《室內(nèi)智能掃地機(jī)器人的設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《室內(nèi)智能掃地機(jī)器人的設(shè)計(jì)（16頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

摘 要在科技高速發(fā)展、物質(zhì)生活水平不斷提高的 21 世紀(jì)，人們不僅僅對(duì)自己的要求在提高，在對(duì)物質(zhì)生活的要求上也不同以往。本文是關(guān)于市場(chǎng)上的掃地機(jī)器人的調(diào)查，利用調(diào)查結(jié)果分析確定模型及制作實(shí)物模型的過(guò)程分析，主要通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查的網(wǎng)絡(luò)查詢法、觀察法及其他方法，針對(duì)市場(chǎng)上現(xiàn)有的掃地機(jī)器人從功能、類別、造型、使用情況、工作原理、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求、限制條件、特點(diǎn)等方面進(jìn)行調(diào)查分析。確定出掃地機(jī)器人的具體結(jié)構(gòu)、尺寸、外觀造型及三維模型的制作。 本產(chǎn)品以簡(jiǎn)單、實(shí)用 、多功能的設(shè)計(jì)理念展開(kāi)設(shè)計(jì)，對(duì)其多方面的影響因素進(jìn)行分析，使產(chǎn)品成為更加功能化和實(shí)用化。關(guān)鍵詞：掃地機(jī)器人；功能原理；實(shí)物模型 ；3d 模型；目 錄第一章 掃地機(jī)器人的市場(chǎng)調(diào)查 ..................................................................................................................11.1 掃地機(jī)器人的定義 .........................................................................................................................11.2 目前掃地機(jī)器人的主要品牌介紹、功能和優(yōu)缺點(diǎn) .....................................................................11.2.1 品牌介紹 ..............................................................................................................................11.2.2 現(xiàn)有功能介紹 ......................................................................................................................21.2.3. 主要優(yōu)點(diǎn) .............................................................................................................................31.2.4.主要缺點(diǎn) ...............................................................................................................................31.3 掃地機(jī)器人的結(jié)構(gòu) .........................................................................................................................41.4 掃地機(jī)器人的清掃結(jié)構(gòu) .................................................................................................................5第二章 掃地機(jī)器人的模型制作 ..................................................................................................................72.1 手繪草圖 ..........................................................................................................................................72.1 模型底板 ..........................................................................................................................................82.2 模型的殼體 ......................................................................................................................................82.3 模型的面板 ......................................................................................................................................92.4 最終模型圖 ....................................................................................................................................10第三章 三維模型制作 ................................................................................................................................113.1 三維模型面板 ................................................................................................................................113.2 三維模型集塵盒 ............................................................................................................................113.3 三維模型底板 ...............................................................................................................................123.4 三維模型中掃機(jī)構(gòu) ........................................................................................................................123.3 三維模型驅(qū)動(dòng)輪 ...........................................................................................................................13第四章 結(jié)論 ................................................................................................................................................141第一章 掃地機(jī)器人的市場(chǎng)調(diào)查1.1 掃地機(jī)器人的定義掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種，能憑借一定的人工智能，自動(dòng)在房間內(nèi)完成地板清理工作。一般采用刷掃和真空方式，將地面雜物先吸納進(jìn)入自身的垃圾收納盒，從而完成地面清理的功能。一般來(lái)說(shuō)，將完成清掃、吸塵、擦地工作的機(jī)器人，也統(tǒng)一歸為掃地機(jī)器人。1.2 目前掃地機(jī)器人的主要品牌介紹、功能和優(yōu)缺點(diǎn)1.2.1 品牌介紹目前的主要品牌有 KV8、?，斕亍⒁婀?jié)、V-BOT、地貝、夏普、伊萊克斯、凱馳、irobot、三星、飛利浦、ZECO、美菱、寶家麗等。圖 1-1 夏普掃地機(jī)器人 圖 1-2 地貝掃地機(jī)器人伊萊克斯 2001 年首推出實(shí)用的商品化的自動(dòng)吸塵系統(tǒng) Trilobite，美國(guó)的irobot 公司憑借其長(zhǎng)期在軍用機(jī)器人方面的積累，于 2002 年推出 roomba。后來(lái)其他公司也陸續(xù)推出了各自的產(chǎn)品。其最核心的技術(shù)，是感知四周的環(huán)境，然后規(guī)劃行走的路徑，有效地遍歷各個(gè)區(qū)域，完成各個(gè)區(qū)域的打掃。目前最先進(jìn)的有 irobot 公司的 iAdapt 技術(shù)為核心的roomba 系列、neatorobotics 公司的 RPS 技術(shù)為核心的 neato xv 系列（含德國(guó) vr 系列） ，Evolution Robotics 公司（已于 2012 年 9 月被 irobot 公司收購(gòu)）的 north star 技術(shù)為核心的 mint 系列擦地機(jī)。