1、“.....其大体图形如图所示通过风扇的旋转带动垃圾储藏室内的空气流动,有通过储藏室内的管腔将刷子清扫引起的尘土吸附进来,待尘土的空气通过防尘罩将尘土挡到垃圾储物室,较干净的空气则通过吸尘室上壁腔的圆孔排到大气中去,从而实现吸尘的目的。垃圾收集处理机构设计在对垃圾收集处理机构进行设计时,开始想用如图下所示的结构作为垃圾收集挡板通过电机带动和电机相连的小齿轮,小齿轮通过带动和其配对的大齿轮带动轴旋转,从而使轴另端上固定的大齿轮带动和其相连的小齿轮旋转,进而使垃圾收集挡板作扬起动作通过控制电机的正反转来控制。但是此结构所占的空间比较大,所示设计的将清洁机器人空间有限,不允许用这种结构,因为如果采用此种结构,将导致其他些机构无法放置,因此此种方案不可行。后采用如下图的方案,该方案通过毛刷将垃圾扫至吸口,因吸口横截面积小,根据伯努利方程可知,此处吸力很强。当被吸入的垃圾到达垃圾储藏盒时,空间瞬间扩大,吸力减弱至最低值,垃圾便停留在垃圾储存盒中。要倾倒出垃圾......”。
2、“.....又因为本处的清扫机器人为室内清扫,不存在很大体积的垃圾,而且该方案所用空间很小,故本处采用该方案,图如所示因为清扫部分是家庭清洁机器人的最重要的部分,整个机体的大半部分质量都集中在这部分。为了减轻机器的质量,使其在使用时更方便写,将这部分单独设计个固定件固定在机体上,这样既满足工作要求有减轻了机体的质量,清扫机构的固定件如图所示最终设计家庭清洁机器人大体布局如图所示第四章具体计算.电机选择初步估计机器的总重量为千克取.,则.则分配到每个轮子上的载荷位按橡胶在优质路面上行走,取滚动摩擦系数,滑动摩擦系数.,则滚动摩擦阻力•.滑动摩擦阻力•.由前面的总体设计中机器的各个机构的布局安排,车体底盘应至少高于地面,取轮子直径为,则半径,则轮子行走过程中所受的阻力矩•工作机要求的功率,式中由取,则.,电机所需的输出功率,其中.,则电机所需的输出的功率.。确定电机。考虑到机器人在转弯时要求其转弯半径为零,这样就要求两个和电机相连的轮子在转弯时必须差速运转从而才能实现转弯半径为零......”。
3、“.....再由中所算得电机输出功率从而通过在网上搜索查到了宁波市北仓深港交流调速电机厂生产的系列电机满足设计中所需要的电机要求,因为运转本机器时电机需要输出的功率为.,由宁波市北仓深港交流调速电机厂网站上给的产品的技术指标和安装型号中选型号为输出功率为,速度可调范围为,时转矩为.启动转矩为的电机,因为其在满足要求的情况下尺寸比我所查到的电机的尺寸都小,所以选用它为驱动机构的电机。.蜗轮蜗杆的选择选择蜗杆传动类型根据的推荐,采用渐开线蜗杆选择材料因为本次设计所用的蜗杆和涡轮是清扫机构功率的输如部分,是机器人结构中最重要的部分,因此需要效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度。涡轮用铸锡磷青铜,金属模铸造。按齿面接触疲劳强度进行设计确定载荷系数根据传动比选择为,参考蜗轮蜗杆参数表取,则。因为工作载荷较稳定,故取载荷分布不均匀系数,由查表机械设计确定计算公式所需参数,由于转速不高,冲击不大,可取动载荷系数.则载荷系数确定作用在涡轮上的转矩当时,,取......”。
4、“.....确定弹性影响因素因选用的是铸锡磷青铜齿轮和钢蜗杆相配合,故查机械设计得。确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值.,从机械设计查表的.。确定应力循环次数应力循环次数.查机械设计得计算中心距.取,因,从机械设计中查表取模数,蜗杆分度圆直径.。这时.,从机械设计中查图得,因此以上计算结果可用。查表选取,.,.分度圆导程角。中心距,.,不是标准推荐中心距,若选择中心距,涡轮将变位。本设计不采用变为,取.。验算初设参数蜗轮圆周速度.,原估计,选值,相符。滑动速度.,在范围之内,所选材料合适。蜗杆传动效率根据.,查表得,.,传动效率.,与初选.不符,初效率应适当降低。验算齿根弯曲疲劳强度和刚度蜗轮当量齿数.,查得齿形系数.则可求的.带入式中.成立。弯曲强度满足要求。蜗杆与蜗轮的主要参数和几何尺寸蜗杆轴向齿距.直径系数.齿顶圆直径.齿根圆直径.分度圆导程角.齿宽基圆直径.模数,头数齿根高.,齿顶高。涡轮涡轮齿数涡轮分度圆直径涡轮喉圆直径涡轮齿根圆直径......”。
5、“.....涡轮齿宽,取。为不损伤齿宽,所以蜗轮齿顶圆直径的取值范围在和之间,取。由于蜗杆传动效率底,所以工作时产生热量大。对闭式蜗杆传动,摩擦所产生的热量将通过箱体散发到空气中去。本设计中,蜗杆传动产生的热量直接散发到机器内,通过吸尘时产生的风力将热量排除机体外。因为蜗杆传动的效率主要取决于啮合效率,而蜗杆分度圆导程角对啮合效率起主要影响,导程角大于以后啮合效率增加不显著切蜗杆加工也比较困难,所以本设计中蜗杆导程角小于,同时减小了中心距进而减小了蜗杆的直径,从而提高了啮合效率,因而进步提高了蜗杆的传动效率。.清扫机构的电机的选择因为清扫机构中刷子的旋转速度只要达到就可以实现清扫目的,并可以把垃圾扫到垃圾储藏室中,又因为皮带轮的传动比设计为,所以要求蜗轮的转速大约为到左右即完成清扫任务,由前面初步算得的蜗轮蜗杆之间的减速比可推出蜗杆的转速大约自之间,因而选电机型号为,转速为,功率为,其尺寸较小,又能满足工作需要,所以选用它作为清扫机构的动力输入部分。......”。
