用场景。
2. 使学生了解阀门机械在工业流程中的作用，能够分析阀门在实际应用中的重要性。
3. 引导学生掌握与阀门相关的工程术语，理解相关技术标准。
技能目标：1. 培养学生运用CAD等软件绘制阀门零件图和装配图的能力，提高空间想象力和工程图纸阅读水平。
2. 通过动手实践，使学生掌握阀门安装、调试及维护的基本方法，具备一定的操作技能。
3. 引导学生运用所学知识，解决实际工程中阀门机械的简单故障，培养解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对阀门机械及其在工业领域应用的兴趣，培养探究精神和创新意识。
2. 培养学生的团队合作精神，学会在团队中沟通、协作，共同完成任务。
3. 引导学生关注阀门机械在环保、节能等方面的意义，树立正确的工程伦理观念。
本课程旨在结合学生年级特点和学科要求，通过理论教学与实践活动相结合的方式，使学生在掌握阀门机械知识的基础上，提高实际操作技能和解决问题的能力，培养具备创新精神和团队协作能力的工程技术人才。
二、教学内容1. 阀门基础知识：介绍阀门的基本概念、分类及结构，包括截止阀、球阀、蝶阀等常见类型，对应教材第一章。
- 阀门的选用原则及应用场景- 阀门结构及工作原理2. 阀门设计与绘图：学习CAD软件在阀门设计中的应用，绘制阀门零件图和装配图，对应教材第二章。
- 阀门零件图绘制方法- 阀门装配图绘制方法3. 阀门安装与调试：讲解阀门安装、调试及维护的基本方法，对应教材第三章。
- 阀门安装工艺要求- 阀门调试及维护方法4. 阀门故障分析与处理：分析实际工程中阀门常见故障，探讨解决方法，对应教材第四章。
- 阀门常见故障及原因- 故障处理方法及案例分析5. 阀门在工业流程中的应用：探讨阀门在工业流程中的重要作用，结合实际案例进行分析，对应教材第五章。
- 阀门在工业流程中的功能- 阀门选型与应用实例教学内容安排与进度：本课程共分为五个部分，每个部分包含两个课时，共计10个课时。
A01-001 1.5兆牛摆动剪切机构设计毕业设计A01-002 1G-160型旋耕灭茬机总体及侧边传动装置设计A01-003 2YAH1548型圆振动筛设计A01-004 10t桥式起重机小车运行机构设计A01-005 63CY14-1B轴向柱塞泵改进设计A01-006 100TPD植物油反应釜设计A01-007 200D多段离心式清水泵结构设计A01-008 200米液压钻机变速箱的设计A01-009 ２５０线材轧机的设计毕业设计A01-010 350中轧线材轧机设计毕业设计A01-011 500开坯线材轧机设计毕业设计A01-012 800大型轧机设计（毕业设计）A01-013 1700冷轧机组卷取机设计（毕业设计）A01-014 2100标准型圆锥破碎机设计（毕业设计）A01-015 CG2-150型火焰仿型切割机A01-016 DZ60振动打桩锤的设计A01-017 FDP-15非开挖导向钻机主机体设计A01-018 GBW92外圆滚压装置设计A01-019 JH31-315机械压力机传动系统的设计A01-020 JK型建筑卷扬机设计A01-021 JZ16T型凿井绞车A01-022 JZ—I型校直机精密校直机的控制系统A01-023 LMXC-Ⅰ型露天选采机液压系统设计A01-024 LS40-85型圆锥筛毕业设计A01-025 TGSS-50型水平刮板输送机-机头段设计A01-026 XQB小型泥浆泵的结构设计A01-027 ZMJ型自动和面机（单轴）的设计A01-028 摆动剪切机构设计毕业设计A01-029 变速叉的工艺规程及铣7mm的侧面的工装夹具设计A01-030 播种机设计毕业设计A01-031 柴油机曲轴设计毕业设计A01-032 