摘要
随着城市绿化和环境治理需求的不断增加，杨柳絮的清理已成为一项重要任务。针对这一问题，本设计提出了一种杨柳絮收集装置，旨在提高杨柳絮的收集效率，减少环境污染。杨柳絮收集装置设计采用抽风机原理，主要目的是利用气流原理高效地将空中飘浮的杨柳絮集中到收集区域。该装置的核心组件是抽风机，抽风机通过产生强大的气流，将空气中的杨柳絮吸入并输送到预定的收集容器。
装置的设计需要考虑到气流的分布和杨柳絮的收集效果。为了提高效率，可以设计多个吸入口，形成均匀的气流分布，确保覆盖整个区域。为了避免杨柳絮被风机过度卷入或损坏，风管的设计应考虑到气流速度与杨柳絮的相对密度，确保风机的气流强度既能有效吸附杨柳絮，又不会使其受损或被吹散。通过这种高效的风力收集方式，不仅能够大幅提升杨柳絮的收集效率，还能减少人工收集的劳动强度，具有较好的实用价值。使用solidworks软件完成了杨柳絮收集装置的三维建模。通过这一设计，能够实现对杨柳絮的高效、精准收集，解决了目前人工清理效率低、污染严重的问题，具有广泛的应用前景和重要的社会价值。
关键词：杨柳絮收集装置；抽风机；三维建模
目录
1 绪论 1
1.1 背景与意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.2.1 国内研究发展现状 1
1.2.2 国外研究发展现状 3
1.3 研究内容 3
2 系统总设计 4
2.1 开发平台与工具介绍 4
2.1.1 犀牛（Rhinoceros）软件介绍 4
2.2.2 SOLIDWORKS 2020软件介绍 4
2.2 系统建模框架 4
（3）装置外观类似棉花收割机，结构借鉴环卫清扫车； 5
2.3 参数化设计技术概述 6
3系统建模设计 7
3.1 零件建模设计（参数 计算 理论） 7
3.1.1 滚筒 7
3.1.2 收集抓 9
3.1.3收集斗 10
3.2整体建模分析 12
4结论 12
参考文献 12
1.1 背景与意义
杨柳絮是杨树在春季繁殖过程中产生的种子絮状物，随着风力的作用，它们会飘散在空气中，对环境和人们生活造成一定的影响。杨柳絮虽轻，但容易积聚在空调、电器设备、车窗等地方，不仅增加了清洁的难度，还可能引发空气污染，造成过敏性疾病和呼吸道不适，甚至在特定情况下引起火灾等安全隐患。因此，杨柳絮的有效收集和处理显得尤为重要。
目前，杨柳絮的处理方式多依赖人工清理或简单的吸尘设备。然而，这些方法不仅效率低，且无法完全解决杨柳絮清理的规模性问题，尤其在城市环境中，杨柳絮的扩散范围大，且极易聚集在人流量大和设备密集的地方。现有的收集设备大多局限于小范围和低效率，无法适应大规模、高效率的清洁需求。
本课题旨在设计一种高效、智能的杨柳絮收集装置，能够广泛应用于城市公园、道路、居民小区等环境中，自动化地进行杨柳絮的收集。通过设计先进的收集系统与设备，利用物理或机械方式高效、快速地将杨柳絮从空气中吸附并分类收集，从而提高清洁效率、降低人工劳动强度，并减少杨柳絮对环境和人类健康的潜在危害。在环保和城市治理的背景下，杨柳絮收集装置的设计与应用不仅可以提升环境卫生水平，减少过敏性疾病的发生，还能为城市管理提供便捷高效的清洁方案，对环境保护、公共安全和人民健康产生积极影响。同时，随着智能化技术的发展，未来这种装置有望集成更多功能，如自动化感应、数据监测等，进一步提升其使用价值和应用前景。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究发展现状
