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11 街道护栏自动清洗机构设计 街道 护栏 自动 清洗 机构 设计

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湘 潭 大 学 兴 湘 学 院 本科毕业设计（论文）开题报告题 目街道护栏自动清洗机构姓 名何思乐学号2010962908专 业机械设计制造及其自动化班级2班指导教师李明富职称博士填写时间2014年 4 月5日 2014年3月说 明1根据湘潭大学毕业设计(论文)工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见，系主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计(论文)开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字。5开题报告检查原则上在第24周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。6. 填写说明：(1) 课题性质：可填写A工程设计；B论文；C. 工程技术研究；E.其它。(2) 课题来源：可填写A自然科学基金与部、省、市级以上科研课题；B企、事业单位委托课题；C校级基金课题；D自拟课题。(3) 除自拟课题外，其它课题必须要填写课题的名称。(4) 参考文献不能少于10篇。(5) 填写内容的字体大小为小四，表格所留空不够可增页。本科毕业设计(论文)开题报告学生姓名何思乐学 号2010962909专 业机械设计制造及其自动化指导教师李明富职 称博士所在系机电系课题来源科研课题课题性质工程设计课题名称街道护栏自动清洗机构一、选题的依据、课题的意义及国内外基本研究情况选题依据：工业化的建设使城市人口和车辆逐年增多，人、车道路交通产生很大的矛盾，几乎所有道路拥挤的地方都安上了护栏隔离，城市公路中央护栏可以引导驾驶员的视线，以防车辆驶出路外造成交通事故。隔离护栏经过日晒雨淋，经常是脏兮兮的，不仅影响路容的整洁美观，而且护栏本身容易损耗。城市公路中央护栏的清洗，不仅是为了整洁的市容，而且能够延长护栏的使用寿命。为了保持城市公路中央护栏良好的引导视线功能和清洁美观，需要对护栏进行定期清洗。人工清洗护栏的劳动强度大，清洗效率低，每人每天大约只能清洗600米左右。白天车流量很大，人工清洗护栏不安全且影响交通，一般在晚上车流量相对较小时清洗，而晚上清洗时经常有发生车撞环卫工人的事故。于是城市公路中央护栏清洗机的出现具有实际的意义。课题的意义：1、通过贴近实际的毕业设计，使学生全面巩固大学四年来所学的基础知识和专业知识。2、通过本次设计，使学生能够熟练资料收集，整理，分析，综述的方法，熟悉技术文件的写作，学生能够获得一次全面的实际锻炼。3、通过借助计算机辅助设计，使学生能够快速有效的熟练掌握计算机辅助设计中的技巧，积累一定的经验，为以后的工作打下良好的基础。4、通过本次设计，学生能够亲自动手，真正将理论应用于实践，能够真实贴切的体会产品设计的整个过程。国内外街道护栏自动清洗机构的发展状况：国内现状我国高速公路建设和养护起步较晚，随着80年代沈大高速公路的修建，防撞护栏及其清洗问题便提到议事日程上。进口设备虽然有诸多优点，但有些方面不太符合国情。如multicar车的作业读仅为1.5km/h以下，其购置费用和使用成本高，全面推广不现实。山西省交通科学研究所根据工程的迫切要求，研制了我国第一代防撞护栏清洗车（定名为HXC300）并在太旧高速公路进行试验和工程应用，得到了使用单位的欢迎并于1997年底通过了技术鉴定。随后一系列护栏清洗车相继出现，如HXC600防撞护栏清洗车，国通牌高速公路护栏清洗车，在原有的电机控制上作了较大的改变和完善，也就更加合适我们高速公路护栏清洗的需要国外现状高速公路自本世纪30年代末期在德国出现以后，直到70年代后期，防撞护栏要么不洗，要么以人工擦洗作业。80年代初，美国福特公司首先研制了防撞护栏清洗设备，它是在轮式行走地盘的前桥上悬挂作业装置，采用机械传动，以单刷射水方式作业；其车厢内装设3KL的金属水箱提供水源，工作效率为35km/h，清洗宽度300350mm，我国京津塘高速公路已有引进，并在使用中。另外具有代表性产品为德国的慕迪卡（multicar）多功能养护车。该车为全液压驱动，当用于护栏清洗时，在车前部装设悬挂式清洗装置，以双刷射水完成作业，车厢内的玻璃钢水槽容量为1.8kl。该车的最大特点是采用液压液力传动，工作装置可以方便地进入和退出作业，工作臂的变幅动作方便而容易，作业效果好。其作业宽度约350mm，最佳作业速度1.3km/h1.5km/h。该车已用于我国山西太旧和河北京石告诉公路。上述车型代表了国外目前护栏清洗设备的基本水平。发展趋势随着我国经济的快速发展，高等级公路的建设也逐步加快。因此，防撞护栏的数量也随之增加。护栏由于受车辆的尾气、灰尘粘附及其他因素影响,表面会出现不同程度的污染,影响。护栏的整洁关系到城市的市容市貌，也更是国家形象的体现。因此护栏的清洗是各地环卫部门的重要工作。目前国内护栏清洗作业多由人工完成，劳动强度大、作业效率低，并且大部分护栏置于道路的中央，清洗时容易发生安全事故。因此，设计一种高效的护栏清洗车，不仅具有宽广的市场空间，也具有良好的社会效益。二、研究内容、预计达到的目标、关键理论和技术、技术指标、完成课题的方案和主要措施研究内容：街道护栏自动清洗结构设计。预期达到的目标： 结构设计合理，街道护栏清洗机构能正常工作清洗后，90的护栏能达到洗净标准。关键理论和技术： 1、功能机构的设计 1.1水平伸缩机构 1.2垂直举升机构 1.3柱刷及驱动机构 2、装置固定机构的设计完成课题的方案和主要措施：功能机构的设计结合实地调查报告和国家已制定的清洗标准，根据实际市场需求来确定产品应具有的功能机构装置。