家用清洁机器人设计(附件)【字数：10325】
清洗机器人包含了电子、计算机等方面的知识。它不仅模仿人体的运动,而且融合了清洁技术和移动技术。在一定程度上节省了大量的人力物力,特别是在恶劣复杂的环境下。近年来,智能机器人成为所有研究的焦点,集中研究现代消费电子产品,使智能机器人脱颖而出。这种有趣的效应反映了社会的不断进步和科学的飞速发展。
目录
引言 1
一、清洁机器人的发展概况 1
（一）课题研究的背景及其意义 1
（二）国际现状 1
（三）国内清洁机器人的发展情况 2
（四）家用清洁机器人国内外研究问题 3
二、家用清洁机器人结构设计 3
（一）具体功能分析 4
（二）机械架构设计 5
（三）清洁机器人传动架构设计 14
结论 16
参考文献 17
致谢 18
引言
作为服务型机器人重要组成部分之一的清洁型机器人。它能反复自主地清扫地面,识别和避开工作环境中的障碍物。它有效的结合了清洗方法和机械控制，之中包含了许多机械类、电子类等知识。清洁型器人的两大主要优点一是工业智能化，二是自动化,能帮助人们轻松快捷享受舒适的清洁工作以及生活,具有清洁工作效率高、劳动力和生产成本低等三大主要特点。清洁是乏味的,重复的,费时费力的。在欧美等发达国家,很多跨国公司都把清洁能源机器人产业作为重要的海外投资战略对象,如美国的戴森、日本的松下等。结合我国国情，在清洁型机器人领域我国有很大的发展空间和市场。
一、清洁机器人的发展概况
（一）课题研究的背景及其意义
作为我国机械工业的重要长期发展战略目标之一的机器人产业。机器人在各行各业随处可见,从浩瀚无垠宇宙星系中的各个空间站点再到建在地面上的各类制造工厂,再到智能家居和精确的机械手臂操作,各式各样的机器人都有着自身的长处。随着社会经济的不断发展，人们对生活水平的要求不断提高，再加上科技的不断发展，从而掀起了机器人领域的狂潮。
作为服务型机器人重要组成部分之一的清洁型机器人。它能反复自主地清扫地面,识别和避开工作环境中的障碍物。它有效的结合了清洗方法和机械控制，之中包含了许多机械类、电子类等知识。清洁型器人的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
两大主要优点一是工业智能化，二是自动化,能帮助人们轻松快捷享受舒适的清洁工作以及生活,具有清洁工作效率高、劳动力和生产成本低等三大主要特点。清洁是乏味的,重复的,费时费力的。在欧美等发达国家,很多跨国公司都把清洁能源机器人产业作为重要的海外投资战略对象,如美国的戴森、日本的松下等。结合我国国情，在清洁型机器人领域我国有很大的发展空间和市场。
（二）国际现状
20世纪80年代以来,各国专家苦心钻研并取得了较大的研究成果。日本、韩国、欧美等发达国家在清洁型机器人研究以及应用方面投入的精力较多,并为面向国际领先市场进行开发和引进推出了一批先进产品。
美国iRobot公司生产的伦巴机器人是清洁机器人的成功范例。伦巴980是iRobot公司研究出的新一代智能清洁机器人，如图11所示。具体数据如下：直径35cm、高9cm、重4kg。它还具有充电导航功能，在快要没电的时候它会自动回到充电桩进行充电。它还安装了红外激光传感器，能够在障碍物之间畅通无阻。若有物体与其发生碰撞,减振器会将这个信号传达给内部的小型处理器，机器人可以做出前进后退或左右旋转等的动作。在整个减振器的手臂右端安装有一个红外线传感器,用于精确测量整个减振器与不明物体之间的距离，不与其发生任何接触。伦巴980的清洁服务路线依然是前后笔直的,以确保它覆盖了所有地面。由于机器人的高度只有9厘米,它可以自由地清洁家具。
图11伦巴980
在1996年瑞典伊莱克斯公司制造了世界上著名的清洁型机器人——小“三叶虫”。根据官方的测量数据显示高13cm、直径35cm，如图12。为了让它在工作中能够躲避各种障碍物设计人员在它的内部安装了超声波速度传感器。在它内部自带的系统启动后，会根据周围环境的状况进行分析并学习如何沿着边缘墙行走。在学习过程中，它会生成一个路径地图，并依据最优路线来完成构建工作。如果清洁清理工作突然中断,机器人可以随时记住并自动回到原来的清洁地方后再继续清洁工作。
图12小“三叶虫”清扫机器人
