掃地機器人課設(shè)(共6頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 題 目：清掃小車結(jié)構(gòu)設(shè)計及行走路線優(yōu)化 專 業(yè) 機械設(shè)計制造以及自動化 學(xué) 生 吳思 學(xué) 號 班 號 指導(dǎo)教師 蓋玉先 日 期 15.12.30 1．課題背景及研究的目的和意義 1.1課題背景

2、 從2002 年一臺名叫“三葉蟲”的自動掃地機問世，到目前掃地機器人的行業(yè)已經(jīng)歷了14 年產(chǎn)業(yè)的不斷升級與變遷。伊萊克斯（electrolux）"三葉蟲"是世界上第一款自動吸塵器機器人。而“三葉蟲二代”則是目前市面上最“昂貴”的產(chǎn)品之一，售價高達人民幣兩萬多元。其最大的賣點就是采用了仿生技術(shù)超聲波，如同黑暗中飛行的蝙蝠一般，可以敏捷迅速地覺察出障礙物并繞開。（仿生超聲波由于技術(shù)門檻和成本較高，使用同樣技術(shù)的只有臺灣Proscenic和日本夏普）。智能掃地機器人又稱懶人掃地機,早期的掃地機器人由于技術(shù)水平等原因,在實際打掃中有很多硬傷。智能家用掃地機器人已有極大的改善,是智能家用電器的

3、一種,能憑借一定的人工智能,自動在房間內(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入自身的垃圾收納盒,從而完成地面清理的功能。一般來說,將完成清掃、吸塵、擦地工作的機器人,也統(tǒng)一歸為掃地機器人。智能掃地機器人讓懶人不在為掃地而發(fā)愁,大大減輕了日常家務(wù)的勞動量,讓我們的時間多出來去做其他更為有意義的事情上去。作為家電行業(yè)的新興產(chǎn)品，智能掃地機器人在引起了大眾關(guān)注的同時也慢慢進入了越來越多家庭。跟人工打掃相比，智能掃地機器人要省時省力的多，因此許多朋友不僅自己使用，還會作為禮物送給親近的家人朋友。現(xiàn)在市面上掃地機器人款式繁多、價錢不一。 1.2研究的目的和意義

4、家用智能掃地機器人的更新是比較快的，最新的智能家用掃地機器人更加智 能、高效。讓我們有更多的時間去做更有意義的事情，享受科技帶來的愉悅。隨著社會現(xiàn)代化的提高，清潔小車會走進越來越多的家庭，成為像電視，冰箱等一系列家電一樣為家庭不可或缺的一部分。在未來將會有很大的市場。自動清掃機器人是當(dāng)今服務(wù)機器人領(lǐng)域一個熱門的研究方向。從理論和技術(shù)上講，自動清掃機器人比較具體地體現(xiàn)了移動機器人的多項關(guān)鍵技術(shù)，具有較強的代表性，從市場前景角度講，自動清掃機器人將大大降低勞動強度、提高勞動效率，適用于賓館、酒店、圖書館、辦公場所和大眾家庭。因此開發(fā)自動清掃機器人既具有科研上的挑戰(zhàn)

5、性又具有廣闊的市場前景 2．國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析 2.1國外現(xiàn)狀及分析 國外清潔小車已經(jīng)普遍進入家庭，更新?lián)Q代很快，產(chǎn)業(yè)競爭很大。美國irobot及臺灣Proscenic及時跟進，分別在2002年推出自有品牌機器人產(chǎn)品。在行業(yè)發(fā)展的初期階段，這個產(chǎn)品并不被大眾所接受，很多人看了機器后認為，與其讓機器去打掃還不如自已隨便的拿掃把幾次搞定。同時單片機業(yè)態(tài)的不成熟以及高成本，成為阻礙產(chǎn)品在市場發(fā)展的絆腳石。這時最早介入該產(chǎn)業(yè)的伊萊克斯，因為前期的大力投入未獲取市場的相應(yīng)回報，逐步的放棄智能型的機器，主攻其它家電。而irobot及Proscenic相反在前期投入不大，在逐

6、步的市場試測試中看準了這類產(chǎn)品今后將在市場大賣，持續(xù)的研發(fā)投入。Proscenic借著臺灣市場IC產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢與臺灣工研院合作開發(fā)在2006~2008年間迅速的打開亞州及北美市場。Irobot則在美國，及歐州市場占據(jù)優(yōu)勢。2008年~2010掃地機市場一直有這兩大品牌在市場上占據(jù)主導(dǎo)地位，兩家不同的專利設(shè)計為行業(yè)設(shè)定的較高的進入門檻。兩家分別在銷量最大的日本及美國市場雄踞一方。Proscenic日本市場占據(jù)銷售寶座，irobot在美國市場無人撼動。 2.2國內(nèi)現(xiàn)狀及分析 國內(nèi)清掃下車還不是十分普遍，未來的市場十分美好。當(dāng)前市場上在售的電動掃地機主要為國產(chǎn)與合資品牌的商品，其間國商品