通过互联网，搜索清洗车视频资料，再结合对现有清洗车的实际观摩，从而对清洗车的实际工作过程有一个详细的了解和熟悉。通过网上下载数据库期刊资料，图书馆借阅相关书籍，完成对功能机构的初步设计。在指导老师的帮助下，对初步设计进行逐步修改与增补，完成功能机构的设计。总之，在进行产品的设计时，设计者应对以前所学的基础知识和专业知识有一个系统的回顾与巩固。在此基础之上，然后通过网络、图书资料室、清洗车生产厂家、指导老师，查阅相关的期刊资料、专业书籍、产品说明，通过观看清洗车的工作视频，在指导老师的帮助下，完成整个产品的设计。三、主要特色及工作进度第一周到第三周，主要是查阅相关资料，熟悉设计题目，并做前期准备；第四周到第六周，工作装置的设计与计算；第七周到第九周，做装置的总图和零件图的设计；第十周到第十四周，完成设计说明书和全部设计图纸并且加以修改完善第十四周到第十六周，写设计说明书答辩。四、主要参考文献1勒长征，宁维庆，杨彩芸.高等级公路湿式护栏清洗车的研制.陕西交通科技，1998,032黄海兵.新型城市护栏清洗车的开发研究.工程机械，2009,403杨文科，卜润怀，姚伟红.试论告诉公路刚装护栏干式清洗车的结构设计.山西交通科技，1998,054吴宗泽，罗圣过.机械设计课程设计手册，3版.北京：高等教育出版社，20065高跟树，秦娜，陈诚.道路护栏机械清洗刷具技术研究.中联重科环卫机械有限公司2013，126赵悟，李冠峰.城市护栏清洗养护车工作装置的设计与仿真分析.长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室，2011，077黄海兵，新型城市护栏清洗车的开发研究.广东省高级技工学校，2008,108李宇峰，一种道路护栏清洗车.南宁专用汽车厂，2001,109谦德，李振清.袖珍机械设计师手册，第二版.机械工业出版社2000，1210濮良贵，纪名刚.机械设计，第八版.高等教育出版社2012,211 长征，宁维庆，杨彩芸.HXC-30型道路防撞护栏清洗车.筑路机械与施工机械化，1998,1512 田流.现代高等级公路养护机械.北京：人民交通出版社，200313赵显新.工程机械液压传动装置原理与检修.辽宁科学技术出版社，200014周萼秋等.现代工程机械.人民交通出版社，199715车辆及高速公路护栏清洗设备的现状与展望.沈阳航空工业学院学报，2003，0216李文春，闫德新，曹思真.一种道路护栏清洗车的设计特点.专用汽车，2002，0217护栏清洗车滚刷规避机构的设计算.筑路机械与施工机械化，1999，16(6)18城市道路钢护栏清洗车设计与研制.机械工业出版社，2000 19靳长征，宁维庆，杨彩芸.HXC-30型道路防撞护栏清洗车.筑路机械与施工机械化，1998，15 20成大先.机械设计手册，单行本液压传动.化学工业出版社，2004指导教师意 见指导教师签名： 年 月 日系意见 系主任签名： 年 月 日院意见 教学院长签名： 年 月 日 10 湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号 2010962909 姓名 何思乐 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 街道护栏自动清洗机构 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评 价论文选题符合培养目标要求，能体现学科专业特点，达到了综合训练的目的。该生具有较强的文献查阅、资料综合归纳整理的能力，能在设计中熟练运用所学知识，设计方案可行，工作量饱满，论文质量符合本科生毕业设计要求。同意参加答辩。评阅人： 2014年5月 日 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）鉴定意见 学号： 2010962909 姓名： 何思乐 专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 25 页 图 表 10 张论文（设计）题目：街道护栏自动清洗机构 内容提要： 本机构能实现街道护栏的自动清洗，工作时护栏清洗车靠近护栏，通过水平往复运动机构牛头刨机构把整个洗刷装置从车体内推出。整个洗刷装置通过装置中间支撑杆固定，支撑杆下端部装一万向轮，可以随车一起前行。支撑杆上端与支持滚刷机构的横杆相连，在横杆与支撑杆地板之间有一伸缩液压缸，可实现整个洗刷装置的上下移动。在遇到固定在护栏上的警示牌时，能从护栏上越过，从而提高工作效率，简化驾车师傅的操作难度。 洗刷装置分左右两部分，每一部分又包括两个洗刷筒，左右四个洗刷筒同时作用在护栏上，能对护栏进行高效高质的清扫。左右两个洗刷筒之间有一标准的液压缸，通过该液压缸能使四个洗刷筒之间小距离的移动，在面对特殊情况时，如碰到护栏端部有石墩时，能轻松的通过控制洗刷筒的移动来穿过障碍。由于该液压机构的存在，也使得驾车师傅不用死死的把车辆保持在同一条直线上面，减轻了驾驶压力。指导教师评语 何思乐同学在毕业设计期间阅读了一些国内外相关参考文献，基本了解相关领域的研究现状。在毕业设计期间，对结构方案进行了设计，并对相关零部件进行了校核计算设计，图纸质量较高。在毕业设计期间表现良好，在机械设计的相关知识与技巧方面得到了一定的提高。同意参加答辩。建议评定成绩为“良好”指导教师： 年 月 日答辩简要情况及评语答辩小组组长： 年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任： 年 月 日湘 潭 大 学毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目 街道护栏自动清洗机构 学 号 2010962909 学生姓名 何思乐 专 业 机械设计制造及其自动化 指导教师姓名： 李明富 系主任： 刘柏希 一、主要内容及基本要求街道护栏清洗结构设计合理，街道护栏清洗机构能正常工作清洗后，90的护栏能达到洗净标准。