超厚多针保温被绗缝机A01-033 齿辊破碎机详细设计毕业设计A01-034 齿轮箱故障诊断实验研究毕业设计A01-035 齿轮油泵轴的失效分析及优化设计A01-036 冲压废料自动输送装置毕业设计A01-037 传动剪板机设计毕业设计A01-038 锤式破碎机毕业设计A01-039 打印机压轮设计A01-040 带式输送机设计毕业设计A01-041 单轴面筋脱水机毕业设计A01-042 单柱校正压装液压机A01-043 定量杯式灌装机毕业设计A01-044 定量泵式灌装机A01-045 仿生非光滑消光特性测试仪A01-046 飞机起落架设计运动仿真毕业设计A01-047 粉末压力成型机传动系统的设计A01-048 干粉压片机毕业设计A01-049 干燥机热源装置设计A01-050 钢板校平机设计A01-051 钢筋矫直切断机的设计A01-052 高楼外墙清洗机毕业设计A01-053 行星齿轮减速器减速器的虚拟设计A01-054 环面蜗轮蜗杆减速器A01-055 活塞结构设计与工艺设计A01-056 机械式四档变速器毕业设计A01-057 机械手、机器人毕业设计A01-058 机械手设计（送料机器人）毕业设计A01-059 机械手完整图纸及毕业设计A01-060 计量充填包装机毕业设计A01-061 简摆颚式破碎机毕业设计A01-062 轿车五档变速器设计A01-063 解放CA10B手动变速箱结构设计A01-064 精密播种机毕业设计A01-065 矩形型材端面坡口铣削机设计A01-066 卷板机设计毕业设计A01-067 卷筒机设计毕业设计A01-068 空压机机械系统设计A01-069 离合器毕业设计A01-070 立式螺旋卸料离心脱水机选型与设计A01-071 连续立式热成型—充填—封口机包装机设计A01-072 连续卧式热成型-充填-封口包装机A01-073 链驱动双层升降横移式立体车库A01-074 链式输送机传动装置+AotoCADA01-075 流体阻力及噪声实验台设计A01-076 履带式推土机毕业设计A01-077 某机床的主传动系统毕业设计A01-078 牛头刨床毕业设计全套A01-079 抛光机设计毕业设计A01-080 刨煤机传动系统及缓冲装置的设计A01-081 刨煤机输送系统与滑架设计A01-082 普通带式输送机设计毕业设计A01-083 起毛机主传动结构设计毕业设计A01-084 气动扳手设计毕业设计A01-085 千斤顶零件图、装配图及模型库solidworks A01-086 枪管精加工机设计A01-087 热成型—充填—封口包装机A01-088 三辊卷板机设计A01-089 三级减速器的整体设计毕业设计A01-090 桑塔纳2000机械变速器毕业设计A01-091 双螺杆挤出机毕业设计A01-092 双腔鄂式破碎机设计A01-093 水平刮板输送机毕业设计A01-094 塑料粉末静电喷涂生产线A01-095 隧道掘进机概况及管片受力的有限元分析A01-096 天然气汽车供气系统减压装置设计A01-097 贴体包装机毕业设计A01-098 铁水浇包倾转机构的设计A01-099 土槽车传动及工作装置设计A01-100 弯管机设计A01-101 尾闸机构毕业设计A01-102 无摩擦球阀设计毕业设计A01-103 洗面乳瓶盖塑模设计A01-104 铣边机毕业设计A01-105 小型三辊卷板机设计A01-106 小型手扶水稻割捆机设计A01-107 型钢堆垛机A01-108 压力机与垫板间夹紧装置的设计A01-109 阳极板自动生产线后翻板机械手A01-110 液氨储罐（卧式）设计A01-111 液压拉力器设计A01-112 移动式X光机总体及移转组件设计A01-113 