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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上畢業(yè)設計(論文)開題報告題 目:清掃小車結(jié)構(gòu)設計及行走路線優(yōu)化專 業(yè) 機械設計制造以及自動化 學 生 吳思 學 號 班 號 指導教師 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 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
2、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)
3、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 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今服務機器人領(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
4、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)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
5、克斯,因為前期的大力投入未獲取市場的相應回報,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20062008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)主導地位,兩家不同的專利設計為行業(yè)設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)
6、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)大部分機器所應用的技術(shù),還是一線的
7、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)應用有超聲波仿生技術(shù)偵測,RF無線射頻遙控,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功能設計包括清潔模式,智能導航系統(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,其他基礎功能。3.2擬解決的關(guān)鍵問題功能設計中的智能導航系統(tǒng)4. 擬采取的研究方法和技術(shù)路線、進度安排、預期達到的目標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
8、檢測,分析。4.2進度安排第1周:搜集資料,第 25 周:系統(tǒng)方案設計,相關(guān)知識學習;第 67 周:小車結(jié)構(gòu)設計第 811 周:小車智能控制第1214周:輔助功能設計第1516周:外文翻譯及撰寫畢業(yè)論文;準備答辯。4.3預期達到的目標結(jié)構(gòu)設計: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機械設計,機械原理,機械系統(tǒng)設計的知識所需的
9、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,在學習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)型智能服務機器人的研制.機器人技術(shù)與應用。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)與應用。2002,1:244 郭戈,胡征峰,移動機器人導航與定位技術(shù)。微計算機信息,2003,19(8):10115 王軍,蘇建波。多傳感器集成與融合概述。2001,23(2):1831866 朱世強,劉瑜。自主吸塵機器人研究現(xiàn)狀。2004,(6):569574 專心-專注-專業(yè)