基本要求如下 1绘制街道护栏清洗机构装配图 1张 2绘制街道护栏清洗机构部分零件图 1套 3编写设计说明书 1份 4专业英语翻译 1份 二、 重点研究的问题（1）街道护栏自动清洗机构总体方案设计 （2）街道护栏清洗机构的固定机构设计。 三、进度安排序号各阶段完成的内容起止时间1收集资料第1-2周2工艺分析，方案确定，绘制方案图第3周3洗碗机结构设计，绘制总装图第4-8周4绘制零件图第9-10周5撰写设计说明书 第11周6修改设计说明书第12周7外文翻译第13周8 毕业答辩第14周四、 应收集的资料及主要参考文献1勒长征，宁维庆，杨彩芸.高等级公路湿式护栏清洗车的研制.陕西交通科技，1998,032黄海兵.新型城市护栏清洗车的开发研究.工程机械，2009,403杨文科，卜润怀，姚伟红.试论告诉公路刚装护栏干式清洗车的结构设计.山西交通科技，1998,054吴宗泽，罗圣过.机械设计课程设计手册，3版.北京：高等教育出版社，20065高跟树，秦娜，陈诚.道路护栏机械清洗刷具技术研究.中联重科环卫机械有限公司2013，126赵悟，李冠峰.城市护栏清洗养护车工作装置的设计与仿真分析.长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室，2011，077黄海兵，新型城市护栏清洗车的开发研究.广东省高级技工学校，2008,108李宇峰，一种道路护栏清洗车.南宁专用汽车厂，2001,109谦德，李振清.袖珍机械设计师手册，第二版.机械工业出版社2000，1210濮良贵，纪名刚.机械设计，第八版.高等教育出版社2012,211 长征，宁维庆，杨彩芸.HXC-30型道路防撞护栏清洗车.筑路机械与施工机械化，1998,1512 田流.现代高等级公路养护机械.北京：人民交通出版社，200313赵显新.工程机械液压传动装置原理与检修.辽宁科学技术出版社，200014周萼秋等.现代工程机械.人民交通出版社，199715车辆及高速公路护栏清洗设备的现状与展望.沈阳航空工业学院学报，2003，0216李文春，闫德新，曹思真.一种道路护栏清洗车的设计特点.专用汽车，2002，0217护栏清洗车滚刷规避机构的设计算.筑路机械与施工机械化，1999，16(6)18城市道路钢护栏清洗车设计与研制.机械工业出版社，2000 19靳长征，宁维庆，杨彩芸.HXC-30型道路防撞护栏清洗车.筑路机械与施工机械化，1998，15 20成大先.机械设计手册，单行本液压传动.化学工业出版社，2004文献翻译文献翻译 英文原文：英文原文： NOVEL METHOD OF REALIZING THE OPTIMAL TRANSMISSION OF THE CRANK-AND-ROCKER MECHANISM DESIGN Abstract: A novel method of realizing the optimal transmission of the crank-and-rocker mechanism is presented. The optimal combination design is made by finding the related optimal transmission parameters. The diagram of the optimal transmission is drawn. In the diagram, the relation among minimum transmission angle, the coefficient of travel speed variation, the oscillating angle of the rocker and the length of the bars is shown, concisely, conveniently and directly. The method possesses the main characteristic. That it is to achieve the optimal transmission parameters under the transmission angle by directly choosing in the diagram, according to the given requirements. The characteristics of the mechanical transmission can be improved to gain the optimal transmission effect by the method. Especially, the method is simple and convenient in practical use. Keywords：Crank-and-rocker mechanism, Optimal transmission angle, Coefficient of travel speed variation INTRODUCTION By conventional method of the crank-and-rocker design, it is very difficult to realize the optimal combination between the various parameters for optimal transmission. The figure-table design method introduced in this paper can help