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XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 掃地機(jī)器人的設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 摘要：機(jī)器人是一種能夠模仿人類動(dòng)作的機(jī)器，它可以完成許多對(duì)人類來說危險(xiǎn) 且單調(diào)的工作，機(jī)器人讓人類從繁重、單調(diào)的工作中解脫出來。它們從事固定而有規(guī)律 的工作，例如工業(yè)生產(chǎn)中的焊接、噴漆等等。 本文主要設(shè)計(jì)的是掃地機(jī)器人的設(shè)計(jì)，該機(jī)器人采用統(tǒng)一動(dòng)作、協(xié)調(diào)控制的原則， 通過電機(jī)帶動(dòng)動(dòng)力輪實(shí)現(xiàn)掃地機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，通過中控系統(tǒng)的控制來實(shí)現(xiàn)掃地機(jī)器人 的動(dòng)作，由于是中控系統(tǒng)控制，所以控制靈活，多樣。通過控制器來控制機(jī)器人的動(dòng)作， 實(shí)現(xiàn)該機(jī)器人清掃、除塵的功能。 關(guān)鍵詞： 掃地機(jī)器人；控制；結(jié)構(gòu)；清掃 XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） The design of sweeping robot Specialty： Student Number： Student： Supervisor： Abstract：The overall scheme of this paper to the electric push rod as the main component to design manned three degree of freedom triangular robot. The mechanism adopts the unified action, the coordinated control principle, by opening the travel of the push rod to realize the robot foot movement, to achieve a manned with three degrees of freedom robot motion control in the triangle by control system, the control system to control, so the control of flexible, multi sample. People can sit on the robot, the controller is adopted to control the robot's movement, the realization of some people rely on their own to complete the function of the leg muscles. Must regard as the machine design is the machine design personnel carries on using creative ability the product design, the system analysis and a formulation product manufacture technology good opportunity. Key words：Machine manufacture;Crankshaft;Processing craft;Fixture; XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） I XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 目 錄 緒論.......................................................................1 1. 機(jī)器人簡史..............................................................3 2. 應(yīng)用機(jī)器人的 ........................................................ 3. 本 的 ........................................................ . 掃地機(jī)器人 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)...........................................12 .1 掃地機(jī)器人的 .............................................12 .2 掃地機(jī)器人的工作原 ...............................................12 . 機(jī) 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).........................................................1 .1電機(jī)的 計(jì) .....................................................2 .2 輪 動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì) ................................................2 .3掃地機(jī)器人的功能 ...............................................2 .3.1 掃地機(jī)器人的清掃模 .........................................2 .3.2 能導(dǎo) 系統(tǒng).................................................2 . 