应用现代设计方法学进行楼宇清扫机器人的功能结构设计

应用现代设计方法学进行楼宇清扫机器人的功能结构设计

摘要

楼宇清扫机器人在当前人们的生产生活中正在发挥越来越重要的作用。本设计主要利用PROE和AutoCAD软件工具，充分发挥计算机辅助设计的优越性，实现了清扫机器人的设计构想。机器人的大部分运动采用了齿轮齿条传动，实现结构上的简洁化。按照一定的控制顺序使车体平行楼梯层面移动，达到了平稳要求；控制部分采用了无线遥控，增加使用范围，减少了操作上的不便，提高了控制的效率；驱动车体的电源采用了低压可充电型电池，使其能够循环利用，响应了生活环保机械的口号；将普通的扫尘器改造成符合要求的清洁机械，降低了成本，在尺寸上符合普遍性，适合于大多场合，在结构上进行了突破；机器人前方的防滑装置充分利用楼梯上的防滑铜线的特点实现推动车体功能。

关键词：PROE   AutoCAD   无线遥控  环保   

目  录

摘  要 I

Abstract II

目  录 III

第一章  绪论 1

1.1  课题研究的背景 1

1.2  国内外研究现状综述 1

1.2.1 吸尘机器人特点 1

1.2.2 国外产品研究现状 2

1.2.3 国内产品研究现状 3

1.2.4 清扫机器人存在的问题分析 4

1.3  课题来源及研究的目的和意义 4

第二章  清扫机器人的总体方案设计 6

2.1  设计目标 6

2.2  清扫机器人的设计方案 6

2.3  爬楼梯机器人设计 6

2.3.1 原理 6

2.3.2 机器人设计 8

2.3.3 设计方案的拟订 10

2.3.4 爬楼梯原理 11

2.4 清扫装置和洒水装置设计 11

2.4.1 清扫装置设计 11

2.4.2 洒水装置设计 11

第三章  电机的选择 13

3.1  电机的分类 13

3.2  无刷电机介绍 13

3.2.1 无刷直流电动机简介 13

3.2.2 无刷直流电动机的工作原理 13

3.2.3 无刷直流电动机的特点 14

3.3 电机的选择 14

3.3.1 电机相关数据的计算 14

3.3.2 有关驱动轮上电机的选择 14

3.3.3 有关齿轮齿条啮合电机选择 15

3.3.4 有关推拉结构的电机选择 15

3.4  车体电源的选取 15

第四章  清扫机器人的设计计算说明 16

4.1  齿轮齿条传动设计计算说明 16

4.1.1 齿条的参数确定 16

4.1.2 齿轮的几何计算 16

4.1.3 齿轮的受力分析 16

4.2  行程设计计算 18

4.3  车体运动尺寸确定 19

4.3.1  高度设计要求 19

4.3.2  长度设计要求 19

第五章  控制部分说明 21

5.1  电力控制部分设计 21

第六章 总结 23

参考文献 24

致谢 25