6、“.....目前清洁机器人基本上都采用电池作为能源,电池有次电池二次电池和燃料电池。作为机器人能源的次电池要求能量密度高自放电少可靠性高,次电池有锰干电池,碱性锰电池钾电池汞电池氧化银电池等。干电池应用范围广,使用温度越高,电压容量都同时增大,但有可能造成自放电和产生气体,使用温度可达,在以下容量急剧减少。碱性锰电池适合于大电流放电,放电容量很大,尺寸与干电池相同,具有互换性。锉电池电动势高能量密度高工作温度范围大自放电少,正逐步走向实用化,是种非常好的机器人能源。二次电池又叫蓄电池,有铅酸电池银锌电池镍镐电池和镍锌电池等。铅酸电池是种比较好的机器人能源,电压高寿命长可高比率放电价格低结构简单可靠,工艺成熟,能量密度低。银锌电池是现有二次电池中输出功率最大能量最高的电池自放电速度慢,机械强度高,可短期超负荷放电,放电电压平稳,价格贵充电时间长寿命短充电次数步。镍镐电池和镍锌电池电压低价格贵,应用较少......”。
7、“.....燃料电池体积小重量轻寿命长效率高无污染,是种非常好的清洁机器人用电源,但总的来说,目前还处于研究开发阶段。由以上对各种电池的分析,同时考虑到本次设计的要求,选用铅酸电池比较台理,因为铅酸电池是种比较好的机器人能源,电压高寿命长可高比率放电价格低结构简单可靠工艺成熟,可降低制造家庭清洁机器人的总成本,因而本次设计选用两组铅酸电池作为机器人的能量来源,其安装位置入家庭清洁机器人的装配图中所示。.清扫机构中蜗杆上轴承的寿命的计算计算轴承寿命的基本公式为其中当量动载荷寿命指数,球轴承,滚子轴承轴承转速基本额定动载荷,可由轴承样本或有关机械设计手册中查到。经查表得.计算角接触轴承的当量动载荷基本公式为其中径向载荷系数,其值见机械设计表轴向载荷系数,其值见机械设计表轴承所承受的径向载荷轴承所承受的轴向载荷载荷系数,考虑机器的运转情况对轴承载荷的影响,查表机械设计待求量为值,计算轴承所受的径向载荷轴向受力如图所示。经计算解得.,.由已知条件可知,轴承是关于蜗轮对称的......”。
8、“.....所以.又因为轴承的质量作用在轴承上,每个轴承大约承受.所以.派生轴向力.又因为所以轴承压紧,轴承放松所以.,.,所以只需要校核轴承即可因为选取.所以.所以.所以符合要求。.清扫机构中涡轮轴的校核轴上能使产生弯矩的力有,两个力在相互垂直的两个平面上如下两个视图做弯矩图如所示合成弯矩.由于前面已经选定轴的材料为钢,调制处理,查表.,故符合强度要求。第五章总结与发展.发展趋势虽然我国自主清扫机器人的研究已经取得了很大进步,市场已经投入销售,进入了实用阶段,但是自主能力工作效率方面还不够理想,还面临这些关键技术的提高,比如传感器技求定位和环境建模技术路径规划技术等,再此基础上,自主吸尘机器人才可以向着高度智能化多功能集成低成本的方向发展。高度智能化需求现在的自主吸尘机器人在行为上还处于“低级生物”的阶段,环境感知能力有限,对路径的规划只是随机的方式或者基于局部环境信息的规划方式,在复杂环境和多房间的环境下,这种工作方式的效率会锐减,因此,建立视觉系统......”。
9、“.....实现全局路径规划,将是个重要的研究方向同时,算法必须考虑系统的处理速度存储空间的限制。功能扩展自主清扫机器人是个可移动的智能平台,在吸尘功能之外可以进行功能拓展,比如进行家电控制房间环境检测防止火灾电器故障盗窃等这方面的市场需求已经被和三洋公司抓住并在年发布了两款这样的机器人。低成本化智能机器人是个复杂的系统,使用了大量的传感器和个或者多个高性能的微处理器,因此成本较高但是为了让普通人都可以享受科技进步的成果,降低成本是个必由之路。.发展尽管目前价廉物美的吸尘器给人们的清洁工作带来了定的便利,但过大的噪音依然让大多数使用者望而却步,吸尘机器人作为服务机器人领域中的个新产,将使人们能在无人看守情况下轻松地完成室内环境的吸尘等清洁工作。因此只要生产成本兼顾到日用电器批量大,价格低的特点,吸尘机器人将具有诱人的市场前景,有关资料也预测吸尘机器人是未来几年需求量最大的服务机器人......”。
1-装配图-A0.dwg
(CAD图纸)
2-传动箱底座-A2.dwg
(CAD图纸)
3-蜗杆-A3.dwg
(CAD图纸)
4-清扫轴-零件图A3.dwg
(CAD图纸)
5-涡轮-零件图-A3.dwg
(CAD图纸)
家用清扫机器人的结构设计说明书.doc
任务书.doc
外文翻译--家用服务型吸尘机器人的发展与现状.doc