輪的 ?￠.....................................................2 . 掃地機(jī)器人的 能控制系統(tǒng)...........................................2 . 掃地機(jī)器人的￡?￥模...................................................21 .1 動(dòng)力輪的￡?￥模...................................................21 .2 ?§輪的￡?￥模...................................................22 .3 currency1'的￡?￥模.....................................................23 . 掃地機(jī)器人的￡?￥模...............................................22 “. ￡???設(shè)計(jì) 結(jié).......................................................22 結(jié)論......................................................................2 ?fi文fl..................................................................2 –......................................................................2“ 緒論 機(jī) 工業(yè)是??的· ?，是?????”?· …?人?生活”?‰用 ? II XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 的產(chǎn)業(yè)。`論是 統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，′是??產(chǎn)業(yè)，ˉ?`˙¨種¨樣的機(jī) · ，機(jī) 工業(yè)所 ”?· 的 能、??…成本，對(duì)????¨? ??ˇ—…?? 有 的… 接 的 。機(jī) 工業(yè)的規(guī)模…?? 是 ?? ??實(shí)力… 學(xué)?? 的重要 。 ，? ¨?ˉa 機(jī) 工業(yè)作? 本???的 重??一。 、設(shè)計(jì)… ?的機(jī) 產(chǎn) ，`?oˇ現(xiàn)有機(jī) 產(chǎn) …生產(chǎn)?一 機(jī) 產(chǎn) ，以 應(yīng) … 來的?要。機(jī) 產(chǎn) 的生產(chǎn)， ：生產(chǎn)設(shè) 的規(guī)?…實(shí)現(xiàn)； 生產(chǎn)計(jì)?的制 …生產(chǎn)調(diào) ； 制…??制?工?；設(shè)計(jì)…制?工 、模 ； 定 動(dòng)定 …材料定 ；組織加工、·配、試車… · 運(yùn)；對(duì)產(chǎn) ??ˇ行有 的控 制。機(jī) 制?企業(yè)的?營…管 。機(jī) 一般是由許多¨有獨(dú)特的成形、加工過程的精 密零?組·而成的復(fù)雜的制 。生產(chǎn)批?有單?…小批，也有中批、 批， 至 ? 生產(chǎn)。銷售對(duì)象遍及全?產(chǎn)業(yè)…個(gè)人、 庭。而且銷售?在社會(huì)??狀況的 下， 可能出現(xiàn) 的波動(dòng)。 ，機(jī) 制?企業(yè)的管 …?營特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管 、規(guī)?…?營等的 也多是肇始于機(jī) 工業(yè)。 機(jī) 產(chǎn) 的應(yīng)用。這 面 擇、 購、驗(yàn)收、安·、調(diào)整、操作、?護(hù)、修 …o ?¨產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī) …成套機(jī) · ，以保證機(jī) 產(chǎn) 在長期使用中的可靠 … ?? 。 機(jī) 產(chǎn) 的應(yīng)用。這 面 擇、 購、驗(yàn)收、安·、調(diào)整、操作、?護(hù)、修 …o ?¨產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī) …成套機(jī) · ，以保證機(jī) 產(chǎn) 在長期使用中的可靠 … ?? 。 機(jī) 產(chǎn) 在制?過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，…自然 資源過 耗? 面的問 ，及其處 措 。這是現(xiàn) 機(jī) 工程的一項(xiàng)特別重要的任 務(wù)，而且其重要 與日俱增。機(jī) 的種類繁多，可以按幾個(gè)`同 面分?¨種類別， 如：按功能可分?動(dòng)力機(jī) 、物料搬運(yùn)機(jī) 、粉碎機(jī) 等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分?農(nóng)業(yè) 機(jī) 、礦山機(jī) 、紡織機(jī) 等；按工作原 可分?熱力機(jī) 、流 機(jī) 、仿生機(jī) 等。 另外，機(jī) 在其 、˙ 、設(shè)計(jì)、制?、運(yùn)用等過程中ˉ要?過幾個(gè)工作 ?`同的 階段。按這些`同階段，機(jī) 工程又可?分?互相銜接、互相配合的幾個(gè)分支系統(tǒng)， 如機(jī) 、機(jī) 設(shè)計(jì)、機(jī) 制?、機(jī) 運(yùn)用…?修等。 機(jī)器人是近幾十年 起來的一種高 ?自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè) 。機(jī)器人的是工業(yè)機(jī)器人 的一個(gè)重要分支。它的特?是可通過 程來完成¨種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)?… 能上 兼有人…機(jī)器¨自的優(yōu)?