（三）国内清洁机器人的发展情况
20世纪末，浙江大学和泰克公司强强联手对小型的智能清洁机器人进行技术研发。经过不断地努力，终于在21世纪初有了重大突破制造出了我国第一台智能化的小型清洁机器人。在它工作的之前，将随机局部规划分析算法与一个局部遍历随机规划分析算法相随机结合,得到一条有效的干净路径。基于这种创新设计不断改进的国内清洁处理机器人的研发。
目前国内一款名为KV8的清洁机器人市场前景看好,如图13所示。虚拟清扫器可自动避免坠落和坠落。缺点是需要人工充电,无规则的清洗线路。
图 13 KV8 清洁机器人
我国第一台智能清洁应用机器人是在2007年由哈工大的洪斌明教授带领的团队研制出的。为我国清洁应用机器人的发展提供了很大的帮助。与国外成果相比,国内清洁处理机器人的相关研究成果还有待提高，市场空间很大。
显而易见的是,国外的机器人技术比我们先进得多。清华大学研制的一款移动医疗护理服务机器人几乎可以简单地用来照顾一位病人。中国科技大学的"使用科佳"可以实现导航功能,具有简单的通讯能力。上海交通大学自主研制的新型餐饮企业服务送菜机器人中还具有自动视觉识别功能,能轻松模拟人夹菜的动作。
（四）家用清洁机器人国内外研究问题
随着清洗机器人的改革换新,每年机器人领域都有翻天覆地的变化。目前,清洁机器人尚且存在一些困难,这些困难还需要伴随着科学信息技术和行业的转型升级而进一步得以解决。就好比最新的伦巴机器人,它的售价极其高达到上万元，一般群众买不起难以普及。再加上它还性能不够完善,比如它偶尔也可以丢失一个碎片。
1、自动化问题
目前,国内外主要的清洗机器人以吸尘为主,真正能清洗的机器人很少。而大多数清洗机器人需要人力手动更换清洁的部件或者是人工拆洗，不能够全自动清洗。在目前的工作范围内,更需要的是一款全自动化的产品,能够实现自动充电、清洁、自清洗等功能。
2、确定位置和线路布局
有三种线路布局的方法:一是基于地图的路线布局方法，二是基于地图的线路布局方法，三是基于无地图的线路布局方法。其中主要依靠传感器进行布局的就是无地图线路布局。国内目前所有的现有产品大都是采用了随机的线路布局方式,基本上满足了以短期为代价的全球网络覆盖。遍历率和时效性相对较低,存在明显的缺陷。
目录
引言 1
一、清洁机器人的发展概况 1
（一）课题研究的背景及其意义 1
（二）国际现状 1
（三）国内清洁机器人的发展情况 2
（四）家用清洁机器人国内外研究问题 3
二、家用清洁机器人结构设计 3
（一）具体功能分析 4
（二）机械架构设计 5
（三）清洁机器人传动架构设计 14
结论 16
参考文献 17
致谢 18
引言
作为服务型机器人重要组成部分之一的清洁型机器人。它能反复自主地清扫地面,识别和避开工作环境中的障碍物。它有效的结合了清洗方法和机械控制，之中包含了许多机械类、电子类等知识。清洁型器人的两大主要优点一是工业智能化，二是自动化,能帮助人们轻松快捷享受舒适的清洁工作以及生活,具有清洁工作效率高、劳动力和生产成本低等三大主要特点。清洁是乏味的,重复的,费时费力的。在欧美等发达国家,很多跨国公司都把清洁能源机器人产业作为重要的海外投资战略对象,如美国的戴森、日本的松下等。结合我国国情，在清洁型机器人领域我国有很大的发展空间和市场。
一、清洁机器人的发展概况
（一）课题研究的背景及其意义
作为我国机械工业的重要长期发展战略目标之一的机器人产业。机器人在各行各业随处可见,从浩瀚无垠宇宙星系中的各个空间站点再到建在地面上的各类制造工厂,再到智能家居和精确的机械手臂操作,各式各样的机器人都有着自身的长处。随着社会经济的不断发展，人们对生活水平的要求不断提高，再加上科技的不断发展，从而掀起了机器人领域的狂潮。
作为服务型机器人重要组成部分之一的清洁型机器人。它能反复自主地清扫地面,识别和避开工作环境中的障碍物。它有效的结合了清洗方法和机械控制，之中包含了许多机械类、电子类等知识。清洁型器人的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
