智能孵化器毕业设计正文文档格式.docx

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第二章智能微型孵化出雏器的组成与设计

2.1有关孵化的基础知识

1.种蛋的入孵

入孵又称上蛋。

一切准备好以后，即可上蛋正式开始孵化。

入孵的方法一般使得鸡蛋的钝端朝上。

2.孵化条件的控制

由于现代孵化机已经机械化、自动化，管理都非常简单，主要注意温度和湿度的变化，观察控制系统的灵敏程度。

遇有失灵情况及时采取措施。

再者是要保持孵化器内部的清洁，应经常进行清洗或替换，孵化器的风扇叶片和蛋架等均应保持清洁，否则影响孵化器内部的通风，污染正在孵化的胚胎。

应该经常留意孵化器内部部件如电动机，风扇的运转情况，如电动机是否发热，机内有无异常的噪声等。

3.照蛋

照蛋的主要目的是观察胚胎的发育情况，剔除无精蛋、破蛋、死胚蛋。

正常的胚蛋血管网鲜红，扩散较宽，黑眼明显；

无精蛋的蛋内透明，转动时之间卵黄的阴影；

破蛋的外壳有裂痕；

死胚蛋没有血管网，有血线和溶血。

4.落盘

入孵到第21或第22天，把胚蛋移入出雏盘或出雏器，同时调整温、湿度使之符合出雏的相应条件。

落盘与第3照同时进行。

5.出雏

胚胎发育正常时，满21天就开始出雏。

此时应关闭机内的照明灯，以免雏鸡骚动影响出雏。

出雏期间，视出壳情况，拣出空蛋壳和绒毛已干的雏鸡，以利继续出雏。

一般出雏达30%～40%才拣1次.

5.

2.2孵化器的机械组成与设计

孵化器的机械部分是完成孵化工作的重要支撑，是提供孵化的重要场所。

它主要是由孵化器外壳，换气窗，加湿装置，蛋框及蛋框架，翻蛋装置等。

1.孵化器外壳

由于本设计是一个智能微型孵化出雏器，是一种玩具型孵化器，因此该孵化器是一个外型比较小，重量比较轻，且外观比较可爱或易被儿童们接受的外壳设计。

其外壳材料应为轻质的塑料，外型设计如下图：

图2-1孵化器外壳

2.换气窗

为了保证鸡蛋在孵化过程中能够吸收氧气和呼出二氧化碳，并保证在代谢增强时能够吸收更多的氧气，应有换气窗装置。

其设计如下图：

图2-2换气窗

3.加湿装置

为了保证在孵化过程中能够保持适当的湿度，应设有盛水的装置来保持湿度。

其设计如下图所示：

图2-3加湿装置

4.蛋框与蛋框架

蛋框是鸡蛋入孵的支撑架，其设计关系到鸡蛋的受热均匀，以及对鸡蛋周围温度的采集等问题，因此蛋框应使得鸡蛋与外界接触的面积大致相等，才能保证其受热均匀，有利于鸡蛋的孵化。

蛋框架是蛋框的支撑部件，有利于对鸡蛋进行翻蛋控制，也防止鸡蛋受到损害。

图2-4蛋框及蛋框架

5.翻蛋装置

观察母鸡在自然孵化时，经常用脚、喙把种蛋上下左右翻动，并把窝边和窝外的种蛋不断调换位置，这种生物本能的反应就是翻蛋。

其作用是让胚胎的各个部位均匀受热，促进气体代谢和营养吸收，有利于胚胎发育，避免胚胎与壳膜粘连，有助于胚胎运动，保证胎位正常，提高孵化率。

翻蛋装置设计如下图所示：

图2-5翻蛋装置

2.3孵化器的主要电子配件及选择

孵化器中的主要电子配件有电动机，风扇，温度传感器，湿度传感器等。

1.电动机的型号选择过程如下：

凸轮以及鸡蛋，蛋框，蛋框架重量总为500g，翻转鸡蛋时应在2秒内上升

30mm。

所以在2秒内的功率为

P===0.075W

凸轮转速大致为6~12rpm，转速很低。

经查阅，功率为0.84W的微型电机的转速一般在15000rpm，转速太高，无法完成运动，因此选用自带减速器的微型电机经过自动减速后，转速为12rpm，满足工作要求。

