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（图纸+论文）小型清扫机器人的移动系统设计与清扫系统的设计（全套完整）

主要依靠地图技术来进行定位，并能灵巧地躲避障碍物，能够快速，高翔地对房间每个角落进行吸尘当遇到障碍物或者死角情况，能轻易地分析出垃圾与其他日常生活用品，同时允许用户定义工作时间及清扫区域用户还可以通过计算机看安装在机器人前部摄像头内的信息，对其进行远程遥控整个机器人的电池能维持的连续工作，当电量即将耗尽时自动回到充电座补充能源，非常地智能化。图三星国内清扫机器人的发展和现状年初，浙江大学机械电子研究所开始进行智能吸尘机器人的研究，两年后设计成功国内第个具有初步智能的自主吸尘机器人，与苏州公司合作研发，到年系统在自主能力和工作效率上都有了显著提高，它工作之前，首先进行环境学习，利用超声波测距，与墙保持定的行走距离，在清洁角落的同时获得房间的尺寸信息，从而决定清扫时间然后，利用随机与局部遍历规划相结合的算法产生高效的清洁路径在清扫结束后，自动回到充电座补充动力系统在的实际家庭环境中，工作可以达到以上的覆盖率。如图图苏州深圳市银星智能电器有限公司设计研发的保洁机器人如图的些布置如下它同四轮机构样甚至比四轮机构更具复杂性和难度。方案三轮式移动机构三轮式移动机构般在两轮式的基础上增加个万向轮或驱动轮,有两种驱动方式,它们分别是两后轮驱动,前轮导向和前轮作为驱动轮,而两后轮为转向轮,用根轴连在起。当两后轮驱动时,主动力轮分开置于机体左右两侧,支撑点处应用万向轮,但考虑到万向轮自身存在转弯半径,为了保持在转弯过程中机器人整体的几何中心不会偏移太大,而造成转弯后丢线,所以两个支撑轮的自身摩擦阻尼应该足够小,采用这种转向结构后,机器人可以做到半径几何中心不变的度自由转向。根据机器人完成指定任务要求,机器人必须具备转向灵活,转弯半径尽可能小,即转向过程中机器人本身几何中心偏移量尽可能小,因此选择三轮式作为机器人的行走机构,在转弯的时候,由左右轮进行差动转弯。进行两轮反向差动转向可以使机器人几何中心保持不动,不会影响转弯后的运动轨迹,完全能达到设计要求。综合上述三个方案的比较以及清扫机器人的实际工作情况，采用的是方案的思想，将个驱动轮放在两侧，前后各有个万向轮，这样就保证了即使在任何个轮子发生意外都能保证机器人不会发生翻到的情况发生。.最终方案经过反复论证，最终确定了如下的方案车体用铝合金车架手工制作。采用节可充电式锂电池为直流电机供电采用直流电机采用专用芯片作为电机驱动芯片采用二个驱动轮两侧驱动，前后各置个万向轮第三章机械传动的设计.电动机的选择整体重量电动机选取型永磁直流电动机，由表.可知道，其最大质量不超过节可充电式锂电池为直流电机供电，由表.可知道，质量为.机器人的基本骨架都是用锌铝合金，其密度在壁厚,去.假设机器人的模型为圆柱形，离地间隙初步估计为根据壁厚,取.取，则.，取经综合比较考虑，我们放弃了此方案。方案采用直流减速电机。直流减速电机转动力矩大，体积小，重量轻，装配简单，使用方便。由于其内部由高速电动机提供原始动力，带动变速减速齿轮组，可以产生大扭力。方案对小车来说是最佳的选择。电机驱动方案采用专用芯片作为电机驱动芯片。是个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，片可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。方案对于直流电机用分立元件构成驱动电路。由分立元件构成电机驱动电路，结构简单，价格低廉，在实际应用中应用广泛。但是这种电路工作性能不够稳定。因此我们选用了方案。轮式机构方案二轮移动机构般驱动轮与电机直接相连,通过对电机的控制改变两个轮子的速度来达到转向的功能,左右车轮处于同平面内,以此来达到平衡，安装时要确保两驱动轮的轴线处于同前后位置上,操作起来很容易,只要在向驱动轮安装架钻孔时事先做好标记就可以了。方案四轮移动机构四轮机构和全方位机构的转向比较复杂,四轮式移动机构是典型的汽车运动的主要构成部分,般分为三种转向方式它们分别是两前轮驱动转向两后轮驱动转向和四轮互相配合转向,车轮的连接比较复杂,不适合般的家用机器人移动,而且造成机器人结构繁琐全方位移动机构可以进行任意的定位和定向,虽然它可以使机器人更加灵活地运动,有着显著的优越性电动车般都是前轮转向后轮驱动，不能适应该题目的方格地图，不能方便迅速的实现原地保持坐标转度甚至度的弯角。