目前（2012 年 10 月）能夠?qū)嵱玫膾叩貦C(jī)器人有：irobot 公司的 roomba 5 系列、7 系列，mint 系列，scooba 系列；neato 公司的 xv 系列；Proscenic 公司的 902 和2Pro nono。掃地機(jī)器人的發(fā)展方向，將是更加高級(jí)的人工智能帶來(lái)的更高的清掃效果、更高的清掃效率、更大的清掃面積。1.2.2 現(xiàn)有功能介紹目前基本功能：自動(dòng)清掃、自動(dòng)回充、定時(shí)清掃、智能防跌落。部分機(jī)型新增殺菌抹地功能。圖 1-3 智能防跌落紫外燈殺菌功能：對(duì)于床底、沙發(fā)下以及其他角落會(huì)有很多細(xì)菌和小昆蟲(chóng)，如果可以殺菌，會(huì)提高家庭的環(huán)境質(zhì)量，但是有人在家時(shí)不適宜打開(kāi)紫外燈，因其對(duì)人有傷害。圖 1-4 UV 殺菌燈3自動(dòng)充電功能：由于電池電量有限，所以需要充電才能持續(xù)工作，但是現(xiàn)在市面上的產(chǎn)品能夠自動(dòng)充電的產(chǎn)品非常少，而且非常貴，采用的方式是配備充電的一套東西，一般采用接觸式充電方法，而不是無(wú)線充電方式。圖 1-5 智能自動(dòng)回充1.2.3. 主要優(yōu)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線終端控制，它可以用遙控器，或者手機(jī)、電腦進(jìn)行控制，遙控控制范圍遠(yuǎn)，無(wú)阻隔，無(wú)輻射。掃地機(jī)器人裝有感應(yīng)探頭，遇到障礙物相觸碰后能夠改變方向，而且配有橡膠，防止撞擊，起到緩沖保護(hù)的作用。掃地機(jī)器人內(nèi)部設(shè)有殺菌燈管，能夠有效殺滅螨蟲(chóng)、細(xì)菌和病毒等病菌配有虛擬墻，能夠阻隔不需要清掃的區(qū)域。1.2.4.主要缺點(diǎn)由于現(xiàn)在的掃地機(jī)器人還處在研發(fā)初期，很多智能學(xué)習(xí)與工作方面的能力還有待提高，在滿足人們更多需求的能力上，也有很大的拓展空間。掃地機(jī)器人的噪音問(wèn)題也有待解決。由于其工作的特點(diǎn)是吸塵，不可避免的會(huì)有風(fēng)聲，還有電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，特別是較差的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的聲音比較大，也是要提高的。對(duì)家具多的地方、墻角小東西就無(wú)能為力了，有時(shí)還只會(huì)在一個(gè)地點(diǎn)打轉(zhuǎn)，打掃不徹底；部分不能自動(dòng)充電的產(chǎn)品持續(xù)工作能力差；產(chǎn)品噪音較大；無(wú)法自動(dòng)掃描，比如某一個(gè)地方有一灘墨水，那么機(jī)器人掃過(guò)后，會(huì)污染很多其他地方，只能針對(duì)簡(jiǎn)單需要吸塵的地面。41.3 掃地機(jī)器人的結(jié)構(gòu)掃地機(jī)器人包括計(jì)算機(jī)、傳感器、電機(jī)與動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電源、吸塵器、電源開(kāi)關(guān)、操作電位計(jì)等，在清掃機(jī)的頂部共設(shè)有三個(gè)超聲波距離傳感器；清掃機(jī)底部前方邊沿安裝有 5 個(gè)接近開(kāi)關(guān)，接近開(kāi)關(guān)與超聲波距離傳感器一起，構(gòu)成清掃機(jī)測(cè)距系統(tǒng)；清掃機(jī)裝有兩臺(tái)直流電機(jī)；在清掃機(jī)的底部安裝有吸塵器機(jī)構(gòu)。自動(dòng)清掃機(jī)器人的功能是自動(dòng)完成房間空曠地面尤其是家居空曠地面的清掃除塵任務(wù)，打掃前，要把房間里的物體緊靠四周墻壁，騰出空曠地面。清掃機(jī)完成的主要功能：能自動(dòng)走遍所以可進(jìn)入的房間，可以自動(dòng)清掃吸塵，可在遙控和手控狀態(tài)下清掃吸塵。圖 1-6 掃地機(jī)器人內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 1-7 掃地機(jī)器人的外部結(jié)構(gòu)51.4 掃地機(jī)器人的清掃結(jié)構(gòu)目前市面上銷售的保潔機(jī)器人從底部清掃結(jié)構(gòu)上來(lái)看，主要分為兩種結(jié)構(gòu)類型：一類是有滾刷三段式清掃結(jié)構(gòu)，另一類則是無(wú)滾刷雙重清掃結(jié)構(gòu)。圖 1-8 兩種中掃結(jié)構(gòu)有滾刷的三段式清掃結(jié)構(gòu)由一個(gè)位于右側(cè)的邊刷、一個(gè)位于中前部的膠質(zhì)滾刷、一個(gè)位于中后部的毛質(zhì)滾刷和吸塵馬達(dá)共同組成，邊刷主要負(fù)責(zé)將附近的臟物掃入滾刷范圍，膠質(zhì)滾刷以從前往后的旋轉(zhuǎn)方向負(fù)責(zé)卷起體積稍大的垃圾，而毛質(zhì)滾刷則以與膠刷相反的方向旋轉(zhuǎn)，在接住膠刷卷起的垃圾的同時(shí)卷起地面的毛發(fā)和細(xì)小灰塵并反向旋轉(zhuǎn)送入集塵盒，最后這些都通過(guò)吸塵馬達(dá)吸附在集塵盒內(nèi)完成地面清潔工作。