7、牌的商品在價格、掃地潔凈度、功能性等幾個方面都是不錯的，只是在外觀外型上稍遜于合資、進口商品，具有較高的性價比。國內(nèi)大部分機器外型上都做的很不錯，但清掃系統(tǒng)都是模仿一線廠商，在清掃行走算法上，也因為核心專利技術(shù)的限制。機器清掃效果和智能程度與一線的品牌還是存在較大差異。并且Irobot 和 Proscenic都擁有各自清掃系統(tǒng)的設(shè)計專利，在歐美等成熟市場，這些模仿的產(chǎn)品一方面是因為知識產(chǎn)權(quán)的保護，另一方面因其工藝水平的限制很難進入?，F(xiàn)在國內(nèi)大部分機器所應(yīng)用的技術(shù)，還是一線的品牌2007年左右早期技術(shù)。（紅外線、藍牙遙控器、傳統(tǒng)的碳刷吸塵電機等。而最新的行業(yè)應(yīng)用有超聲波仿生技術(shù)偵測，RF無線射頻

8、遙控，無刷吸塵電機等）。 3．研究內(nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問題 3.1研究內(nèi)容 1清掃機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括清掃結(jié)構(gòu)，行走結(jié)構(gòu)，吸塵結(jié)構(gòu) 2功能設(shè)計包括清潔模式，智能導(dǎo)航系統(tǒng)，智能安全監(jiān)控， 灰塵量識別功能，床底智能清掃，手機遙控功能，室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測與提醒，其他基礎(chǔ)功能。 3.2擬解決的關(guān)鍵問題 功能設(shè)計中的智能導(dǎo)航系統(tǒng) 4. 擬采取的研究方法和技術(shù)路線、進度安排、預(yù)期達到的目標 4.1擬采取的研究方法和技術(shù)路線 根據(jù)現(xiàn)有產(chǎn)品進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化，通過單片機進行智能控制。通過紅外線技術(shù)對外部環(huán)境進行檢測，分析。 4.2進度安排 第1周：搜集資料， 第 2—

9、5 周：系統(tǒng)方案設(shè)計,相關(guān)知識學(xué)習(xí)； 第 6—7 周：小車結(jié)構(gòu)設(shè)計 第 8—11 周：小車智能控制 第12—14周：輔助功能設(shè)計 第15—16周：外文翻譯及撰寫畢業(yè)論文；準備答辯。 4.3預(yù)期達到的目標 結(jié)構(gòu)設(shè)計：結(jié)合現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化 路線優(yōu)化：遇到各種障礙物的不同算法：兩類：遇到墻體，桌椅等不可穿越物體，遇到窗簾的可穿過物體。增加記憶程序等輔助功能 提高效率 提交成果： 畢業(yè)設(shè)計論文，清潔小車裝配圖，吸塵器底盤的零件圖，主清潔模塊的零件圖，算法程序。 5． 課題已具備和所需的條件 已具備條件 1掌握c語言及對單片機有一定了解 2機械設(shè)計，機械原理

10、，機械系統(tǒng)設(shè)計的知識 所需的條件 1掌握相關(guān)產(chǎn)品的說明書 2了解室內(nèi)塵埃特性 3了解客戶需求 4掌握感應(yīng)技術(shù) 6． 研究過程中可能遇到的困難和問題，解決的措施 遇到的困難：理論知識準備不足，缺乏設(shè)計經(jīng)驗，時間緊迫； 解決的措施：查閱相關(guān)文獻和虛心向老師請教，在學(xué)習(xí)實踐中解決遇到的問題，抓緊進度。 7.參考文獻 [1] 李瑞峰，孫笛生等.移動式作業(yè)型智能服務(wù)機器人的研制.機器人技術(shù)與應(yīng)用。 [2] 胡躍明，丁維中，吳祈生，吸塵機器人的研究現(xiàn)狀與展望，計算機測控與控制 [3] 徐陽。面向未來的新型機器人技術(shù)。機器人技術(shù)與應(yīng)用。2002,1:2~4 [4] 郭戈，胡征峰，移動機器人導(dǎo)航與定位技術(shù)。微計算機信息,2003，19（8）：10~11 [5] 王軍，蘇建波。多傳感器集成與融合概述。2001,23（2）：183~186 [6] 朱世強，劉瑜。自主吸塵機器人研究現(xiàn)狀。2004，（6）：569~574 專心---專注---專業(yè)