achieve this goal. With given conditions, we can, by only consulting the designing figures and tables, get the relations between every parameter and another of the designed crank-and-rocker mechanism. Thus the optimal transmission can be realized. The concerned designing theory and method, as well as the real cases of its application will be introduced later respectively. 1. ESTABLISHMENT OF DIAGRAM FOR OPTIMAL TRANSMISSION DESIGN It is always one of the most important indexes that designers pursue to improve the efficiency and property of the transmission. The crank-and-rocker mechanism is widely used in the mechanical transmission. How to improve work ability and reduce unnecessary power losses is directly related to the coefficient of travel speed variation, the oscillating angle of the rocker and the ratio of the crank and rocker. The reasonable combination of these parameters takes an important effect on the efficiency and property of the mechanism, which mainly indicates in the evaluation of the minimum transmission angle. The aim realizing the optimal transmission of the mechanism is how to find the maximum of the minimum transmission angle. The design parameters are reasonably combined by the method of lessening constraints gradually and optimizing separately. Consequently, the complete constraint field realizing the optimal transmission is established. The following steps are taken in the usual design method. Firstly, the initial values of the length of rocker 3l and the oscillating angle of rocker are given. Then the value of the coefficient of travel speed variation K is chosen in the permitted range. Meanwhile, the coordinate of the fixed hinge of crank Apossibly realized is calculated corresponding to value K. 1.1 Length of bars of crank and rocker mechanism As shown in Fig.1, left arc GC2 is the permitted field of point A. The coordinates of point A are chosen by small step from point 2C to point G. The coordinates of point A are 02hyycA (1) 22AAyRx (2) where 0h, the step, is increased by small increment within range(0,H). If the smaller the chosen step is, the higher the computational precision will be. R is the radius of the design circle. d is the distance from 2C to G. 2c o s)2c o s (22c o s33lRld (3) Calculating the length of arc 1AC and 2AC, the length of the bars of the mechanism corresponding to point A is obtained1,2. 