用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器毕业设计A01-114 月壤车轮土槽测试系统机械装置A01-115 轧钢机设计毕业设计A01-116 支撑掩护式液压支架总体方案及底座设计A01-117 直径800X800锤式破碎机的设计A01-118 铸铁机设计毕业设计A01-119 自然变向式平面转弯带式输送机设计A01-120 钻孔机器人毕业设计A02-001 轮式装载机行走系统及其装置设计A02-002 起重机总体设计及金属结构设计A02-003 火车制动梁用异型材矫直机的设计A02-004 带式输送机摩擦轮调偏装置设计A02-005 大流量安全阀毕业设计A02-006 大功率减速器液压加载试验台机械系统设计A02-007 采煤机截割部的整体设计A02-008 三环减速器毕业设计A02-009 自控带角边新型皮带机A02-010 玉米脱粒机设计说明书A02-011 移动式X光机总体及移转组件设计A02-012 气箱脉冲煤磨袋式除尘器设计A02-013 Φ3×11M水泥磨总体设计及传动部件设计A02-014 零前角阿基米德齿轮滚刀的齿形误差检测A02-015 机播小麦种子与肥料适宜间隔距离研究A02-016 凸轮机构设计毕业设计A02-017 5自由度焊接机器人设计A02-018 破碎机毕业设计A02-019 瓶塞注射模设计A02-020 牛头刨床课程设计A02-021 牛头刨床毕业设计A02-022 煤矿主排水设备选型与安装设计A02-023 螺旋千斤顶设计三维A02-024 立式加工中心主轴组件的结构设计A02-025 锤片粉碎机A02-026 YQP36预加水盘式成球机设计A02-027 XT-Sepax三分离选粉机设计A02-028 精密播种机毕业设计A02-029 经济型掩护式液压支架的设计A02-030 绞盘机的减速机构设计A02-031 花生去壳机毕业设计A02-032 糕点切片机设计A02-033 自动运输机的设计A02-034 四轮农用车转向系统毕业设计A02-035 振动筛毕业设计A02-036 型钢堆垛机的毕业设计A02-037 调料混合机结构设计马广勇A02-038 离心机毕业设计A02-039 铝型材横移输送机械的设计与分析A02-040 水平刮板输送机毕业设计论文与CAD图纸A02-041 塑料卧式混合机A02-042 挖掘机行走装置设计A02-043 钢球研球机设计毕业设计及全套CAD图A02-044 锅炉原理设计课程设计A02-045 PE400X600颚式破碎机毕业设计A02-046 齿轮箱典型故障分析及系统搭建-毕业设计A02-047 1500储罐设计论文及储罐CADA02-048 20T履带挖掘机工作装置设计A02-049 阀堵工艺工装设计及CADCAM毕业设计A02-050 T108吨自卸车拐轴的断裂失效分析及优化设计A02-051 行星齿轮减速器减速器的虚拟设计A02-052 湖南大学球型包装盒设计A02-053 金属切削机床课程设计A02-054 GE283型纺织机寸行传动件的设计研究A02-055 推力机机械系统设计A02-056 颗粒状糖果包装机设计A02-057 浙江海洋学院带式运输机传动装置设计A02-058 运送铝活塞铸造毛坯机械手设计A02-059 三自由度圆柱坐标型工业机器人设计A02-060 平面关节型机械手设计A02-061 液压控制阀的理论研究与设计毕业设计A02-062 履带引导轮设计毕业设计A02-063 中央空调系统设计毕业设计A02-064 青饲料切割机A02-065 自行车无级变速器毕业设计A02-066 焦作大学旋风除尘器的设计A02-067 新型免胀套、免键联接等强度滚筒设计A02-068 焦作大学闭风器的设计(CAD%PROE)毕业设计A02-069 