，尤其 現(xiàn)了人的 能… 應(yīng) 。機(jī)器人作業(yè)的準(zhǔn) …¨種 III XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在????¨領(lǐng)域有著廣闊的 景。 機(jī)器人是在機(jī) 化，自動(dòng)化生產(chǎn)過程中 起來的一種? · 。在現(xiàn) 生產(chǎn)過程 中，機(jī)器人 廣 的運(yùn)用于自動(dòng)生產(chǎn) 中，機(jī) 人的 制…生產(chǎn) 成?高?? 域 ， 起來的一 ??的??，它 加 ˇ了機(jī)器人的 ，使 機(jī)器人能 地 實(shí)現(xiàn)與機(jī) 化…自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)器人 然 ′`如人 樣靈活， 它 有能 `?重復(fù)工作… 動(dòng)，` ，` 危險(xiǎn)， 重物的力? 人 力 的特?， ，機(jī)器人 許多? 的重 ， 來 廣 地 了應(yīng)用。 機(jī)器人?? 及 力學(xué)、機(jī) 學(xué)、電 ??、自動(dòng)控制??、 器??…計(jì) 機(jī) ??等 學(xué)領(lǐng)域，是一 學(xué) 合??。機(jī)器人是一種能自動(dòng)化定位控制 可重? 程?以￠動(dòng)的多功能機(jī)器，它有多自由 ，可用來搬運(yùn)物 以及可以在¨個(gè)`同環(huán)境 中工作。 1 機(jī)器人簡史 現(xiàn) 機(jī)器人起源于20?￡50年 ?，是￥于?教§現(xiàn)…主從控制 、能 應(yīng)產(chǎn) 種類￠ ， 有多自由 動(dòng)作功能的currency1 自動(dòng)化產(chǎn) 。 機(jī)器人'“是從??˙始 制的。1958年???合控制?fi 制出fl一 機(jī)器人。 –的結(jié)構(gòu)是：機(jī) 上安·一??長·， ?·有電??的工? ?機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是 ?教 的。 1962年，??機(jī) ???fi在上 的￥”?上又試制成一 ?控?教§現(xiàn) 機(jī)器人?！?Unimate( ?能自動(dòng))。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿?? `′，·??、??，用 ˉ 動(dòng)；控制系統(tǒng)用??˙¨ · 。`?? 通用機(jī)器人?是在這個(gè)￥”上 起來 的。同年該?fi…?ˇ—?fi合 成 ?能自動(dòng)?fi（Unimaton）,專 生產(chǎn)機(jī)器人。 1962年，??機(jī) ???fi也試驗(yàn)成功一種 Versatran機(jī)器人，原 是靈活搬運(yùn)。 該機(jī)器人的中 可以??，·可以??、 、 、采用 ˉ動(dòng)，控制系統(tǒng)也是? 教§現(xiàn) 。 然這 種機(jī)器人出現(xiàn)在 十年 ?， ˉ是?外機(jī)器人 的￥”。 1978年，??Unimate?fi… ? 學(xué)、 工學(xué)院?合 制一種Unimate- Vic-arm 機(jī)器人，·有小 電 計(jì) 機(jī)ˇ行控制，用于·配作業(yè)，定位 ?可小于±1 a。 ??′十分 ”高機(jī)器人的可靠 ，oˇ結(jié)構(gòu)， 成本。如Unimate?fi￥ 了8年機(jī)器人試驗(yàn) ，ˇ行¨種 能的試驗(yàn)。準(zhǔn) a ???（ ： ? IV XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） ??是指一 設(shè) 可靠 的一種? 。它o出在fl一 的 ?運(yùn)行??），由 400小?”高 1500小?，精 可”高 ±0.1 a。 ?機(jī)器制?業(yè)是從1970年˙始應(yīng)用機(jī)器人，主要用于起重運(yùn) 、焊接…設(shè) 的 上下料等作業(yè)。 ?KnKa?fi′生產(chǎn)一種?焊機(jī)器人，采用關(guān) 結(jié)構(gòu)…程?控制。 士RETAB?fi生產(chǎn)一種?漆機(jī)器人，采用?教 制程?。 安 ?fi采用機(jī)器人清 ?? 輪 currency1 等。 日本是機(jī)器人 ˙?、應(yīng)用˙多的? 。自1969年從???ˇ?種 機(jī)器人?， 力 機(jī)器人的 。 ，1976年從事機(jī)器人的 工作的 專院?、 單位 多 50多個(gè)。1979年120多個(gè) 學(xué)…? ? 用在機(jī)器人的 ?用42%。1979年 日本機(jī)器人的產(chǎn)值 443億日元，產(chǎn)??14535 。其中固定程?…可￠程?約占一半， 222億日元，是1978年的?倍。 有記憶功能的機(jī)器人產(chǎn)值約?67億日元， 1978 年增長50%。 能機(jī)器人約?17億日元，?1978年的6倍。截止1979年，機(jī)器人累計(jì) 產(chǎn)? 56900 。在??上 占? '位，約占70%， 以每年50%～60%的 增長。 使用機(jī)器人˙多的是汽車工業(yè)，其 是電機(jī)、電器。預(yù)計(jì) 1990年 有55?機(jī)器人在工 作。 fl? 機(jī)器人正在加緊 制。它設(shè)有微 電 計(jì) 機(jī)控制系統(tǒng)， 有 覺、觸覺能 力，甚至聽、想的能力。 安·¨種 器，a 覺 的信息反饋，使機(jī)器人 有 覺機(jī)能。 ?外 ?出現(xiàn)了觸覺… 覺機(jī)器人。 fl￡ 機(jī)器人（機(jī)器人）則能獨(dú) 地完成工作過程中的任務(wù)。它與電 計(jì) 機(jī)…電 設(shè) 保持?系。 逐— 成?currency1 制?系統(tǒng)FMS(Flexible Manufacturing system)… currency1 制?單元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一環(huán)。 隨著工業(yè)機(jī)器 （機(jī)器人） 制?…應(yīng)用的擴(kuò) ，?際 學(xué)?交流活動(dòng)十分活 躍，歐?¨?…其–? 