【正文】 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 小型清掃機器人的移動系統(tǒng)設計與清掃系統(tǒng)的設計說明書 目錄 第一章 緒論 .............................................................................................................................. 2 清掃機器人的出現背景 .............................................................................................. 2 清掃機器人的發(fā)展歷史與現狀 .................................................................................. 2 第二章 清掃機器人移動系統(tǒng) .................................................................................................. 5 清掃機器人的要求 ...................................................................................................... 6 系統(tǒng)方案比較與論證 .................................................................................................. 7 最終方案 ..................................................................................................................... 10 第三章機械傳動的設計 .......................................................................................................... 10 電動機的選擇 ............................................................................................................ 10 減速器的參數設計 .................................................................................................... 12 軸 的設計計算與校核 ................................................................................................ 21 第四章 清掃裝置的設置 ........................................................................................................ 26 清掃裝置的基本原理 ................................................................................................ 26 清掃裝置的基本結構 ................................................................................................. 27 清掃裝置的配置 ........................................................................................................ 28 第五章 總結與期望 ................................................................................................................ 29 全文總結 .................................................................................................................... 29 論文創(chuàng)新之處 ............................................................................................................ 29 存在的不足與展 望 .................................................................................................... 29 謝辭 .......................................................................................................................................... 30 參考文獻 .................................................................................................................................. 31 附錄： ...................................................................................................................................... 32 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 第一章 緒論 清掃機器人的出現背景 近年來，隨著計算機技術與人工智能科學的飛速發(fā)展，智能機器人技術逐漸成為現代機器 人研究領域的熱點。其中，服務機器人開辟了機器人應用的新領域。服務機器人的出現主要有三大原因：一是勞動力成本上升；二是人類想要擺脫枯燥乏味的體力勞動，如清潔，家務，照顧病人等；三是人口的老齡化和社會福利制度的完善也為某些服務機器人提供了鋼釩的市場應用前景。服務機器人區(qū)別于工業(yè)機器人的一個主要特征就是服務機器人是一種適用于具體的方式，環(huán)境及任務過程的機器人系統(tǒng)，其活動空間大，具有在非結構環(huán)境下的移動性，因此服務機器人大多數是移動機器人。 清掃機器人的發(fā)展歷史與現狀 清掃機器人的發(fā)展是建立在移動 機器人的基礎之上的，一個好的清掃機器人就必須有一個好的移動基礎。因此，每次移動機器人的飛躍，隨之而來的就是清掃機器人的更新換代。 國外的清掃機器人的發(fā)展與現狀 德國 Kaercher 公司生產的 RC3000 是世界上第一胎能夠自行完成所有家庭地面清潔工作的清潔機器人，如圖 11 所示。它只有 50cm 長，能夠自動清掃地面，自動返回充電站充電，可以在主人外出時獨立完成家庭清潔的任務，其扁平的設計使其能夠清潔床，沙發(fā)，茶幾等家具的下部位置，如圖 12所示；它的移動是隨機的，當遇到障礙時，隨機改變一 個角度，然后繼續(xù)直走，直到遇到新的障礙物；它內置四種清潔程序，根據清潔面積的大小，可以選擇合適的程序；內置光敏傳感器，在遇到樓梯與臺階時，能夠自動避讓，不會跌落。 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 圖 11 RC3000 圖 12 RC3000 2020 年 11 月著名的家電廠商伊萊克斯在英國推出了吸塵器“三葉蟲”，如圖 13所示。它的高度為 13mm，直徑為 35mm，能夠自由穿梭清掃，自動設計最佳行走路線；它使用超聲波探測器，可以敏捷迅速地覺察出障礙物并繞開；“三葉蟲”可分三個 檔位進行工作：正常，快速和點清理；吸塵器充滿垃圾時還會發(fā)出燈光警告；為了限制“三葉蟲”的活動范圍，用戶需要在樓梯間或其它沒有天然障礙物的地方，貼上特制的可粘式磁帶。“三葉蟲”是由可充電電池驅動的，每次充電后可以運行 60min 左右，電量不足時能自動返回充電卡座充電。 圖 13 伊萊克斯“三葉蟲” 2020 年 11 月，三星公司推出一款三星代號為 VCRP30W 的機器人吸塵器，如圖 14所示，主要針對家庭市場。 VCRP30W 主要依靠 3D地圖技術來進行定位，并 能靈巧地躲避障礙物，能夠快速，高翔地對房間每個角落進行吸塵； 當遇到障礙物或者死角情況，VCRP30W 能輕易地分析出垃圾與其他日常生活用品，同時允許用戶定義工作時間及清掃區(qū)域；用戶畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 還可以通過計算機看安裝在機器人前部攝像頭內的信息，對其進行遠程遙控；整個機器人的電池能維持 50min 的連續(xù)工作，當電量即將耗盡時自動回到充電座補充能源，非常地智能化。 圖 14 三星 VCRP30W 國內清掃機器人的發(fā)展和現狀 1999 年初，浙江大學機械電子研究所開始進行智能 吸塵機器人的研究，兩年后設計成功國內第一個具有初步智能的自主吸塵機器人，與蘇 州 TEK 公司合作研發(fā)，到 2020 年系統(tǒng)在自主能力和工作效率上都有了顯著提高，它工作之前，首先進行環(huán)境學習，利用超聲波測距，與墻 保持一定的行走距離，在清潔角落的同時獲得房間的尺寸信息，從而決定清掃時間；然后，利用隨機與局部遍歷規(guī)劃相結合的算法產生高效的清潔路徑；在清掃結束后，自動回到充電座補充動力；系統(tǒng)在 m? 的實際家庭環(huán)境中，工作 10min 可以達到 90%以上的覆蓋率。如圖 15 圖 15 蘇州 TEK 深圳市銀星智能電器有限公 司設計研發(fā)的 KV8保潔機器人（如圖 16）的一些布置如下 KV8 保潔機器人路徑規(guī)劃原理 KV8 保潔機器人通過電腦芯片控制機器人的左右輪轉速，實現圓弧形清潔路線。當圓弧的半徑拓展到 的時候，芯片程序會控制機器人離開當前路線，在 遠 處再次執(zhí)行圓弧清潔路線。大量的圓弧對地面實行無縫覆蓋，從而達到全面清潔地面的目的。 KV8 保潔機器人自動充電原理 KV8保潔機器人在機器人電量快要耗完時，機器人頂部的紅外線發(fā)射頭發(fā)射出無電信號，當充電基座上的兩個紅外線接收頭接收到此信號時，機器人便與充電基座取得了 176。聯系 177。通過兩個紅外線接收頭對機器人的引導，使其慢慢靠攏，畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 最終實現對接。 KV8 保潔機器人防跌落原理 KV8保潔機器人在機器人底部前段，安裝了 4 對紅外線感應頭，每一對感應頭包含一個發(fā)射頭和一個接收頭。紅外線發(fā)射頭發(fā)射的紅外經地面發(fā)射后，被對應的接收頭所接收。如果機器人底部距離地面的高度超過 5mm，電腦芯片便會控制機器人，使其后退并調整行走方向，從而避免從高空跌落。