农作物清洗机毕业设计A02-070 振动筛设计球磨机产品A02-071 毕业设计DTⅡ型固定式带式输送机A02-072 刀具课程设计拉刀A02-073 牛头刨床六杆机构运动分析程序设计A02-074 曲轴润滑油孔专机的设计研究设计A02-075 325桥式起重机起升机陈义A02-076 B6065牛头刨床推动架A02-077 B6065刨床推动架设计A02-078 八轴转塔自动换刀装置设计A02-079 泵盖类设计课程设计A02-080 复摆鄂式破碎机A02-081 斗式提升机毕业设计A02-082 水平刮板输送机A02-083 JZ16T型凿井绞车总体设计A02-084 带式输送机的转动装置设计毕业设计A02-085 自动洗衣机行星齿轮减速器的设计A02-086 300吨每小时煤粉带式输送机设计A02-087 管套压装专机结构设计A02-088 硫化机的设计A02-089 往复送料机构机械原理课程设计A02-090 113桥梁式集装箱起重机设计A02-091 保持架焊接课程设计A02-092 桥式起重机副起升机构设计A02-093 车载起重机设计毕业设计A02-094 喷油器的设计A02-095 普通带式输送机设计毕业设计A02-096 AWC机架现场扩孔机设计A02-097 柴油机曲轴断裂分析A02-098 设计绞车传动装置A02-099 绞肉机的设计A02-100 轴向柱塞泵设计A02-101 玉米脱粒机设计毕业设计A02-102 离合器的毕业设计A02-103 变速器毕业设计资料A02-104 JX084双齿减速器设计A02-105 电梯机械部分系统结构设计A02-106 曲轴箱前端面卧式钻孔专用机床毕业设计A02-107 凸轮机构的模糊优化设计A02-108 带式输送机传动滚筒的设计A02-109 立轴式破碎机总体及部件设计A02-110 支架零件图设计毕业设计A02-111 烤面包机的设计与制作毕业设计A02-112 带式输送机设计毕业设计A02-113 DTⅡ型皮带运输机设计A02-114 搅拌反应器设计毕业设计A02-115 带式输送机传动装置毕业设计A02-116 内充种气吸玉米免耕播种机的设计—镇压部分的设计A02-117 机用虎钳课程设计A02-118 机械手结构的总体方案设计毕业设计A02-119 定尺机装置设计毕业设计A02-120 卧式搅拌器结构设计(PROE三维设计+CAD)A03-001 离心通风器毕业设计A03-002 转子零件设计与加工A03-003 压力容器毕业实习A03-004 扬州大学纺机凸轮轮廓曲线等线速CNC磨削技术研究A03-005 小型蜗杆灯具提升机设计A03-006 托森差速器的设计A03-007 毕业设计-混砂机的设计A03-008 JD—4040拖拉机配置JD—4200液压翻转犁机组通过性校核A03-009 MG400940-WD型采煤机毕业设计A03-010 套件材料聚酰胺设计A03-011 组合清粮机设计毕业设计A03-012 新型组合清粮机的设计毕业设计A03-013 干粉压片机（毕业设计）A03-014 1750×12000回转窑设计A03-015 刮板式流量计设计A03-016 扩孔机设计A03-017 龙门起重机设计毕业设计A03-018 举升机设计毕业设计A03-019 鼓形齿联轴器的设计A03-020 宠物垫的部件机械设计A03-021 干燥机设计毕业设计A03-022 自动刀架毕业设计A03-023 炼铁厂料堆混匀槽电除尘系统工艺设计A03-024 双头铆接机设计A03-025 印制板翻板机的设计A03-026 台式起重机起升机构设计A03-027 多功能甘蔗中耕田管机改进设计A03-028 锅炉房毕业设计A03-029 LHT-20017型拉线机毕业设计A03-030 