1.2 Minimum transmission angle min Minimum transmission angle min(see Fig.2) is determined by the equations3 322142322m i n2)(c o sllllll (4) 322142322m a x2)(c o sllllll (5) m a xm i n180 (6) where 1lLength of crank(mm) 2lLength of connecting bar(mm) 3lLength of rocker(mm) 4lLength of machine frame(mm) Firstly, we choose minimum comparing min with min. And then we record all values of min greater than or equal to 40 and choose the maximum of them. Secondly, we find the maximum of min corresponding to any oscillating angle which is chosen by small step in the permitted range (maximum of min is different oscillating angle and the coefficient of travel speed variation K). Finally, we change the length of rocker 3l by small step similarly. Thus we may obtain the maximum of min corresponding to the different length of bars, different oscillating angle and the coefficient of travel speed variation K. Fig.3 is accomplished from Table for the purpose of diagram design. It is worth pointing out that whatever the length of rocker 3l is evaluated, the location that the maximum of min arises is only related to the ratio of the length of rocker and the length of machine frame 3l/4l, while independent of 3l. 2. DESIGN METHOD 2.1 Realizing the optimal transmission design given the coefficient of travel speed variation and the maximum oscillating angle of the rocker The design procedure is as follows. (1) According to given K and , taken account to the formula the extreme included angle is found. The corresponding ratio of the length of bars 3l/4l is obtained consulting Fig.3. 18011KK (7) (2) Choose the length of rocker 3l according to the work requirement, the length of the machine frame is obtained from the ratio 3l/4l. (3) Choose the centre of fixed hinge D as the vertex arbitrarily, and plot an isosceles triangle, the side of which is equal to the length of rocker 3l(see Fig.4), and 21DCC. Then plot 212CCMC, draw NC1, and make angle 9012NCC. Thus the point of intersection of MC2 and NC1 is gained. Finally, draw the circumcircle of triangle 21CPC. (4) Plot an arc with point D as the centre of the circle, 4l as the radius. The arc intersections arc GC2 at point A. Point A is just the centre of the fixed hinge of the crank. Therefore, from the length of the crank 2/ )(211ACACl (8) and the length of the connecting bar 112lACl (9) we will obtain the crank and rocker mechanism consisted of 1l, 2l, 3l, and 4l.Thus the optimal transmission property is realized under given conditions. 