机械毕业设计论文家用自动扫地机设计说明书.docx
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机械毕业设计论文家用自动扫地机设计说明书
家用自动扫地机设计
目录
第一章绪论2
1.1课题研究的目的、现状和意义2
1.2本课题的研究内容及工作原理4
1.2.1研究内容4
1.2.2工作原理4
第二章自动扫地机概述4
2.1扫地机的概念及用途4
2.1.1扫地机的概念4
2.1.2扫地机的用途5
2.2扫地机的分类5
2.2.1按形状大小分类5
2.2.2按功能分类5
2.2.3按电器安全分类5
第三章扫地机的结构设计6
3.1外观设计6
3.2运动及控制单元设计6
3.2.1运动部分的基本结构6
3.2.2车轮的设计7
3.2.2.1左右车轮的大小和结构7
3.2.2.2车轮的尺寸8
3.2.2.3总体图9
致谢9
参考文献10
摘要:
随着当今社会经济的发展,人们生活水平的逐渐提高,工作越来越忙,住房面积也越来越大。
打扫卫生已成为现代家庭一大难题,要付出大量的劳力。
与现代人的居住条件、生活节奏、生活品质形成了显明的反差。
家庭自动扫地机是可以为人们减去劳累、节省时间的高科技智能化家电。
家庭自动扫地机就像全自动洗衣机一样是家庭必不可少的家用电器,它无须人工操作,只需一按开关,自动运行。
目前在日本、韩国、美国等发达国家得以普及。
实现了科技节约时间,时间丰富生活。
智能自动扫地机对中国普通家庭来说现在还是奢侈品,但随着人们生活水平的不断提高,智能自动扫地机也将会在中国家庭中得以普及。
自动扫地机是一个较新的、环保的、高科技的行业,目前仍处于市场导入阶段,市场发展还不成熟,2007年以来自动扫地机在国际快速生长,市场增加率高达300%。
自动扫地机是一个朝阳行业,生长潜力庞大。
预计未来十年行业将进入高速发展期。
关键词:
扫地机;家庭;自动运行;
Thedesignofhouseholdautomaticsweeper
Abstract:
Withthecurrentsocialandeconomicdevelopment,people'slivingstandardsaregraduallyimproved,havingmoreandmorebusyandhousingspace.Cleaninghasbecomeamajorproblemofthemodernfamily,neededpayalotoflabor.Itwithmodernlivingconditions,therhythmoflifeandqualityoflifeobviouscontrast.HouseholdautomationSweeperlesstiredforpeople,andtime-savinghigh-techintelligenthomeappliances.Householdautomationsweeperlikeautomaticwashingmachinesasfamilyessentialhouseholdappliances,itdoesnothavethemanual,andjustaswitchtorunautomatically.TobeuniversalinJapan,Korea,theUnitedStatesandotherdevelopedcountries.Ithasachievedscienceandtechnologytosavetime,timetorichlife.TheintelligentautomaticsweeperfortheordinaryfamiliesinChinaisstillaluxury,butwiththecontinuousimprovementoflivingstandards,intelligentautomaticsweepingmachinewillalsobetopopularizeinaChinesefamily.Automaticsweepingmachineisarelativelynew,environmentallyfriendly,high-techindustry.Inthemarketintroductionstage,thedevelopmentofthemarketisnotyetripeforautomaticsweepingmachine.Rapidgrowthisupto300%intheinternationalmarketrateofincreasesince2007.Automaticsweepingmachineisasunriseindustrywiththehugegrowthpotential.Thenexttenyearstheindustrywillenteraperiodofrapiddevelopment.