學(xué)?交流活動(dòng)˙ 多。 2 應(yīng)用機(jī)器人的意義 隨著 學(xué)??的 ，機(jī)器人也 來 多的地 應(yīng)用。在機(jī) 工業(yè)中，?、焊、鉚、 沖、壓、熱處 、機(jī) 加工、·配、檢驗(yàn)、噴漆、電鍍等工種ˉ有應(yīng)用的實(shí) 。其–? ，如 輕工業(yè)、￥筑業(yè)、?防工業(yè)等工作中也?有所應(yīng)用。 在機(jī) 工業(yè)中，應(yīng)用機(jī)器人的 可以 如下： 一、以”高生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化程 應(yīng)用機(jī)器人有利于實(shí)現(xiàn)材料的 送、工?的·卸、刀 的 換以及機(jī)器的·配等的 V XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 自動(dòng)化的程 ，從而可以”高 動(dòng)生產(chǎn)率… 生產(chǎn)成本。 ?、以o善 動(dòng)條?，避免人身事 在高溫、高壓、 溫、 壓、有灰塵、噪聲、臭味、有?射 或有其–毒 污染以及工作 空?狹窄的場(chǎng)合中，用人 接操作是有危險(xiǎn)或根本`可能的，而應(yīng)用機(jī)器人 可? 分或全? 替人安全的完成作業(yè)，使 動(dòng)條? 以o善。 在一些簡單、重復(fù)，特別是較笨重的操作中，以機(jī)器人 替人ˇ行工作，可以避免 由于操作 或疏忽而?成的人身事 。 ￡、可以減輕人力， 便于有 奏的生產(chǎn) 應(yīng)用機(jī)器人 替人ˇ行工作，這是 接減?人力的一個(gè)側(cè)面，同?由于應(yīng)用機(jī)器 人可以連續(xù)的工作，這是減?人力的另一個(gè)側(cè)面。 ，在自動(dòng)化機(jī)床的 合加工自動(dòng) 上， 幾乎ˉ沒有機(jī)器人，以減?人力… 準(zhǔn) 的控制生產(chǎn)的 拍，便于有 奏 的ˇ行工作生產(chǎn)。 上所 ，有 的應(yīng)用機(jī)器人，是 機(jī) 工業(yè)的必然趨勢(shì)。 ¨類機(jī)器人的 形分別如下所?： VI XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） VII XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 3 本課題研究的內(nèi)容 本論文主要 運(yùn)用SolidWorks對(duì)掃地機(jī)器人ˇ行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，了 解掃地機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特征…￡???的使用要領(lǐng)。 本文的設(shè)計(jì) 是設(shè)計(jì)一種掃地機(jī)器人，該機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)隨機(jī)清掃，交叉清 掃，床底清掃，防撞等等多種功能，其 ： （1）功能分析與 設(shè)計(jì)； （2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與￡?? ； （3）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 4 掃地機(jī)器人總體方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1 掃地機(jī)器人的總體方案圖 本 設(shè)計(jì)的掃地機(jī)器人采取的 是：在機(jī)器人的 側(cè)¨布 一組currency1'，成對(duì)稱 VIII XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 分布，通過電動(dòng)機(jī)通過傘 輪 動(dòng)控制動(dòng)力輪?動(dòng)來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的移動(dòng)動(dòng)作。根 控制 的`同，機(jī)器人的? 或者 §也有所`同。整機(jī)采用成本 廉且?久‰用的塑料 作?材料，?過噴漆噴塑處 ?在外觀上面 了一定的保證。其 布局 如下： 4.2 掃地機(jī)器人的工作原理 本 設(shè)計(jì)的掃地機(jī)器人的工作原 ?：通過電動(dòng)機(jī)通過傘 輪 動(dòng)控制動(dòng)力輪? 動(dòng)來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的移動(dòng)動(dòng)作，根 控制 的`同，機(jī)器人的? 或者 §也有所` 同。1、清掃模 ：隨機(jī)清掃、螺旋 清掃、交叉清掃、沿邊清掃、定?清掃、預(yù)約清掃等 相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全 位 清掃； 2、 能導(dǎo) 系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)對(duì)房?地形的重構(gòu)，自動(dòng)規(guī)?清掃路 ； 3、 能安全監(jiān)控：防撞，防跌落，防纏繞，電池電?監(jiān)測(cè)； 、創(chuàng)?功能：灰塵?識(shí)別，實(shí)現(xiàn)床底清掃， 機(jī)遙控模 ， 流 塵 ??， 空 ??監(jiān)測(cè)與” ； 、其–￥”功能：自動(dòng) ? 電，灰塵 安·檢 ，灰塵 ? 測(cè) IX XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 5 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 5.1電機(jī)的選型計(jì)算 整個(gè)掃地機(jī)器人中零?的重?， 們?nèi)?重??1 ， ? 2 ，動(dòng)力輪? ?1 2r i 。 ： 的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì) 如下 .1 W 電機(jī)的 動(dòng) 率，取 .