选用的电机型号如下：

表2-1减速电机型号

品牌

产品类型

型号

额定功率（w）

额定电压（v）

额定电流（A）

额定转速（rpm）

外形尺寸mm

产品认证

顺昌电机

直流电机

SC-37GB520

1.2

12

0.045

37×

22.7

ROHS

电机如下图所示：

图2-6减速电机

2.风扇的选择

通风换气在孵化过程中起着很关键的作用，因此风扇的选择也至关重要。

由于本设计是智能微型孵化出雏器，空间比较小，功率也很小，因此选用电脑电源散热的小风扇。

这种风扇功率消耗小，噪音小，占用的空间尺寸也小，适用于本设计。

经查阅，选择的风扇型号如下：

表2-2散热风扇型号

额定电压

（v）

额定电流mA

额定转速rpm

外形尺寸

mm

空气流通

CFM

噪音指数dBA

静压力inch-

H2O

建准风扇

超静音风扇

HA30101V3

0.44

36

7000

30×

10

3.5

17.6

0.08

风扇如下图所示：

图2-7散热扇

3.温度传感器的选择

热电阻传感器主要用于测量温度及与温度有关的参数,在工业生产中被广泛用于测量-200°

C～+500°

C范围内的温度.按照热电阻的热度不同,热电阻可以分为金属热电阻和半导体热电阻两类,前者称为热电阻,后者称为热敏电阻。

以热电阻或热敏电阻为主要器件制成的传感器称为热电阻传感器或热敏电阻传感器。

根据本设计中所需要测量的温度范围、敏感度、精确度以及考虑其经济性，热敏电阻传感器为最合适的测温元件。

热敏电阻按温度特性热敏电阻可分为两类，随温度上升电阻增加的为正温度系数热敏电阻，反之为负温度系数热敏电阻。

（1）正温度系数热敏电阻的工作原理

　　此种热敏电阻以钛酸钡为基本材料，再掺入适量的稀土元素，利用陶瓷工艺高温烧结尔成。

纯钛酸钡是一种绝缘材料，但掺入适量的稀土元素如镧（La）和铌（Nb）等以后，变成了半导体材料，被称半导体化钛酸钡。

它是一种多晶体材料，晶粒之间存在着晶粒界面，对于导电电子而言，晶粒间界面相当于一个位垒。

当温度低时，由于半导体化钛酸钡内电场的作用，导电电子可以很容易越过位垒，所以电阻值较小；

当温度升高到居里点温度（即临界温度，此元件的“温度控制点”一般钛酸钡的居里点为120°

C）时，内电场受到破坏，不能帮助导电电子越过位垒，所以表现为电阻值的急剧增加。

因为这种元件具有未达居里点前电阻随温度变化非常缓慢，具有恒温、调温和自动控温的功能，只发热，不发红，无明火，不易燃烧，电压交、直流3～440V均可，使用寿命长。

（2）负温度系数热敏电阻的工作原理

负温度系数热敏电阻是以氧化锰、氧化钴、氧化镍、氧化铜和氧化铝等金属氧化物为主要原料，采用陶瓷工艺制造而成。

这些金属氧化物材料都具有半导体性质，完全类似于锗、硅晶体材料，体内的载流子数目少，电阻较高；

温度升高，体内载流子数目增加，自然电阻值降低。

负温度系数热敏电阻类型很多，使用区分低温、中温、高温三种，有灵敏度高、稳定性好、响应快、寿命长、价格低等优点，广泛应用于需要定点测温的温度自动控制电路，如冰箱、空调、温室等的温控系统。

本设计选用负温度系数热敏电阻，因为它随温度变化一般比正温度系数热敏电阻器易观察，选择的热敏电阻器型号如下：

表2-3热敏电阻器型号

标称阻值范围at25°

C

Rn（Ω）

允许偏差

（±

%）

电阻温度系数（%C）

时间常数

（s）

最大电压

（V）

Dmax

Tmax

MF11

3300~33000

20

-2~-6.5

≤30

16

7.6

4.0

该热敏电阻器如下图所示：

图2-8MF11热敏电阻器

4.湿敏电阻的选择

由于孵化器内部需要的湿度范围为60%~80%，要求的精度不是很高，而且此设计为玩具型设计，空间比较小，为满足这种要求，要求我们选用湿敏电阻SYH-2/SYH-2s，产品型号及参数如下图所示：

表2-4湿敏电阻型号

产品品牌

产品型号

供电电压V

湿度范围（RH）

精度

（RH）

工作温度范围

响应时间（S）

迟滞

25°

60%的阻值（KΩ）

Syhitech

SYH-2/SYH-2s

6

20%~95%

±

5%

0~60°

60

2%

33

5.A/D转换器的选择

A/D转换器是一种用来将连续的模拟信号转换成二进制数字量的器件。

模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是声、光、压力、温度、湿度等随时间连续变化的非电量的模拟量。

非电量的模拟量可以通过合适的传感器（如光电传感器、压力传感器、温度传感器）转换成电信号，模拟量只有转换成数字量才能被计算机采集、分析、计算。

A/D转换器的技术指标很多，在选择时必须考虑以下几个指标。

（1）分辨率

指输出教字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。

对已定的输入模拟电压，A/D转换器的位数愈多，分辨率愈高。

但分辨率太高，容易受干扰信号的影响。

因此，必须根据实际测试的需要决定A/D转换的位数和分辨率。

（2）转换精确度

在转换过程中，任何数码所对应的实际模拟电压与理想模拟电压值之最大偏差与满刻度模拟电压之比的百分数，或以二进制分数来表示相应的数字量。

它包括了所有的误差。

通常以最低有效位或百分数满度值来表示，例如，±

1LSB、±

2LSB或±

0.1%FS，±

0.Ol%FS等。

转换精确度也与A/D转换器的位数有关，在满足测试精度要求前提下，避免选择太高精度的转换器。

（3）转换速率

指在单位时间内完成转换的次数。

逐位比