回旋冲击钻具轴承结构及润滑方式设计A03-031 回旋冲击钻钻具星型运动结构设计A03-032 大排量斜盘式轴向柱塞泵毕业设计A03-033 大直径桩基础工程成孔钻具II型钻具总体设计A03-034 大直径桩基础工程成孔钻具I型钻具总体设计A03-035 厌氧接触氧化法处理屠宰废水设计A03-036 飞机前起落架机构设计毕业设计A03-037 南京工程学院MPS加工站机械设计A03-038 滑块厚度综合检测平台系统总体设计A03-039 滑块厚度综合检测平台检测平台设计A03-040 滑块厚度综合检测平台控制系统软件部分A03-041 滑块厚度综合检测平台控制系统硬件部分A03-042 HSG焊接式连接液压缸结构设计A03-043 2×132630-WD采煤机可调行走箱设计A03-044 2吨液压挖掘机的挖掘机构bA03-045 3.0吨调度绞车的设计A03-046 4000TH差动分级齿辊式破碎机A03-047 8000kN立柱试验台结构设计A03-048 浓缩机毕业设计A03-049 AMT自动变速器离合器执行机构设计A03-050 AUTO-CAD课程设计A03-051 DZ60振动打桩锤的设计A03-052 FDP-15非开挖导向钻机主机体设计A03-053 G7116型弓锯机的设计A03-054 400型水溶膜流研成型机A03-055 MG132315-WD型采煤机设计A03-056 MG180435-W型液压牵引采煤机截割部设计A03-057 机械制造设计基础課程設計A03-058 PF455S插秧机及其侧离合器手柄的探讨和改善设计A03-059 ZL15型轮式装载机工作装置设计A03-060 滚筒采煤机截割部的设计A03-061 行星齿轮减速器设计A03-062 悬臂式斗轮取料机设计A03-063 气动工业机械手毕业设计A03-064 水峪矿300万吨新井设计A03-065 堆取料机皮带机设计A03-066 采煤机械毕业设计A03-067 10m3机械式定量阀的研究与三维造型设计A03-068 75米钻机的总体设计A03-069 儿童安全臂设计A03-070 ZL40装载机反转连杆机构工作装置的设计A03-071 基于翅状热沟犁削的最佳后角的研究A03-072 南京工程学院MPS安装站机械设计A03-073 TMJ200型水果糖糖料拉白机A03-074 YZY400静力压桩机设计开发－大身结构有限元应力、强度分析A03-075 夹桩机构的设计毕业设计A03-076 刨煤机的截割部设计及滑靴设计A03-077 前横架课程设计的零件图与毛坯图和工艺卡片A03-078 中单链型刮板输送机设计A03-079 中国矿业大学ML280螺旋钻采煤机推进机构的设计A03-080 100米钻机变速箱设计A03-081 CG2-150型仿型切割机A03-082 DX型钢丝绳芯式带式输送机设计A03-083 J45-6.3型双动拉伸压力机的设计A03-084 JD-40绞车设计与改进A03-085 MQ100门式起重机总体A03-086 NO56桥式起重机副起升机构设计A03-087 ZQ-100型钻杆动力钳背钳设计A03-088 保持架毕业设计A03-089 磨粉机设计毕业设计A03-090 混凝土斜拉桥设计毕业设计A03-091 风选粉机设计毕业设计A03-092 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水电站蝶阀的三维流动仿真计算
韦应发;陈秀维
【期刊名称】《电站系统工程》
【年(卷),期】2009(25)3
【摘要】本文研究的目的是在不同的关闭角度通过计算蝶阀阀体的三维液体流动参数，将计算结果和模型试验结果进行对比分析和验证，从而获得适宜的、实用的蝶阀三维液体流动参数的计算方法，最终达到通过计算机仿真计算指导蝶阀原型设计，取代模型试验的目的。