“ 所以根 .1 k ， 1 r i ， 1 1 1 用 112? ，§ 1 1 2 112? 電機(jī)的結(jié)構(gòu)。 5.2齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 1?—計(jì) （1）材料 擇 動(dòng)￠￡?￥?§制，批?較小， 小 輪用 currency1r 調(diào)?），' 2 1“ 2 “ ， ?取?2 “ ， 輪用 ?（調(diào)?），' 22 “ 2 “ ? ?取? 2 “ 。 輪精 ?“?。 （2） fifl的計(jì) （3.11） （3.12） （3.13） smmXXDnV NXmgG /75.14001.014.3 1001010 ???? ??? ? WG? ? 1cot??i ''' 1 06222266.1cotcot ???? arciarc? '''''''' 2 54676706222290 ??? ???? X XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 由文fl 2– 可 ， （3.1 ） 中， ?高系?，。 取小 輪 ?， （3.1 ） 取 輪 ?。 （3）根 工作條?的要?， 模?? （3.1 ） （ ） 輪分 ·的 （3.1“） （3.1 ） （ ）fi? （3.1 ） （ ） 輪 ?、 根· 由文fl 3– 可 ， ?高 3314 ?? 8.15"06'2222cos20sin 12cossin2 212min ???? ? oa a hz ? ? ah 1? ? ah 301 ?z 8.493066.112 ????izz 502 ?z 12?m 360301211 ???? mzd 600501222 ???? mzd 86.3492600236022 222 2 2 1 ?? ? ?? ? ??? ? ?? ? ??? ? ?? ? ??? ? ?? ? ?? ddR 910 ? XI XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） （3.2 ） ?· （3.21） （3.22） 根高 （3.23） 輪￥· （3.2 ） （3.2 ） （“） ? 由文fl 2– 可 ，， （3.2 ） （ ） ·? s （3.2“） 12121* ???? mhh aa 382062222cos122360cos2 '''111 ??????? ??aa hdd 610546767cos122600cos2 '''222 ??????? ??aa hdd ? ? ? ? 4.14122.01** ?????? mchh af ? ? ? ? 95.31328.05.013605.0111 ?????? Rm dd ? ? ? ? ? 52828.05.016005.0122 ?????? Rm dd ? 3314 ?? 96.9786.34928.0 ???? Rb R? 48.101060 55636014.31060 3311 ?? ????? ndv ? XII XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 5.3掃地機(jī)器人的功能概述 本 設(shè)計(jì)的掃地機(jī)器人，主要 有如下功能： 1、清掃模 ：隨機(jī)清掃、螺旋 清掃、交叉清掃、沿邊清掃、定?清掃、預(yù)約清掃等相結(jié)合， 實(shí)現(xiàn)全 位 清掃； 2、 能導(dǎo) 系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)對(duì)房?地形的重構(gòu)，自動(dòng)規(guī)?清掃路 ； 3、 能安全監(jiān)控：防 撞，防跌落，防纏繞，電池電?監(jiān)測(cè)； 、創(chuàng)?功能：灰塵?識(shí)別，實(shí)現(xiàn)床底清掃， 機(jī)遙控模 ， 流 塵??， 空 ??監(jiān)測(cè)與” ； 、其–￥”功能：自動(dòng) ? 電，灰塵 安·檢 ，灰塵 ? 測(cè)。 5.3.1 掃地機(jī)器人的清掃模式 清掃模 隨機(jī)清掃、螺旋 清掃、交叉清掃、沿邊清掃、定?清掃、預(yù)約清掃等。 隨機(jī)清掃是指根 地面狀況在其–幾種清掃模 ?中ˇ行?換；螺旋 清掃是指繞 ”清掃的模 ； 交叉清掃是指在`同的?域??交叉…‰來清掃，也可以稱? ?形清掃； 沿邊清掃是沿著房?的邊 ˇ行清掃； 定?清掃是指在指定的位 小 清掃； 預(yù)約清掃是指每 在指定的??自動(dòng)清掃，可以預(yù)約一 …一? 任 預(yù)約清掃??，可以?`上′…出?，也可以自動(dòng)?掃。 5.3.2 智能導(dǎo)航系統(tǒng) 掃地機(jī)器人的 能導(dǎo) 實(shí)??是路 自動(dòng)規(guī)?。掃地機(jī)器人路 自動(dòng)規(guī)?有 種 ：：隨機(jī) 全?域?ˉ…規(guī)? 全?域?ˉ。隨機(jī) 全?域?ˉ 控制簡 單，`?要 多的'?，?? 程也簡單，?于實(shí)現(xiàn)。 其˙?是移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)行 ¨ 重復(fù) 較 ，且運(yùn)行¨ `能較?地、 分地?ˉ整個(gè)?域，這種路 規(guī)?? fi?完成任務(wù)，沒有fi? ?? 耗…能? 耗 況， 擇規(guī)? 全?域?ˉ 。 設(shè)計(jì)中 擇? 路 規(guī)? 。? 路 規(guī)?清掃路 的規(guī)則? 掃地 機(jī)器人 于 ?，可通過?聲波測(cè)? 器的信息來ˇ?它? 于—邊′是房 中?。在房 中?，則“設(shè)?它沿 一 §運(yùn)動(dòng) 靠近—邊的 一?。機(jī)器 ?可從 —邊的 一?˙始，按 ? §繞—運(yùn)動(dòng)一?，“對(duì) —邊地面ˇ行一 預(yù)清 掃。掃地機(jī)器人在繞完一”?§§ 或§ 行 — 的˙ 或者˙ ，以 來作?它清 路 的起始?，也 對(duì) 的原?。 “ 設(shè) ?有一個(gè) 的 物，以房 下fl ??起始?。˙始清掃?， 從 ?勢(shì)始沿 正 §清掃，? — ?§ 原地旋? o，§X 正 §移動(dòng) XIII XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 一個(gè)車身?§§ 旋? o，沿 §清掃，以 ?