在整個(gè)三段式清掃結(jié)構(gòu)中，吸塵馬達(dá)的功率雖然較小，但是由于有滾刷模組的高速旋轉(zhuǎn)帶走地面臟物，吸塵馬達(dá)更多的是充當(dāng)吸附垃圾的作用，并不直接起到對(duì)地表吸塵的作用或者說(shuō)是主打吸塵的作用。目前三段式有滾刷清掃結(jié)構(gòu)為主流設(shè)計(jì)。圖 1-9 有滾刷的三段式清掃結(jié)構(gòu)6無(wú)滾刷結(jié)構(gòu)的保潔機(jī)器人一般采用雙邊刷加吸塵口的雙重清掃結(jié)構(gòu)，左右兩個(gè)邊刷負(fù)責(zé)將附近的臟物掃入機(jī)器中央的吸塵口范圍內(nèi)，所有臟物直接由吸塵口用吸力來(lái)吸附于集塵盒內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)的保潔機(jī)器人由于沒(méi)有滾刷結(jié)構(gòu)，僅靠吸力遠(yuǎn)遜于傳統(tǒng)吸塵器馬達(dá)的小型吸塵馬達(dá)來(lái)負(fù)責(zé)全部地面吸塵工作，顯然不可能獲得較好的地面清掃效果，特別是當(dāng)?shù)孛嬗蓄愃骑埩Ｖ惖恼承耘K物時(shí)，無(wú)滾刷設(shè)計(jì)的保潔機(jī)器人幾乎不可能完成清掃，但是放到三段式清掃結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品上則是異常輕松的事情。圖 1-10 無(wú)滾刷的清掃結(jié)構(gòu)7第二章 掃地機(jī)器人的模型制作2.1 手繪草圖根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查的情況，設(shè)計(jì)兩種草圖，最后通過(guò)分析挑選，選擇了草圖方案一。圖 2-1 草圖方案一圖 2-2 草圖方案二82.1 模型底板模型底板是一個(gè)紙質(zhì)的圓盤(pán)，上下各有一個(gè)方形孔，安裝上后，方形孔里裝有兩個(gè)固定的輪子，是機(jī)器的驅(qū)動(dòng)輪，可以靠差速來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器的轉(zhuǎn)向，右邊是個(gè)萬(wàn)向輪，主要負(fù)責(zé)機(jī)器的轉(zhuǎn)向和支撐作用，萬(wàn)向輪是靠螺絲固定在底板上。圖 2-3 底板正面圖 圖 2-4 底板背面圖2.2 模型的殼體模型殼體的主要材料也是用的硬紙板，一塊圓形的的紙板加三塊方形的紙板，用膠水和透明膠布連接在一起，殼體上下固定著兩個(gè)輪子，輪子是用螺絲固定在紙板上，兩個(gè)長(zhǎng)方體形狀的紙板用雙面膠進(jìn)行連接的，然后用的透明膠布固定在模型的殼體上。圖 2-5 模型殼體的正面圖9圖 2-6 模型殼體的側(cè)面圖2.3 模型的面板模型的面板的主要材料是硬質(zhì)紙板，面板主要由四個(gè)圓形按鍵、一個(gè)液晶顯示、四個(gè)前部感應(yīng)器、一個(gè)把手。部件與部件的連接都是用的雙面膠。圖 2-7 面板的主要零件 圖 2-8 面板圓臺(tái)的安裝10圖 2-9 面板按鍵的安裝圖 圖 2-10 面板把手的安裝2.4 最終模型圖圖 2-11 最終模型圖11第三章 三維模型制作3.1 三維模型面板圖 3-1 機(jī)器操作面板3.2 三維模型集塵盒圖 3-2 機(jī)器尾部集塵盒123.3 三維模型底板圖 3-3 機(jī)器底板3.4 三維模型中掃機(jī)構(gòu)圖 3-4 機(jī)器的中掃零件13圖 3-5 機(jī)器的中掃零件圖 3-6 機(jī)器的中掃零件3.3 三維模型驅(qū)動(dòng)輪圖 3-7 機(jī)器的驅(qū)動(dòng)輪 圖 3-8 機(jī)器的軟橡皮輪14第四章 結(jié)論課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程。兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)將要結(jié)束了。在這兩周的學(xué)習(xí)中，我學(xué)到了很多，也找到了自己身上的不足。感受良多，獲益匪淺。在課程設(shè)計(jì)的第一天我便對(duì)這次課程設(shè)計(jì)進(jìn)行了規(guī)劃。在以后的幾天中，查閱資料、對(duì)資料進(jìn)行分析，并在這段時(shí)間里完成了掃地機(jī)器人的模型制作，并最后撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告及個(gè)人總結(jié)。在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故。在這個(gè)過(guò)程，我受到了好多幫助，一句溫暖的話語(yǔ)，一杯熱熱的咖啡，讓人有無(wú)比的動(dòng)力和解決問(wèn)題的決心。其實(shí)這次的課程設(shè)計(jì)我的最大的感受不是知識(shí)的獲得，而是解決問(wèn)題和知識(shí)綜合運(yùn)用的能力。