随着环境保护意识的提高，杨柳絮的收集与处理逐渐受到重视。近年来，相关研究主要集中在设备设计和改进、收集方法的优化以及环境影响评估等方面。2016年，时春苗在《一种柳絮清理装置》[1]中介绍一种柳絮清理装置,该装置包括辊筒、转轴、辊架和手推杆等。当装置的抽风机开始工作会从抽风管路吸气从而吸风嘴就会吸取靠近辊筒表面的空气进而使辊筒的表面产生负压辊筒上设置的小气孔会因负压的作用将柳絮吸附在辊筒的附近，同时辊筒滚动的过程中会将柳絮碾压，柳絮的蓬松绒毛结构会被破坏进而会形成片状结构并贴附在辊筒的表面。碾压结束后辊筒停止旋转辊筒内负压消失，集聚在辊筒表面的片状的柳絮会很容易地被清理下来进行收集。这种装置主要利用负压吸附原理来收集柳絮，这种装置具有结构简单、操作过程便捷、收集效果理想其制作成本低并且还有利于大面积的推广。
2019年，贾雨川在《一种杨柳絮收集装置》[2]的论文设计了一种公路杨絮清理装置，该装置主要由车体、沉降箱、吸入罩、花洒喷头、轴流风机、收集罩、螺旋输送机构和收集箱等构成。该装置先利用水进行杨絮的沉降然后进行收集，当杨柳絮从吸入罩进入到沉降箱内;沉降箱内的花洒喷头对位于沉降箱内的杨絮进行洒水,从而实现杨絮的沉降。虽然这种方法可以收集杨柳絮，但存在收集效率慢以及装置结构复杂并且还造成水资源浪费，故目前杨柳絮的收集方法主要依靠负压吸附和静电吸附这两种方法。
2021年，方海林在《基于视觉导航的杨柳絮清理装置设计》[3]中介绍到基于双目视觉导航技术,这种技术在传统杨柳絮清理装置的基础上增添双目避障系统和智能控制系统,利用虚拟样机技术设计一种新型杨柳絮清理装置,弥补传统杨柳絮清理装置需要依靠人力干预,无法自主移动且不能实时监控车辆与行人状态的缺陷,为实际应用提供可靠依据.能够切实提高杨柳絮治理水平,具有一定的实际应用价值。
2023年，山东华宇工学院孙强、陈可发表了一篇《一种基于负压与静电吸附的杨柳絮收集装置》[4]的实际专利。这篇专利提到单一功能的杨柳絮收集装置的收集效果较差，效率低，故障率高，收集时，通道容易造成堵塞问题，所收集杨柳絮中会带有较多的灰尘等杂质，无法用作后期深加工原材料；此外，其中大部分装置需要使用喷淋机构对所吸附杨柳絮进行沉降，不仅延长了收集时间，降低了收集效率，同时，造成了水资源的浪费。故不宜采用单一的收集装置去处理柳絮，考虑到以上问题他们提供了一种基于负压与静电吸附的杨柳絮收集装置，这种装置采用螺旋扇叶与离心扇叶双叶片，相比现有技术杨柳絮风力收集装置，对周围的杨柳絮吸附力度更强，收集面积更广；通过静电发生器与驻极体空气过滤壳体产生静电，结合了静电与负压双吸附方式对周围的杨柳絮吸附力度更强，大大提高了杨柳絮的收集效率。
2024年，一个能够适应不同地面、有效收集高处的杨絮柳絮并且可以储存处理的的园林杨絮柳絮收集装置专利被发表，发明人王江伟、王永强在《一种园林柳絮杨絮收集装置》[5]中提到该装置利用负压吸附原理将柳絮收集到收集箱内，该园林杨絮柳絮收集装置包括箱体，箱体内开设一收集室，收集室内安装一可左右移动的压缩板，收集室右侧壁底部开设一排水口，箱体前侧壁安装一箱体门，收集室上方自左向右依次设有水箱、蓄电池、吸气腔，吸气腔内安装有电连接所述蓄电池的吸气机构，吸气腔顶部连通位于箱体外的收集管，吸气腔底部开设一连通收集室的第一通孔，收集室顶部设有水平排布的水管，水管