復(fù)運(yùn)動(dòng)。 ? 物?， 則按下面的 ˇ行規(guī)?…避 ： 清 機(jī)器人運(yùn)動(dòng) 物的˙ 邊??，根 —ˇ電機(jī)的a沖?…ˉ動(dòng)輪 的a沖?計(jì) 出˙ 邊?的 。然?根 ?聲波 測(cè)? 器收 的信息沿著 物邊 行ˇ相 于X §一個(gè)車身的??，§原 地旋? §，沿 § 續(xù)清掃，這樣一 ? 清掃， 掃地機(jī)器人 在沿 物邊 清掃??聲波 器?然收` 信號(hào) 了 物的˙ ?， 掃地機(jī)器人 原地一 § 旋? ?聲波 器§ 收 信號(hào)?止，然?沿 物的上邊沿行ˇ 物的˙ ?，§沿 §ˇ行? 清掃，行ˇ路 … 物下邊沿的行ˇ路 類?。這樣?可以在清掃過程中自動(dòng)避˙ 物。 5.4 齒輪的強(qiáng)度校核 （?）?￠ 面接觸 （1）接觸應(yīng)力的計(jì) 由文fl – 可 ， 面接觸應(yīng)力計(jì) ? ， （3.2 ） 定? 的¨計(jì) ?值 1 計(jì) o系? 電動(dòng)機(jī)ˉ動(dòng)， o ，由文fl – 可 ，取 ?分 · ?分 ··? s 由文fl – （ ）可 ，按， ； 395 ? u u bd KTZZ R EHH 1 )5.01( 2 2 22 1 1 ?? ?? ?? 25 ? 1?AK ? ? ? ? 95.31328.05.013605.0111 ?????? Rm dd ? 14.960000 55695.31314.36000011 ????? ndv mm ? 45 ? 7405.2 100 3014.9 100 1 ??zvm 24.1?VK XIV XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 由文fl – （ ）可 ，按， 輪 ·布 ，； 由文fl – 可 ，； 2 由文fl 1– 可 ， 系?； 3 ??域系? 計(jì) ， ?? （1）接觸 的許用應(yīng)力 由文fl – 可 ，許用接觸應(yīng)力計(jì) ? ， （3.2 ） 定? 的¨計(jì) ?值 小 輪的接觸 §?? 75 ? 272.0 360 96.97 1 ??db 21.1??K 45 ? 1.1??K 65.11.121.124.11 ?????? ?? KKKKK VA 610 ? 8.189?EZ 49.220cos20sin 2cossin 2 ??? ooHZ ?? ? ? 32.10666.1 166.1 5.0136096.97 1026.965.128.18949.2 2 22 5 ?????? ????? R H ?? 285 ? LVRWXN H H HP ZZZZS min lim?? ? 6001lim ?H? 0.1min ?HS XV XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） ˙小安全系? ?由文fl 1，1 13–可 ，計(jì) 應(yīng)力 環(huán)系? 由文fl 1– 1 1 可 ， 接觸 ?系? ， ?￠￡系? ?工作'化系?，按 ? 系?， 計(jì) ， ?? （3）由于?? ?? ， 安全。 （Ⅱ）?￠ 根彎曲 （1） 根應(yīng)力的計(jì) 由文fl – 可 ，彎曲應(yīng)力計(jì) ? ， （3.3 ） 定? 的¨計(jì) ?值 8 11 10461.924365513606060 ????????? hjLnN 87.01 ?NZ 1?XZ 11.117001302.1 ???? HBSZW 85.0?LVRZ 7.44385.01.1187.01600 ??????HP? 32.106?H? 7.443?? HP? 555 ? ???? SF R F YYmbd KT 2 1 1 )5.01( 2 ?? XVI XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 1 由文fl 1– 可 ， ， 2 由文fl 1– 可 ， ， 計(jì) ， ?? （2）彎曲 的 根許用應(yīng)力 由文fl – 可 ， 根許用應(yīng)力計(jì) ? ， （3.31） 定? 的¨計(jì) ?值 彎曲 §?? 3 輪的應(yīng)力修正系? 彎曲 的˙小安全系? 彎曲 ?系? ， 510 ? 85.21 ??FY 510 ? 54.11 ??SY ? ? 85.4254.185.228.05.011236096.97 1026.965.12 2 5 1 ???????? ???? F? 315 ? XN F STF HP YYS Y min lim?? ? 300lim ?F? 0.2?STY 4.1min ?FS 93.01 ?NY 62 85.0?XY XVII XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） ?彎曲 的￠￡系? 計(jì) ， （3）由于?? ?p ， 安全。 5.5 掃地機(jī)器人的智能控制系統(tǒng) 掃地機(jī)器人在工作過程中難免? ¨種 物，如果`及?躲避 物， 掃地機(jī)器人正常工作。 在掃地機(jī)器人 ?安·￡個(gè)?聲波測(cè)? 器，用來檢測(cè)掃 地機(jī)器人行ˇ路 上是否有 物。?聲波測(cè)? 器安·位 如下 所?。 ?聲波是一種一定頻率 的聲波。它 有在同種媒?中以恒定 率 播的特 ， 而在`同媒?的 面處，會(huì)產(chǎn)生反射現(xiàn)象。利用這一特 ，?可以根 測(cè)? 射波與反 射波??的???隔，從而 測(cè)???的作用。避 功能的實(shí)現(xiàn)正是利用了這一?聲 波測(cè)?的原 。?聲波 器測(cè)?原 如 所?。 MPaF 8.33885.093.04.1 23001 ?????? 85.421 ?F?? ? 8.3381 ?? F? XVIII XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） ?聲波 器接收 反射信號(hào)，檢測(cè)出 有 物?，§控制器 出信號(hào)， 控制器控制掃地機(jī)器人?§，躲避 物，根 信號(hào)的幅值 小，也可以?— 定 物的 小。 用?聲波測(cè)? 器，實(shí)現(xiàn)非接觸 測(cè)?，避免與 等物 生碰撞，從而避免損壞相應(yīng)物 。?了防止掃地機(jī)器人? 階?跌落，在掃地機(jī) 器人背面安·3個(gè)防跌落 器。