【总页数】2页(P27-28)
【关键词】计算机仿真计算;三维流动;蝶阀;水电站;流动参数;模型试验;计算结果;原型设计
【作者】韦应发;陈秀维
【作者单位】哈尔滨电机厂有限责任公司;黑龙江大学
【正文语种】中文
【中图分类】U231.8;V231.3
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第一章概述水是构成地球生命系统的基础要素，也是任何个体、任何国家、任何社会持续生存发展的重要资源。
现有水资源短缺、水质污染的问题已日益引起世界各国的关注。
建设节水型社会是实现水资源可持续利用与经济社会可持续发展的根本性措施。
我国制定出的《中国21世纪议程》中明确把可持续发展作为国家发展战略写进了《国民经济和社会九五发展计划和2010年发展规划》之中。
其中，作为党中央、国务院的重大战略决策，节水工作已经列入了各级政府工作议事日程，节约用水的观念正在一步步深入人心。
节约用水，已经成为可持续发展的必然选择。
1.1水资源概况水是地球上分布最广泛的物质。
水是生命之源，是一切动物、植物赖以生存、繁衍和发展的必需物质基础，万物都需要它。
最初水为人类提供了一种食物的来源以及旅行的交通航线，生产和农业灌溉最早的人类文明出现于那些在周围环境起着重要作用的地方，这是对人类独创性的一个挑战。
埃及人根据尼罗河河水每年的汛情制定出一年365天的日历。
古代最有名的立法者——巴比伦人，发明了管理用水的法律。
中国人从水上获得灵感，修建了千里大运河，这是一个复杂的体系，直到今天仍然在使用，而且依旧使工程师们惊叹不已。
今天，水一如往昔地控制着人类。
水的存在决定着人们选择安家建城的位置；水的猛烈的可变性可以杀死人类或是人类的牲畜或是庄稼；水的航线把人们联系起来；水的巨大价值或许会加剧已经危险的政治冲突。
过去人们普遍认为水是“取之不尽，用之不竭”的，其实，地球上的水是在一定条件下循环再生的。
18世纪的经济学家有着“水对生命至关重要，却一文不值；钻石对生命无关紧要，却价值连城。
”的结论。
然而，200多年后的今天，人类对水的需求量越来越大，加上环境污染、生态平衡破坏，人们开始感到可用水资源的匮乏；另一方面，人们在长期的社会实践中逐渐的把水的问题，连同水环境保护、生态保护等问题同人类的生息与社会发展联系在一起加以考察研究，并开始将水这一生命和人类社会赖以生存的最基本的自然因素、自然环境的重要因子当作资源看待。
1992年联合国环境和发展大会上通过的《二十一世纪议程》指出：“淡水是一种有限资源，它不仅为维持地球上一切生命所必需，而且对社会经济部门都具有生死攸关的重要意义”。
1.2我国水资源利用现状水资源不足是我国的基本国情。
我国受所处地理位置、气候、降水、地形、地貌等自然条件以及人口、耕地与矿产资源分布的影响，水资源的主要特点表现为：1、水资源总量较丰富，但人均、地均水资源占有量少。
我国水资源总量约为28100亿m3 ，河川径流量居世界第6位，但人均水资源量仅为2200m3，约为世界人均水资源量的1/ 4，世界排名第121位，被列为世界上13个贫水国家之一，其中华北地区人均水资源量小于400m3，已属于严重缺水地区。
2、水资源时空分布极不均匀。
南方与北方水资源分布相差悬殊，南方人均水资源量达到3600 m3以上，而北方人均水资源量只有720 m3，占国土面积50％以上的华北、西北、东北地区的水资源量仅占全国总量的20％左右。
南方多水地区利用程度较低，北方少水地区，水资源开发利用程度比较高，导致河流断流和湖泊洼淀萎缩。
西北干旱区大量挤占生态环境用水，荒漠化趋势蔓延。
3、水资源年际变化大，年内分配不均。