两大主要优点一是工业智能化，二是自动化,能帮助人们轻松快捷享受舒适的清洁工作以及生活,具有清洁工作效率高、劳动力和生产成本低等三大主要特点。清洁是乏味的,重复的,费时费力的。在欧美等发达国家,很多跨国公司都把清洁能源机器人产业作为重要的海外投资战略对象,如美国的戴森、日本的松下等。结合我国国情，在清洁型机器人领域我国有很大的发展空间和市场。
（二）国际现状
20世纪80年代以来,各国专家苦心钻研并取得了较大的研究成果。日本、韩国、欧美等发达国家在清洁型机器人研究以及应用方面投入的精力较多,并为面向国际领先市场进行开发和引进推出了一批先进产品。
美国iRobot公司生产的伦巴机器人是清洁机器人的成功范例。伦巴980是iRobot公司研究出的新一代智能清洁机器人，如图11所示。具体数据如下：直径35cm、高9cm、重4kg。它还具有充电导航功能，在快要没电的时候它会自动回到充电桩进行充电。它还安装了红外激光传感器，能够在障碍物之间畅通无阻。若有物体与其发生碰撞,减振器会将这个信号传达给内部的小型处理器，机器人可以做出前进后退或左右旋转等的动作。在整个减振器的手臂右端安装有一个红外线传感器,用于精确测量整个减振器与不明物体之间的距离，不与其发生任何接触。伦巴980的清洁服务路线依然是前后笔直的,以确保它覆盖了所有地面。由于机器人的高度只有9厘米,它可以自由地清洁家具。
图11伦巴980
在1996年瑞典伊莱克斯公司制造了世界上著名的清洁型机器人——小“三叶虫”。根据官方的测量数据显示高13cm、直径35cm，如图12。为了让它在工作中能够躲避各种障碍物设计人员在它的内部安装了超声波速度传感器。在它内部自带的系统启动后，会根据周围环境的状况进行分析并学习如何沿着边缘墙行走。在学习过程中，它会生成一个路径地图，并依据最优路线来完成构建工作。如果清洁清理工作突然中断,机器人可以随时记住并自动回到原来的清洁地方后再继续清洁工作。
图12小“三叶虫”清扫机器人
（三）国内清洁机器人的发展情况
20世纪末，浙江大学和泰克公司强强联手对小型的智能清洁机器人进行技术研发。经过不断地努力，终于在21世纪初有了重大突破制造出了我国第一台智能化的小型清洁机器人。在它工作的之前，将随机局部规划分析算法与一个局部遍历随机规划分析算法相随机结合,得到一条有效的干净路径。基于这种创新设计不断改进的国内清洁处理机器人的研发。
目前国内一款名为KV8的清洁机器人市场前景看好,如图13所示。虚拟清扫器可自动避免坠落和坠落。缺点是需要人工充电,无规则的清洗线路。
图 13 KV8 清洁机器人
我国第一台智能清洁应用机器人是在2007年由哈工大的洪斌明教授带领的团队研制出的。为我国清洁应用机器人的发展提供了很大的帮助。与国外成果相比,国内清洁处理机器人的相关研究成果还有待提高，市场空间很大。
显而易见的是,国外的机器人技术比我们先进得多。清华大学研制的一款移动医疗护理服务机器人几乎可以简单地用来照顾一位病人。中国科技大学的"使用科佳"可以实现导航功能,具有简单的通讯能力。上海交通大学自主研制的新型餐饮企业服务送菜机器人中还具有自动视觉识别功能,能轻松模拟人夹菜的动作。
（四）家用清洁机器人国内外研究问题
随着清洗机器人的改革换新,每年机器人领域都有翻天覆地的变化。目前,清洁机器人尚且存在一些困难,这些困难还需要伴随着科学信息技术和行业的转型升级而进一步得以解决。就好比最新的伦巴机器人,它的售价极其高达到上万元，一般群众买不起难以普及。再加上它还性能不够完善,比如它偶尔也可以丢失一个碎片。
1、自动化问题
目前,国内外主要的清洗机器人以吸尘为主,真正能清洗的机器人很少。而大多数清洗机器人需要人力手动更换清洁的部件或者是人工拆洗，不能够全自动清洗。在目前的工作范围内,更需要的是一款全自动化的产品,能够实现自动充电、清洁、自清洗等功能。
2、确定位置和线路布局
有三种线路布局的方法:一是基于地图的路线布局方法，二是基于地图的线路布局方法，三是基于无地图的线路布局方法。其中主要依靠传感器进行布局的就是无地图线路布局。国内目前所有的现有产品大都是采用了随机的线路布局方式,基本上满足了以短期为代价的全球网络覆盖。遍历率和时效性相对较低,存在明显的缺陷。
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