(山东协和学院 山东济南 250107)
摘要:
智能清洁机器人,也被称作是家居清洁卫生机器人,它是一种集成了机械、电子和计算机技术先进的科技产品。它不仅拥有移动机器人的移动能力,还模仿了人体的清洁动作,能够自动执行清洁任务。为更好地满足客户需求,实现清洁机器人多方面的清洁功能。基于此文章设计了一款智能清洁机器人。
关键词:智能清洁机器人、优化设计、结构升级
一、简介
社会高速发展的如今,人们的生活水平逐渐提高,生活节奏加快,关于家庭卫生清洁方面的问题也逐渐显露出来,而智能清洁机器人的出现更能帮助人们更好地应对这些问题,更加节省时间,智能清洁机器人的操作也十分的简单只需点击开关即可自动开启。现在它在日本、韩国和美国很流行。智能清洁机器人是一种结合了机器人技术与清洁设备功能的设备,旨在自动化和执行各种清洁任务。这种机器人能够减轻人力负担,提高效率,并在某些情况下,能够进入人们难以达到或危险的地方进行清洁。很多智能清洁机器人都可以用手机上的app进行远程操控,更加方便用户的使用,用户在外就可以控制家中的清洁机器人进行清扫工作,极大方便用户使用。技术可以节省时间,也可以提升生活质量。智能清洁机器人对于中国家庭来说仍然是奢侈品,但随着人们生活的不断改善,智能清洁机器人越来越受到中国家庭的欢迎。智能清洁机器人是新兴的、环保的、高科技的产业,它们还在进入市场,市场的发展还不够成熟,近年来,智能清洁机器人的发展很快。
二、外观设计
通过试制最初的原型并设计机器人的壳体,避免了壳体模具制造所需的成本。采用圆角曲线设计,整体外观流线型,避免因圆角过大而妨碍机器人运动。其体积合适,外观时尚多样,形状也符合轮式机器人的设计理念。
三、运动及控制单元设计
表1 运动控制表
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 | 零件的一致性来保证清洁机器人的工作效率 |
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, |
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, |
反转 | 正转 | 原地逆时针旋转 |
机器人底部的制作工艺主要注意如下关键:
1.要保证左、右两个驱动车轮的平行度。让车轮在两侧呈对称分布。
2.左右两个驱动轮中间要放置一个万向轮,间距不能过大
3.驱动轮转动应避免碰到吸尘器口的槽口
4.万向轮的高度要与前轮匹配,通过这样的构造让智能清洁机器人的运行保持平稳能更好地通过一些复杂的地形,方便智能清洁机器人的清扫工作
四、自动充电系统的设计
表2 充电控制表
右红外接头 | 左红外接头 | 机器人的方向状态 | Plc的控制内容 |
无信号 | 无信号 | 没有检测到充电站的红外信标 | 原地旋转并检测,旋转三圈仍接收不到,换一个位置继续旋转,直到接收到信号为止。 |
无信号 | 有信号 | 基本对位充电站,方向偏左 | 自身旋转并检测信号,两个接收器均有信号后靠近充电桩 |
有信号 | 无信号 | 基本对位充电站,位置偏右 | 自身旋转并检测信号,两个接受点均有信号后,靠近充电桩 |
有信号 | 有信号 | 正对充电站 | 可直达充电桩 |
通过这套自动充电系统的设计,可以实现在智能清洁机器人电量过低的情况下实现自动充电,保证了智能清洁机器人的工作效率,无需人工干预,用户只需设定好清洁区域和清洁模式,智能清洁机器人就能够自主地进行清洁工作。
五、智能清洁机器人优点
1.应用范围广泛。智能清洁机器人的应用范围非常广泛,可以应用于家庭清洁,也可以应用于一些公共场所,地铁站、火车站、汽车站,还可以应用于旅馆、酒店、餐厅等场所。
2.外形简单,清理方便。是因为智能清洁机器人拥有小巧方便的外形,可以自由穿梭于各种复杂的地形,可通过各种障碍物,而且操作简单,清理方便
3.更加智能。近年来Ai技术正在起步,这对于智能清洁机器人的设计有巨大的帮助,未来的智能清洁机器人在搭配了更加成熟的ai技术后识别物体障碍的准确率更高,清扫更加干净,更加迅速。
4.融入环境,噪声更小。智能清洁机器人的大小适中,既不用担心被绊倒,也不会太大对人造成冲击感,具备多重传感和安全保障系统,对环境以及环境中的人或动物造成任何不必要的接触。
参考文献
[1]刘晓东,卜晓珊,吴增众.基于自控测距的液压启闭机油缸清洁机器人位姿跟踪研究[J].机械制造与自动化,2024,53(01):228-231+265.
[2]周亦瞿,沈芳,谷玉之等.光伏组件自动换行清洁机器人设计[J].机械工程师,2024,(02): 58-61+66.
[3]王凯璐,李子强,端木维禹等.光伏板清洁装置的优缺点分析与前景展望[J]. 上海节能,2024,(01):139-142.
[4]蒋李亚,张家乐,夏侯智聪等.基于视觉-光电传感器的光伏板清洁机器人研究[J].三峡大学学报(自然科学版),2024,46(01):106-112.
[5]Andreas Seegen,Ellen-Christine Reiff.管道清洁机器人的创新应用[J].现代制造,2024,(01):27-29.
[6]邓美州,孙江宏.煤仓清洁机器人悬挂线缆对机器人本体影响分析[J].煤炭技术,2024,43(01):211-215.
[7]张祝亮.装备清洗机研究现状及控制技术分析[J].现代制造技术与装备,2023,59(12):152-154.
[8]史耀军,袁榕.基于用户体验的智能清洁机器人设计研究[J].设计,2023,363):120-123.
[9]王建军,王金鑫,张晨等.清洁机器人光伏电站复杂地形动态路径规划方法研究[J].凿岩机械气动工具,2023,49(04):10-18+27.
项目支持:
山东协和学院2024届毕业设计