目前，我国水资源短缺问题十分突出，已经成为我国经济和社会可持续发展的重要制约因素，而且随着人口的增加和城市化水平及民众生活质量的提高，解决水资源短缺的问题已显得愈加紧迫。
90年代末，全国680座建制市中，有400座城市不同程度地缺水，严重缺水的城市达108座。
据初步统计，全国城市年缺水量达180亿t，今后城市用水对水量和水质还将有更高的要求。
我国每年因供水不足造成工业产值的损失高达上千亿元。
农业用水因城市和工业的发展而被大量占用，使本来就不敷农用的水源更紧张。
现有0.47亿m2有效灌溉面积中，约有0.07亿m2因水源不足而无法灌溉，估计仅此一项就少生产粮食150亿～200亿kg。
今后要保证农业的稳定发展，农业用水的缺口还将越来越大。
如仍按目前1 m3水生产0.85kg粮食的水平测算，到21世纪中叶，因粮食增产而需新增加的农业用水就将超过1000亿m3。
同时维系生态环境系统基本功能的水量被挤占，使生态系统失去平衡，城乡大量废污水排放，又使环境受到污染。
对于中国这样一个幅员辽阔、人口众多的国家来说，水资源问题矛盾重重，已成为我国经济、社会进一步发展的主要障碍。
要解决水资源短缺问题，只有依靠充分节约用水和合理配置水资源，使供水的低增长与国民经济的高速发展相适应、匹配，以有限水资源的可持续利用来保障社会经济的可持续发展。
建设节水型社会，是21世纪一场伟大而深刻的革命，是最紧迫的时代课题。
联合国发出警告：人类在经历了石油危机后，下一个危机就是水。
保护和合理利用水资源，是全世界面临的一项十分艰巨和紧迫的任务。
节约用水是生态水利的长久之策，也是解决我国缺水贫水的当务之急。
合理用水、节约用水和污水资源化，是开辟新水资源和缓解供需矛盾的捷径，非但不会影响生活、生产用水水平，还会减少污染，改善环境，促进生产工艺进步，提高产品产值，提高人民生活质量。
1.3 用水器具和设备的主要节水方法推广应用节水器具与设备是实现节约用水的重要途径，可以说节约工业用水和城市生活用水，在很大程度上要借助于节水器具和设备。
用水器具和设备的主要节水方法不外乎：1、限定水量，如限量水表；2、限定（水箱、水池）水位或水位适时传感器、显示，如水位自动控制装置、水位报警器；3、防漏，如低位水箱的各类防漏阀；4、限制水流量或减压，如各类防漏阀；5、限时，如各类延时自闭阀；6、定时控制，如定时冲洗装置；7、改进操作或是提高操作控制的灵敏性，前者如冷热水混合器，后者如自动水龙头、电磁式沐浴节水器装置；8、提高用水效率；9、适时调节供水压力或流量，如微机变频调速给水装置；上述这些方法几乎都是以避免水量浪费为特征的。
1.4流量控制阀的概况流量控制阀是通过改变截流口通流面积的大小或通流通道的长短来改变局部阻力的大小，从而实现对流量的控制。
常用的流量控制阀有节流阀、调速阀和分流集流阀等。
节流阀是通过改变截流口过流面积，从而调节进入到液压系统中的流量的。
调速阀是由定差减压阀与节流阀串连而成的组合阀。
节流阀用来调节通过的流量，定差减压阀则自动补偿负载变化的影响，使节流阀前后的压差位定值，消除了负载变化对流量的影响。
分流集流阀是分流阀、集流阀和分流集流阀的总称。
分流阀是使液压系统中由同一油源向两个执行元件供应相同的流量，或按一定比例供应流量，以实现两个执行元件的速度保持同步或定比关系。
集流阀使从两个执行元件收集等量或按比例的回油量，以实现其相互之间的速度同步或定比关系。
分流集流阀则具有分流阀和集流阀的功能。
本次所设计的10m3机械式定量阀就是一种典型的流量阀。
1.5论文选题的内容、目的及意义农业，是水资源的用水大户，也是水资源的浪费大户。
解决水资源短缺问题的出路是发展节水农业，在全国范围内推广节水灌溉，改变千百年来人们浇地的传统习惯，把浇地变为浇作物，按作物的最佳需水要求进行灌溉，用较少的水去获得较高的产出效益。