2.2 Realizing the optimal transmission design given the length of the rocker (or the length of the machine frame) and the coefficient of travel speed variation We take the following steps. (1) The appropriate ratio of the bars 3l/4l can be chosen according to given K. Furthermore, we find the length of machine frame 4l(the length of rocker 3l). (2) The corresponding oscillating angle of the rocker can be obtained consulting Fig.3. And we calculate the extreme included angle . Then repeat (3) and (4) in section 2.1 3. DESIGN EXAMPLE The known conditions are that the coefficient of travel speed variation 1818. 1K and maximum oscillating angle 40. The crankandrocker mechanism realizing the optimal transmission is designed by the diagram solution method presented above. First, with Eq.(7), we can calculate the extreme included angle 15. Then, we find 93. 0/43ll consulting Fig.3 according to the values of and . If evaluate 503l mm, then we will obtain 76.5393. 0/504l mm. Next, draw sketch(omitted). As result, the length of bars is 161l mm,462l mm,503l mm,76.534l mm. The minimum transmission angle is 3698.462)(arccos322142322minllllll The results obtained by computer are 2227.161l mm, 5093.442l mm, 0000.503l mm, 8986.534l mm. Provided that the figure design is carried under the condition of the Auto CAD circumstances, very precise design results can be achieved. 4. CONCLUSIONS A novel approach of diagram solution can realize the optimal transmission of the crank-and-rocker mechanism. The method is simple and convenient in the practical use. In conventional design of mechanism, taking 0.1 mm as the value of effective the precision of the component sizes will be enough. 译文：译文： 认识曲柄摇臂机构设计的最优传动方法认识曲柄摇臂机构设计的最优传动方法 摘要：摘要：一种曲柄摇臂机构设计的最优传动的方法被提出。这种优化组合设计被用来找出最优的传递参数。得出最优传递图。在图中，在极小的传动角度之间, 滑移速度变化系数，摇臂的摆动角度和杆的长度被直观地显示。 这是这种方法拥有的主要特征。根据指定的要求，它将传动角度之下的最优传动参数直接地表达在图上。 通过这种方法， 机械传动的特性能用以获取最优传动效果。 特别是， 这种方法是简单和实用的。 关键字：关键字：曲柄摇臂机构 最优传动角度 滑移速度变化系数 0 介绍介绍 由曲柄摇臂机构设计的常规方法, 在各种各样的参量之间很难找出优化组合的最优传动。通过本文介绍的图面设计方法可以帮助达到这个目的。在指定的情况下，通过观查设计图面, 我们就能得到每个参量和另外一个曲柄摇臂机构设计之间的联系。由因认识最优传动。 具体的设计的理论和方法， 以及它们各自的应用事例将在以下介绍。 1 优化传动设计的建立优化传动设计的建立 优化传动的设计一直是设计师改进传输效率和追求产量的最重要的索引的当中一个。曲柄摇臂机构被广泛应用在机械传动中。如何改进工作效率和减少多余的功率损失直接地与滑移速度变化系数， 摇臂的摆动角度和曲柄摇臂的比率有关系。这些参数的合理组合采用对机械效率和产量有重要作用, 这些主要体现在极小的传输角度上。 认识机械优化传动目的是找到极小的传输角度的最大值。设计参数是适度地减少限制而且分开的合理优化方法的结合。因此，完全限制领域的优化传动建立了。 以下步骤被采用在通常的设计方法。 首先，测量出摇臂的长度3l和摇臂的摆动角度的初始值。 然后滑移速度变化系数K的值被定在允许的范围内。 同时，曲柄固定的铰接座标A可能被认为是任意值K。 1.1 曲柄摇臂机构杆的长度曲柄摇臂机构杆的长度 由图 Fig.1，左弧GC2是点A被允许的领域。点A的座标的选择从点2C到点G。 点A的座标是 02hyycA (1) 22AAyRx (2) 当0h，高度，在 range(0 ，H) 被逐渐增加。如果选的越小,计算精度将越高。R 是