防跌落 器安·位 如閃 所?。防跌落 器利 用?聲波ˇ行測(cè)?。 掃地機(jī)器人行ˇ至 階邊 ?，防跌落 器利用?聲波測(cè) 掃 地機(jī)器人與地面??的???過§定值，§控制器 送信號(hào)，控制器控制掃地機(jī)器人 ˇ行?§，o￠掃地機(jī)器人行ˇ §，從而實(shí)現(xiàn)防止跌落的 的。 6 掃地機(jī)器人的￡?￥模 XIX XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 6.1 動(dòng)力輪的三維建模 6.2 萬向輪的三維建模 6.3 毛刷的三維建模 XX XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 6.4 掃地機(jī)器人的三維建模 XXI XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 7 三維軟件設(shè)計(jì)總結(jié) 在˙近的一段??的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使 們 分a握的設(shè)計(jì) …—驟，`僅復(fù)習(xí)所 學(xué)的 識(shí)，而且′獲 ?的?驗(yàn)與啟?，在¨種??的使用找 的資料或 紙?jiān)O(shè)計(jì)， 會(huì)? `清楚的作業(yè)，老師…學(xué)生ˉ能o予及?的指導(dǎo)， 保設(shè)計(jì)ˇ ，本文所設(shè)計(jì) 的是20噸掃地機(jī)器人的優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過?期的定 ， 資料…˙始正 做畢設(shè)，讓 系統(tǒng)地了解 了所學(xué) 識(shí)的重要 ，從而讓 加深刻地 會(huì) 做一 學(xué)問`?，? 要`?鉆 ，`?ˇ取才可要做的 ， ?，本設(shè)計(jì)完成了老師…同學(xué)的幫助下，在 學(xué) 的˙ –幫助過 的老師…同學(xué)，是 的幫助才使 的論文 以通過。 通 過 設(shè)計(jì)，又一 ” 了運(yùn)用￡???的 ， 吸收了`??驗(yàn)， 結(jié)?一下幾 ?。 有零? 紙作 與空想設(shè)計(jì)作 `同，零?￠￡ ?o出，作 ?“`fi?￠￡ 是否真的合 ，根 ￠￡作出零?的￡? ， ·配?必須要fi?￠￡是否合 ， 由于AutoCAD 紙 果` ，導(dǎo) ￠￡會(huì)有出錯(cuò)，甚至有出現(xiàn)欠定 ￠￡，所以， ?必須通過配合?在 ?￠￡，§ˇ行修o， 滿足配合要?。 XXII XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 工 集的 便了作 ，通過 擇零?類 ， ? ，?能生成出 準(zhǔn)零?， 有??要用 的零?在工 集上也未必能找 ，所以 ?要隨機(jī)應(yīng)￠，運(yùn)用其–零 ? 替 通過修o或添加零?使其滿足要?。 作￡? ?要靈活￠通，解決問 的 問 多， 一種 `能正常作 ?，試試另一種 ，這` 能完成零?制作，同?也可以培養(yǎng)出 的作 思路， …?破規(guī)矩的?想 。 規(guī)則的零?，要學(xué)會(huì)使用一些能夠 ??的?令，如鏡§，陣列等，“能 則 ”。 關(guān)于·配，曾?帶o 的阻 ，花了 多??才弄清原 所在。在一可活動(dòng) ·配 上， 使活動(dòng) 會(huì)產(chǎn)生干 ，也`能對(duì)其設(shè)定活動(dòng) ，如高?配合里的? ? ，…fl ， 使在該活動(dòng) ` 父配 ，也`可設(shè)定。 ?一旦設(shè)定 ?，在父·配 上會(huì) ·配 ?完全定 的模 ，這樣會(huì)對(duì) ·配 ??的 配合產(chǎn)生矛盾， `能完成·配。 看懂 是作 的'要任務(wù)，看 ?是了解零?的工 ，沒有工 則? 制出 零?，所以畫 `能急于下筆，想透了零?的結(jié)構(gòu)，想透 中的虛實(shí) ，這才是高 作 的重中?重。ˇ行零?￥模 ，一般應(yīng)ˇ行深 的特征分析，搞清零?是由 幾個(gè) 特征組成，明 ¨個(gè)特征的形狀，–們??的相對(duì)位 … 面連接關(guān)系，然?按照特 征的主 關(guān)系，按一定的 ?ˇ行￥模。一個(gè)復(fù)雜的零?，可能是許多個(gè)簡單特征?過 相互??的疊加、?除或相交組成。所以零?￥模?，特征的生成 ?十分重要，`同 的￥模過程 然可以構(gòu)?出同樣的實(shí) 零?， 其? 過程及實(shí) 的構(gòu) 結(jié)構(gòu)卻 接 實(shí) 模 的 定 、可修o 、可 解 及實(shí) 模 的應(yīng)用。 尤其在?? 紙上， 們能看 的?是零?的 面 ，而 ?特征則以虛 o予 ?，另外′有零?的相? ，這 ?了¨個(gè)特征相交?出現(xiàn) 段。在零?的草 繪制過程中，必須要 fl一個(gè)草繪 面，這 關(guān)鍵，這個(gè) 面決定了??￥模的所 用 的?令，簡單的說，一個(gè)· 可以作一個(gè)·形然?拉 ，也可以作一個(gè)長 旋 ?， 然–們的結(jié)果ˉ一樣， 所用的草繪 面…?令?截然`同。如果 們要的是一 條 ， 們?應(yīng)該 擇fl?種 ? 了。 由于 設(shè)計(jì)的零?ˉ是 較規(guī)則的零?，所用 的?令 ?分是拉 ?令…旋? ?令，而且 多零?ˉ是擁有對(duì)稱關(guān)系，所以?了 ??，”高 率，?常會(huì)用 鏡§特征?令。 一張完整的工程 應(yīng) 以下4 面的 。 一組 ：用一組 （其中 、剖 、?面 、局?? ） 、完整、清 晰地 零?¨?分的結(jié)構(gòu)形狀。 ￠￡： 定零?¨?分形狀的 小…位 ??要?： 明零?在制?…檢驗(yàn)是應(yīng) 的一些要?，如 面粗糙 、￠￡??、 形位??、材料熱處 …指 等。 欄： 明零?‰稱、材料、??、 樣 例以及 號(hào)等 。 單擊【?￥文?】 ，系統(tǒng)顯??￥SolidWorks文?對(duì)話框，雙擊該對(duì)話框 中 ·配 項(xiàng)， 可ˇ ·配 工作模 。 調(diào) fl一個(gè)零?模 ? 在·配 的原?處， 零?原?與·配 原?重 合。調(diào) 一個(gè)與fl一個(gè)零?