提高农业用水效率不但是解决我国水资源紧缺的有效途径，而且是农业生产自身发展的重要保障。
节水灌溉是我国农业灌溉的发展方向，我国目前正开发和大面积推广使用各种节水灌溉技术，农业节水灌溉被认为是农业再上新高的关键。
但在我国许多灌区缺乏完善的计量体系，致使灌区不能按量供水，制约了水资源高效利用。
为配合对灌区计量设施体系的完善，减少农业用水的浪费，国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心研究设计出了10m3机械式定量阀，为我国农业灌溉对水流进行定量控制、避免水资源浪费提供了便捷装置。
在本次毕业设计中，将凭借国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心所设计的10m3机械式定量阀的AutoCAD二维工程图，应用由美国参数公司PTC 开发的Pro/Engineer 三维制图软件，完成对10m3机械式定量阀的三维造型设计。
第二章定量阀的总体设计及工作原理2.1定量阀的总体结构设计本次设计中的10m3机械式定量阀是一种典型的流量阀。
它是通过改变水流通道的通流时间来控制水的流量的。
该机构的动力来源于水流的压力，利用水流的压差，使水流流过水流通道，依靠水流对叶轮的冲击力带动齿轮减速机构、凸轮机构运动，通过刻度盘对需水量进行调整，完成对通流时间的控制，从而完成对流量的定量控制。
2.2定量阀的工作原理定量阀的工作原理示意图如图2－1所示，水流从进水口A流进，在水流的冲击力作用下叶轮转动，并带动叶轮轴转动，然后通过齿轮减速机构的传动来控制凸轮对密封轴的开闭控制。
在整个壳体的外部有一根橡胶管（图中样条曲线所示）联接着进口A 处和压力平衡口C处。
图2－1 定量阀示意图1、密封轴2、刻度盘3、凸轮4、密封片 5、叶轮 6、过滤网 当阀处于关闭状态时，密封轴1打开，水从进口A 处流进阀体，橡胶管导通，C 处、D 处均充满由进口A 处流进的水。
根据连通器原理，连通器内水的压力处处相等，则密封片上方D 处的压力与进水口A 处的压力相等。
密封片上方有锥形大弹簧的弹力作用，因此，密封片上方的D 处的总压力大于下方进水的压力，密封片与壳体之间的缝隙（水流通道）被封闭，水流无法通过。
当阀处于开启状态时，密封轴1关闭，水从进口A 处流进阀体，橡胶管中没有水流动，密封片上方的D 处的总压力小于下方进水的压力，密封片与壳体之间的水流通道被打开，水流通过过滤网6、叶轮5，流经水流通道，由出口B 流出。
2.3 定量阀的应用特点及使用范围563421ACD图2－2 齿轮传动系统2.6系统中轴的作用如图2－2所示，系统中有三根轴，凸轮轴和凸轮、刻度盘之间都是通过销联接的，当刻度盘转动一定的角度时，凸轮在凸轮轴的带动下一起转动同样的角度，系统被打开；当凸轮转动使密封轴进入凸轮凹槽中时，系统停止运动。
叶轮轴12和叶轮之间采用过盈配合，因此，当叶轮转动的时候，叶轮轴会一起转动，从而带动系统的正常运转。
但是，侧轴4和凸轮轴、叶轮轴的作用都不同，侧轴是固定不动的，它在系统中起的是定位的作用。
2.7 刻度盘的工作原理及定位当刻度盘顺时针转动（由上向下看）一个角度时，凸轮、凸轮轴上的齿轮与其一同转过相同的角度，齿轮传动系统也随之转动，此时系统被打开，齿轮系统在叶轮的带动下将动力传动至凸轮轴，此时，凸轮、刻度盘将作逆时针转动，直至凸轮转动使密封轴进入凸轮凹槽中时，系统关闭。
刻度盘的刻度定位可以通过计算进行标注，但计算过程较麻烦不利于实践，在生产使用时可以通过试验的方法对其进行定位标注。
当系统关闭时，刻度盘指示为0，当刻度盘转至最大流量时，试验测出所通过的流量，并标注其刻度值；然后将0至最大刻度间进行等分，标注出刻度。
