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编号:4163    类型:共享资源    大小:2.41MB    格式:ZIP    上传时间:2021-06-14
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扫地 清洁 机器人 设计
资源描述:

任务书任务书 题题 目目扫地清洁机器人设计扫地清洁机器人设计 姓姓 名名 系别系别 专业专业 班级班级 学号学号 设设 计计 任任 务务 设计内容: 设计一种清扫室内地面灰尘、杂物的自动机械。具体如下: 1.机械系统设计(内部构造、外部造型); 2.零部件设计; 3.机构建模、运动仿真(可选做); 4.电气控制系统设计(功能需求与硬件实现)。 设计要求: 1. 充分了解本课题内容及现状,收集到足够的相关资料。 2. 设计方案合理可行,说明书采用公式正确,计算准确,步骤详实,技术图纸绘制 规范,视图表达清晰准确。 3. 设计说明书2万字以上,图纸绘制量合计不低于3张零号图纸工作量。 时时 间间 进进 度度 第1、2周 实习;收集资料,设计技术方案,撰写开题报告。 第3周 提交开题报告,实习报告,外文翻译;开题答辩,抽检。 第7周 上交设计内容及相关文件;接受期中检查。 第13周 设计完成,上交图纸等设计资料。 第15周 设计答辩。 主要主要 参考参考 文献文献 资料资料 麦库姆,小型智能机器人制作全攻略,2013年版; 蔡春源,简明机械零件手册; 杨玉勤,自动清扫机器人J,机器人技术与应用,1997,(3); 指导教师签:指导教师签: 年年 月月 日日  开题报告开题报告 题目题目 扫地清洁机器人设计扫地清洁机器人设计 姓名姓名 系别系别 专业专业 班级班级 学号学号 1.1.选题目的和意义:选题目的和意义: 由于当前社会大众人群生活较为繁忙,扫地机器人针对的目标用户是所有家庭(考虑家庭地面结 构,主要是城镇家庭),需求痛点是为了解放繁忙的现代人,解放双手。用更智能化的机器代替人。 设计扫地机器人既能方便广大群众的生活也能让我们在学校所学习的机械设计方面的知识更好的融合 及使用,让理论与实际更紧密的链接,也能培养我们的思维理解、技术应用等方面的能力 2.2.本选题在国内外的研究状况及发展趋势:本选题在国内外的研究状况及发展趋势: 在日本,早在十几年前,东日本铁路公司、Shinko 电器公司和 Howa 工业有限公司联合研制了车 站地面清扫机器人;欧、美的一些发达国家也对清洁机器人进行了大量的研究和推广。20 世纪 90 年 代,美国就推出了地面清洁机器人 RoboScrub,该机器人配有激光导航系统,采用超声波测距和避障, 用光码条实现定位。在国内,哈尔滨工业大学、华南理工大学、上海交通大学等单位也对清洁机器人 进行了大量的研究并取得了一些成果,对扫地机器人相关技术如机器感知、机器人定位和导航与路径 规划、机器人控制、电源与电源管理、动力驱动等技术的研究则更多,这些都为扫地机器人的研究开 发和推广奠定了物质基础和技术基础。 扫地机器人作为服务机器人的一种,有着巨大的市场潜力和广阔的应用前景,将给人们带来很大 的便利和生活的舒适。目前传感器技术的研究发展水平极大地制约了扫地机器人的智能化程度和研究 发展水平,昂贵的价格也是影响扫地机器人发展和推广的重要因素(传感器在其中占了很大比例)。 事实上,机器人的智能化程度一方面取决与它从外界获取信息量的大小,另一方面取决于它所拥有的 专家知识的多少。随着传感器技术、电子技术、计算机技术、自动控制技术、人工智能等相关科学与 技术的发展,成本低、功能强、智能化程度高的扫地机器人将会很快出现,服务于社会,服务于千家 万户,并带来巨大的社会效益和经济效益 3.主要研究内容:主要研究内容: 1 整体结构:外壳的形状与选材;内部电机的选择; 2 运动机构:椭圆型底盘前方负责转向的万向轮以及后方动力轮;前方两个圆形刷毛的动力传动; 3 清扫机构:依靠传送结构将前方收集的垃圾送到内部进行储存;内部安置循环水系统进行灰尘的 冲洗,水箱上方安置过滤网,方便更换; 4 避障机构:机体周围安装传感器,感知工作空间; 利用传感器来精准控制扫地机器人的运动范围及途径,实现尽可能广的地面清洁,对于工作中遇 到的各种问题要进行必要的程序编写,让用户有更好的体验。 总体上本设计是一个小型家用自主型扫地机器人,在使用过程中应该更好的追求快捷,高效,并 且不能对环境有破坏,让传感系统与运动控制系统完美的结合。根据工作环境的变化机器人的运动也 应有适应的改变。 4.4.完成论文的条件、方法及措施,包括实验设计、调研计划、资料收集、参考文献等内容。完成论文的条件、方法及措施,包括实验设计、调研计划、资料收集、参考文献等内容。 1.1. 本设计(论文)的研究内容或解决的技术问题:本设计(论文)的研究内容或解决的技术问题: 1.1 研究一种能够适应家庭地面清扫的机构。 1.2 设计并验证清扫带动行走的机构。 1.3 建立机器人在扫地状况下的动力学模型并分析校核。 2.2. 本课题拟采用的研究解决方案和技术路线本课题拟采用的研究解决方案和技术路线 2.1 收集相关资料,并对现有的资料进行研究分析,进而分析自己完成本课题还存在哪方面的困 难,除了现有的知识外还应该具备哪些新知识。 2.2 选定熟悉的制图软件,对选定的工具进行深入的学习及具体实践。 2.3 初步设计机器人传动机构,选择电机。 2.4 建立扫地状态下的动力学模型并分析,验证校核电机型号。 2.5 进行机器人外形设计。 2.6 使用制图软件对机器人进行模型建立工作并进行机构运动仿真。 2.7 总结各阶段设计结果并优化完善。 3.3. 本设计(论文)计划进度:本设计(论文)计划进度: 实施计划的流程如下: 3.1 理论分析课题的研究背景.1 天 3.2 整机结构及功能方案优选定型. 2 天 3.3 电机选型方案初步确定.2 天 3.4 工作空间分析.1 周 3.5 校核及修正前期设计方案.1 周 3.6 机器人的 PROE 模型建立.1 周 3.7 绘制图纸,撰写毕业设计论文.1 周 3.8 毕业设计收尾工作:设计检查,装订等工作.2 天 3.9 准备毕业答辩.1 天 参考文献: 麦库姆,小型智能机器人制作全攻略,2013 年版; 蔡春源,简明机械零件手册; 杨玉勤,自动清扫机器人J,机器人技术与应用,1997,(3); 5.5.