Keyword:
sweeper;home;runautomatically;
第一章绪论
1.1课题研究的目的、现状和意义
1.1.1本课题研究的目的是:
家用自动扫地机就像全自动洗衣机一样是家庭必不可少的家用电器,它无须人工操作,只需一按开关,自动运行。
目前在日本、韩国、美国等发达国家得以普及。
实现了科技节约时间,时间丰富生活。
1.1.2本课题研究的现状及意义是:
iRobot扫地机器人,美国iRobot在2002年推出全球第一款扫地机器人,以后机器人吸尘器风靡全球,iRobot扫地机器人采用三段式清扫技术和iAdapt™技术,iAdapt™这是一个由软件和感应器组成的专利系统。
iAdapt™让Roomba可以主动对清扫环境进行监测,每秒钟思考次数超过60次,并且能够以40种不同的动作进行反应,以便把房间清扫干净。
力1号扫地机器人,具有人性化设计的外观、智能计算机系统、自动螺旋导航系统和21个感应头。
可以对房间做出测量,自动清洁房间的每个角落、记录您的理想设置,躲避墙壁、楼梯,即使您把放到桌子上面它也不会掉下来。
随机配备的虚拟墙发射器可发有效地阻止它进入您不想让它进入的地方。
玛纽尔扫地机器人,玛纽尔扫地机器人是一种配备了微电脑系统的电动保洁清扫设备,它能能够按照人们的设置清洁房间的某一特定部分或全部。
扫地机器人最早出现于美国,随后发展的欧美,风靡港澳台,90年代中期进入大陆玛纽尔扫地机器人分为两个分类,一种是智能扫地机,一种是智能吸尘器。
智能吸尘器是一种配备了微电脑系统的吸尘器,是靠吸力打扫卫生的,它就是吸尘器的高科技产品,能够按照人们的设置清洁房间的某一特定部分或全部。
最早出现于美国,随后发展到欧美,风靡中国港澳台,90年代中期进入中国大陆。
韩国著名品牌玛纽尔扫地机器人(智能吸尘器)集两种功能于一体,既能吸尘也能扫地,还配备UV(紫外线)杀菌功能!
按下玛纽尔机器人的按钮,您会发现,原来下班后,还有那么多空余的时间等待您去尽情享受。
自动扫地机在现代家庭环境设计的新型地板、地毯清洁用具,使用可充电电池作为电源,集打扫、功能于一身,适用于写字楼,会议室,家庭等地方。
现阶段随着人们环保意识的不断提高,越来越多的人会优先选择家用自动扫地机。
今年来,随着中国工业的快速发展,吸尘器的产销量也大幅增加,在我国市场具有旺盛的生命力。
随着社会的进步和发展,人们的物质和精神生活质量的提高迫切需要从繁重的清洁工作中解脱出来由此诞生了一种家用服务型吸尘机器人,它将移动机器人技术和吸尘技术有机地融合起来,实现家庭、宾馆、写字楼等室内坏境的半自动或全自动清洁,因此具有广阔的市场前景
目前在欧美日等发达国家,自动扫地机开发较早,应用范围也较广,近两年来,已经开发出多种面向市场的智能扫地机。
澳大利亚某公司研制出可自动行使并打扫房间的V4型机器人这种全自动吸尘器表面光滑,体积很小,呈圆形,内置搜索雷达,可以搜索各种房间里的每一处,不会碰撞家具或其他障碍物。
微处理小电脑使它具备在拐至屋角处能探测方向、选择前进路线的能力。
只要将全自动吸尘器放在地面上,它便可自动开始工作。
其搜索雷达会探测出距离最近的墙壁,先顺着墙壁把地板四周的灰尘及异物吸尽;然后再不规则地来回移动于房间的其它位置,并且能在接近障碍物之前迅速转向。
该自动扫地机由于在主机的周围360°配备了障碍物传感器,因此可以再检测墙壁及障碍物的同时打扫地面;当打扫完可以行使的场所后,机器人就自动关闭电源。
不管房间的外形及面积的大小、ARNA导航算法引导机器人在任何房间的所有无遮掩区域四处运动来进行清洁工作,因为扫地机导航沿房间的周围,所以它要创建自己的空间参考图,扫地机不需要任何编程“教它应该去哪里”。
该自动扫地机操作简单,仅有3个按钮;开始、结束以及暂停,人们只要简单地将它放置在需要清扫的区域或房间中,按下开始按钮即可。
1.2本课题的研究内容及工作原理
1.2.1研究内容
设计一种轻便有效的家用自动扫地机,由电机带动扫地刷实现扫地功能,并具有垃圾收纳装置。
运用CAD软件完成自动扫地机结构设计,并绘制机械图纸;设计电机控制与电源系统,并绘制相关的电气控制原理图;
1.2.2工作原理
用直流电动机分别直接驱动两个车轮转动,这是运动的来源,通过分别控制两个电机的“得电”与“断电”可实现运动的各种效果。
电动机的控制是由PLC程序实现的,通过改变PLC程序来改变扫地机的运动轨迹。