模 有·配關(guān)系的零?模 。分析 個(gè)零???的·配約束 關(guān)系，然? 取相應(yīng)的約束 項(xiàng)ˇ行零?操作。 XXIII XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 結(jié) 論 在˙近的一段??的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使 們 分a握的設(shè)計(jì) …—驟，`僅復(fù)習(xí)所 學(xué)的 識(shí)，而且′獲 ?的?驗(yàn)與啟?，在¨種??的使用找 的資料或 紙?jiān)O(shè)計(jì)， 會(huì)? `清楚的作業(yè)，老師…學(xué)生ˉ能o予及?的指導(dǎo)， 保設(shè)計(jì)ˇ ，本文所設(shè)計(jì) 的是掃地機(jī)器人的設(shè)計(jì)，通過?期的定稿， 資料…˙始正 做畢設(shè)，讓 系統(tǒng)地了 解 了所學(xué) 識(shí)的重要 ，從而讓 加深刻地 會(huì) 做一 學(xué)問`?，?要`?鉆 ，`?ˇ取才可要做的 ， ?，本設(shè)計(jì)完成了老師…同學(xué)的幫助下，在 學(xué) 的˙ –幫助過 的老師…同學(xué)，是 的幫助才使 的論文 以通過。 XXIV XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 參考文獻(xiàn) [1] 鄭淑芳 機(jī) 設(shè)計(jì) 論 與 討 北京： 學(xué)出版社，2004.5 [2] 黃長? 掃地機(jī)器人操作系統(tǒng) 北京：機(jī) 工業(yè)出版社，2005.1 [3] ?宏甫 掃地機(jī)器人的創(chuàng)?設(shè)計(jì).高等教育出版社，2004.3 [4] 姜 海，宋錦春，高常識(shí). 掃地機(jī)器人工作原 .高等教育出版社，2002.8 [5] 張春林，曲 ，張?麟.機(jī) 創(chuàng)?設(shè)計(jì).機(jī) 工業(yè)出版社，2001.4 [6] 錢 . 加工專機(jī)應(yīng)用?? 機(jī) 工業(yè)出版社，2005.1 [7] 張遼遠(yuǎn). 掃地機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 機(jī) 工業(yè)出版社，2002.8 [8] ￥恩士 器 擇 冊(cè) 2010版本 [9] 黃長?，￥? .機(jī) 工程測(cè)試??￥”. 機(jī) 工業(yè)出版社，2001.1 [10] 張 ， 作模.機(jī) 原 .高等教育出版社，2000.8 [11] ， 小 ， 信遠(yuǎn). 掃地機(jī)器人原 .高等教育出版社，1995.12 [12] 錦 .機(jī) 設(shè)計(jì). 高等教育出版社，2004.4 [13] .機(jī)電 動(dòng)控制. 中 ? 學(xué)出版社，2001.3 [14] . 壓與 壓 動(dòng).機(jī) 工業(yè)出版社，2002.12 [15] 宏 ，黃 ， . 掃地機(jī)器人的 §設(shè)計(jì).機(jī) 工業(yè)出版社，2000.5 [16] ， .機(jī)電一 化原 及應(yīng)用. 北京：?防工業(yè)出版社，2000.6 [17] ? 掃地機(jī)器人的創(chuàng)?. 高等教育出版社，2003.7 [18] ?.機(jī) 優(yōu)化設(shè)計(jì). 機(jī) 工業(yè)出版社，2005.1 XXV XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） [19] 領(lǐng).系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì).北京:清 學(xué)出版社，1991.7 [20]Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space 致 謝 至 在論文完成?際，§ 的導(dǎo)師 ?由 的 –?真`的 – 的導(dǎo)師這幾年 來對(duì) 的￠￠教導(dǎo)， – ￡?的老師，￥`僅在學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)上o 以精`的指導(dǎo)，同 ?′在思想o 以?微`至的關(guān)?支持… 解，o予 人生的啟§，使 在 利地完 成 學(xué)階段的學(xué)業(yè)同?，也學(xué) 了 多有用的做人的 ，明 了人生 。 自currency1 想要'“了，`§是從 個(gè)???的 了。導(dǎo)師￥??實(shí)的fi學(xué)fl ， 創(chuàng)?的學(xué) ?作–，?真加 ?，?而· 的￡業(yè)精?，? ˙?的?廣??， ?近人。?過近 半年”力的設(shè)計(jì)與計(jì) ， 找了¨類的掃地機(jī)器人的設(shè)計(jì)資料，論文?于可以完成了， 的`里? 的…動(dòng)…˙`。 然它`是˙完?的，也`是˙ 的， 是在 `里，它 是 ˙‰ 的， ? 自currency1 ??力的做了，它是 用`、用 成?的，也是 在 學(xué)`年來對(duì)所學(xué) 識(shí)的應(yīng)用… 現(xiàn)。`年的學(xué)習(xí)…生活，`僅′?了 的 識(shí)，而且? ˉ了 的個(gè)人能力， 重要的是從? 的老師…同學(xué)們身上?移˙化的學(xué) 了許多有 用的 識(shí)，在 對(duì)所有關(guān)` 幫助 的 由 ￡ ，––¨位同學(xué)老師。 XXVI XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)） 本 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目 掃地機(jī)器人的設(shè)計(jì) 學(xué) 院 工業(yè)制造學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí) 11 指導(dǎo)教師 職稱 講師 2015年4月27日 XXVII XX學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計(jì)）