指导教师意见及建议:指导教师意见及建议: 签字:签字: 年年 月月 日日  扫地清洁机器人设计 系系 (部)(部) 专专 业业 学学 号号 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 提交日期提交日期 目目 录录 摘 要.1 ABSTRACT.2 1. 前言.3 1.1 题目要求 .3 1.2 国内外相关产品研究 .3 1.2.1 国外产品研究状况 .3 1.2.2 国内产品研究状况 .10 1.2.3 自主充电技术发展现状 .11 1.2 研究的目的和意义.12 2 家用清洁机器人的关键技术.12 2.1 传感技术.13 2.2 路径规划技术.13 2.3 吸尘技术.13 2.4 电源技术.14 3 家用清洁机器人的机械设计.14 3.1 机械结构组成.14 3.2 家用清洁机器人的总体设计.15 3.2.1 外形设计.15 3.2.2 行走机构设计.15 3.2.3 清扫机构设计.16 3.2.4 吸尘机构设计.17 4 具体计算.18 4.1 电机选择.18 4.2 蜗轮蜗杆的选择.19 4.3 轴二的设计.21 4.4 轴一的设计.25 4.5 轴的结构设计.25 4.6 电池的选用.29 4.7 清扫机构中蜗杆上轴承寿命计算.30 4.8 蜗轮轴的校核.31 5 总结与展望.32 5.1 总结.32 5.2 展望.32 参 考 文 献.34 致谢.35 1 摘 要 近几年以来,人工智能与计算机技术迅猛发展,智能机器人因运而生,人们都想 从繁重的体力劳动中解放出来,家庭清洁机器人符合这个时代的发展主题。此次我设 计的是清洁机器人,收集了大量的资料,找到了较为合理的设计方式。首先是总体的 尺寸,我选择了现在市场上比较常见的尺寸。运动结构方面,我选择了用两个驱动轮 带动清洁机器人的运动,保持强劲的动力,然后用一个驱动轮来改变方向。清扫结构 中,选择两个轴带动清扫刷实现清扫。用一个电机通过齿轮带动两个轴的运动。吸尘 器的设计参考了普遍的设计原理,通过风机产生吸力,吸收灰尘,实现清洁功能。机 器人行业已经崛起,现在社会的空档还很大,我们大有作为,我也能用我的设计参与 其中,我想通过这篇文章表述出清洁机器人的重要性,也想通过此次毕业设计对我的 所学的学业作出一个总结。 关键词:关键词:机器人;清洁机器人;运动;清洁 ABSTRACT Rapid development in recent years, artificial intelligence and computer technology, intelligent robot was born, people want to liberate from the heavy manual labor, household cleaning robot to fit the development theme of The Times.I design the robot cleaner, collected a large amount of data, to find the reasonable way of design.First of all is the overall size, I 2 chose the size of the more common in the market now.Structure of sports, I chose to use two driving wheels drive clean robot movement, maintain strong momentum, and then use a driving wheel to change direction.Cleaning the structure, the choice of two shaft drives the cleaning brush clean.With a motor through the gear drives the two axes of motion.Design reference is a general design principle of vacuum cleaner by suction fan, absorb dust, clean function.Robot industry have emerged, social gap is very big, now we go a long way, I can also use my design involved, I think through this article expresses the importance of the cleaning robot, also want to through this graduation design to my school to make a summary. Key words: robot;Cleaning robot;Movement;clean 1. 前言 1.1 题目要求 近年来,随着计算机技术与人工智能科学的飞速发展,智能机器人技术逐渐成为现 代机器人研究领域的热点。其中,服务机器人开辟了机器人应用的新领域。服务机器 人的出现主要有三大原因:一是劳动力成本的上升;二是人类想摆脱枯燥乏味的体力 劳动,如清沽、家务、照顾病人等;三是人口的老龄和社会福利制度的完善也为某些 3 服务机器人提供了广泛的市场应用前景。服务机器人区别于工业机器人的一个主要特 征就是服务机器人是一种适用于具体的方式、环境及任务过程的机器人系统,其活动 空间大,具有在非结构环境下的移动性,因此服务机 器人大多数是移动机器人。自动 进行房间地而清洁的自主吸尘式家庭服务机器人,集机械学、电子技术、传感器技术、 计算机技术、控制技术、机器人技术、人工智能等诸多

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