自动探垃圾系统是由传感器、PLC和车轮电机构成的,传感器用于发现目标,是自动扫地机的眼睛,采用的是红外线反射型传感器。
第二章自动扫地机概述
2.1扫地机的概念及用途
2.1.1扫地机的概念
自动扫地机具有自动扫地功能,能自动在房间完成高效的扫地任务;可清扫并有自动吸尘功能,都电机控制,已成为智能家居的一部份。
2.1.2扫地机的用途
扫地机器人在现代家庭环境设计的新型地板、地毯清洁用具,使用可充电电池作为电源,集打扫、吸尘功能于一身,适用于写字楼,会议室,家庭等地方。
2.2扫地机的分类
2.2.1按形状大小分类
(1)立式:
呈圆桶形或方形居多,分上、下两部分,上部装有电机,是动力部分,下部为集尘箱。
(2)卧室:
长方形或车型状,有前后两部分,前部为集尘箱,后部为电机部分。
(3)便捷式,它一般有五种形式
1)肩式:
体积较小,使用时背在肩上,小功率输出。
2)杆式:
形状似杆,上端为把手,下端为吸嘴,小功率输出。
3)手提式:
体积更小,可直接握在手中使用,小功率输出通常用干或畜电池做电源。
4)微型式:
多用电池供电,体积更小,多用于清洁衣物、仪器等,微功率。
5)无绳式:
吸尘器拖着长长的电线,极易纠缠不清。
倘若是无绳式的吸尘器,则可以避免上述情况的发生。
2.2.2按功能分类
按功能大致有一下种:
干式、干湿两用式、地毯式及打蜡吸尘式。
干式吸尘器就是上面介绍的几种吸尘器。
干湿两用式吸尘器具有与干式吸尘器相同的性能和用途,此外还能吸取肥皂之类的液体或多水性泡沫污物。
地毯式主要用于地毯的清洁。
打蜡式吸力较差,
主要以打蜡为主。
2.2.3按电器安全分类
(1)I类吸尘器,额定电压超过42伏,只有基本绝缘。
(2)II类吸尘器,额定电压超过42伏,全部为双重绝缘,当基本绝缘破坏时,还有一层补充绝缘作用。
(3)
类吸尘器,额定电压低于42伏,避免了触电危险。
第三章扫地机的结构设计
3.1外观设计
因为是试制第一个样板的缘故,暂不考虑专门设计机器人的外壳,以避免制造外壳模具产生的昂贵费用,而是临时采用了类似于的箱子作为机器人的外壳,这是因为其容积大小适宜、外观时尚多样,造型也颇符合轮式机器人的设计理念。
如图
3.2运动及控制单元设计
3.2.1运动部分的基本结构
图2是机器人的底部工艺示意图
图中:
吸尘口用于吸入灰尘,左右两个带减速器的直流电动机分别直接驱动两个车轮转动,这是运动的来源,通过分别控制两个电机的“得电”与“断电”可实现运动的各种效果,例如S型形轨迹或者螺旋形运动轨迹。
直流减速电动机的安装尺寸如图2所示。
电机的状态与运动轨迹关系如下表1所示:
左电机状态
右电机状态
机器人运动效果
控制说明
正转
正转
直线前进
用同样型号的减速电机、同样直径的车轮、相同的一组电机电压来保证左右车轮的一致性,从而保证直线运动
反转
反转
直线后退
停
正转
左转弯
改变电机“得电”的时间可以控制转动的角度,或者对车轮的光电编码盘反射的脉冲进行计数来确定转动角度
正转
停
右转弯
正转
反转
原地顺时针旋转
改变电机“得电”的时间可以控制旋转的圈数,或者对车轮的光电编码盘反射的脉冲进行计数来确定旋转圈数
反转
正转
原地逆时针旋转
表1运动控制表
3.2.2车轮的设计
3.2.2.1左右车轮的大小和结构
后面的万向轮是从动轮,其安装尺寸采用三轮式结构而不采用四轮式结构,是为了保证在不平整的地面行走时,左右两个驱动轮始终是一直着地的。
图3.1车轮外形
3.2.2.2车轮的尺寸
图3.2车轮各尺寸1
图3.3车轮各尺寸2
3.2.2.3总体图
图3.4设计图
致谢
在毕业设计即将结束之际,特向在整个毕业设计期间给予我悉心指导的老师表示衷心的感谢!
在这四个多月来,老师不厌其烦的向我讲解设计的难点和关键点,她深入浅出的讲解使我能够很快的理解它们。
陈老师在方案论证、图的审核和具体设计过程中给予了很大的支持和帮助,并且提出了许多宝贵的意见,使我受益良多。
老师还恰到好处的把握了讲解的细致程度,使我既能弄通问题又有着充分的个人独立思考的空间。
陈老师以开阔的视野,渊博的知识,严谨的治学态度,敏锐的思维和对新研究方向非凡的洞察力使我受益匪浅。
同时老师的指导也为我今后所从事的工作奠定了良好的基础。
在此,谨向老师表示最诚挚的感谢和最崇高的敬意!
感谢所有曾给予我关心、支持和帮助的人们!
参考文献
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