再次，玩具电动车的电机多为玩具直流电机，力矩小，空载转速快，负载性能差，不易调速。而且这种电动车般都价格不扉。因此我们放弃了此方案。方案自己制作电动车。经过反复考虑论证，制定了左右两轮分别驱动，前后万向轮转向的方案。即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直流电机进行驱动，前后装两个万向轮。这样，当两个直流电机转向相反同时转速相同时就可以实现电动车的原地旋转，由此可以轻松的实现小车坐标不变的度和度的转弯。在安装时并不把两个万向轮装在个平面上。当小车前进时，左右两驱动轮与前万向轮形成了三点结构。这种结构使得小车在前进时比较平稳，可以避免出现前后两轮过低而使左右两驱动轮驱动力不够的情况。为了防止小车重心的偏移，后万向轮起支撑作用。对于车架材料的选择，经过比较选择了铝合金。用铝合金做的车架比塑料车架更加牢固，比铁制小车更轻便，美观。综上考虑，我们选择了方案.电源系统由于本系统需要电池供电，我们考虑了如下集中方案为系统供电。方案采用蓄电池为系统供电。小型,清扫,打扫,机器人,移动,挪动,系统,设计,毕业设计,全套,图纸目录第章绪论.清扫机器人的出现背景.清扫机器人的发展历史与现状第二章清扫机器人移动系统.清扫机器人的要求.系统方案比较与论证.最终方案第三章机械传动的设计.电动机的选择.减速器的参数设计.轴的设计计算与校核第四章清扫装置的设置.清扫装置的基本原理.清扫装置的基本结构.清扫装置的配置第五章总结与期望.全文总结.论文创新之处.存在的不足与展望谢辞参考文献附录第章绪论.清扫机器人的出现背景近年来，随着计算机技术与人工智能科学的飞速发展，智能机器人技术逐渐成为现代机器人研究领域的热点。其中，服务机器人开辟了机器人应用的新领域。服务机器人的出现主要有三大原因是劳动力成本上升二是人类想要摆脱枯燥乏味的体力劳动，如清洁，家务，照顾病人等三是人口的老龄化和社会福利制度的完善也为些服务机器人提供了钢钒的市场应用前景。服务机器人区别于工业机器人的个主要特征就是服务机器人是种适用于具体的方式，环境及任务过程的机器人系统，其活动空间大，具有在非结构环境下的移动性，因此服务机器人大多数是移动机器人。.清扫机器人的发展历史与现状清扫机器人的发展是建立在移动机器人的基础之上的，个好的清扫机器人就必须有个好的移动基础。因此，每次移动机器人的飞跃，随之而来的就是清扫机器人的更新换代。国外的清扫机器人的发展与现状德国公司生产的是世界上第胎能够自行完成所有家庭地面清洁工作的清洁机器人，如图所示。它只有长，能够自动清扫地面，自动返回充电站充电，可以在主人外出时独立完成家庭清洁的任务，其扁平的设计使其能够清洁床，沙发，茶几等家具的下部位置，如图所示它的移动是随机的，当遇到障碍时，随机改变个角度，然后继续直走，直到遇到新的障碍物它内置四种清洁程序，根据清洁面积的大小，可以选择合适的程序内置光敏传感器，在遇到楼梯与台阶时，能够自动避让，不会跌落。图图年月著名的家电厂商伊莱克斯在英国推出了吸尘器“三叶虫”，如图所示。它的高度为，直径为，能够自由穿梭清扫，自动设计最佳行走路线它使用超声波探测器，可以敏捷迅速地觉察出障碍物并绕开“三叶虫”可分三个档位进行工作正常，快速和点清理吸尘器充满垃圾时还会发出灯光警告为了限制“三叶虫”的活动范围，用户需要在楼梯间或其它没有天然障碍物的地方，贴上特制的可粘式磁带。“三叶虫”是由可充电电池驱动的，每次充电后可以运行左右，电量不足时能自动返回充电卡座充电。图伊莱克斯“三叶虫”年月，三星公司推出款三星代号为的机器人吸尘器，如图所示，主要针对家庭市场。主要依靠地图技术来进行定位，并能灵巧地躲避障碍物，能够快速，高翔地对房间每个角落进行吸尘当遇到障碍物或者死角情况，能轻易地分析出垃圾与其他日常生活用品，同时允许用户定义工作时间及清扫区域用户还可以通过计算机看安装在机器人前部摄像头内的信息，对其进行远程遥控整个机器人的电池能维持的连续工作，当电量即将耗尽时自动回到充电座补充能源，非常地智能化。图三星国内清扫机器人的发展和现状年初，浙江大学机械电子研究所开始进行智能吸尘机器人的研究，两年后设计成功国内第个具有初步智能的自主吸尘机器人，与苏州公司合作研发，到年系统在自主能力和工作效率上都有了显著提高，它工作之前，首先进行环境学习，利用超声波测距，与墙保持定的行走距离，在清洁角落的同时获得房间的尺寸信息，从而决定清扫时间然后，利用随机与局部遍历规划相结合的算法产生高效的清洁路径在清扫结束后，自动回到充电座补充动力系统在的实际家庭环境中，工作可以达到以上的覆盖率。