扫地机器人的设计[清扫地面]【三维SW】【9张CAD图纸】.zip

本本 科科 毕毕 业业 设设 计计题 目 扫地机器人的设计扫地机器人的设计 学 院 工业制造学院工业制造学院 专 业 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 学生姓名 学 号 年级 1111 指导教师 职称 讲师讲师 2015 年 4 月 27 日 XX 学院学士学位论文（设计） 扫地机器人的设计 专 业： 学 号： 学 生： 指导教师：摘要：机器人是一种能够模仿人类动作的机器，它可以完成许多对人类来说危险且单调的工作，机器人让人类从繁重、单调的工作中解脱出来。它们从事固定而有规律的工作，例如工业生产中的焊接、喷漆等等。 本文主要设计的是扫地机器人的设计，该机器人采用统一动作、协调控制的原则，通过电机带动动力轮实现扫地机器人的运动，通过中控系统的控制来实现扫地机器人的动作，由于是中控系统控制，所以控制灵活，多样。通过控制器来控制机器人的动作，实现该机器人清扫、除尘的功能。关键词： 扫地机器人；控制；结构；清扫 XX 学院学士学位论文（设计） 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 robots 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 学院学士学位论文（设计） 目 录 绪论 .1 1. 机器人简史.3 2. 应用机器人的意义.6 3. 本课题研究的内容.9 4. 扫地机器人总体方案结构的设计.12 4.1 扫地机器人的总体方案图.12 4.2 扫地机器人的工作原理.12 5. 机械结构的设计.18 5.1 电机的选型计算 .20 5.2 齿轮传动的设计计算 .20 5.3 扫地机器人的功能概述 .20 5.3.1 扫地机器人的清扫模式.20 5.3.2 智能导航系统.20 5.4 齿轮的强度校核.20 5.5 扫地机器人的智能控制系统.20 6. 扫地机器人的三维建模.21 6.1 动力轮的三维建模.21 6.2 万向轮的三维建模.22 6.3 毛刷的三维建模.23 6.4 扫地机器人的三维建模.22 7. 三维软件设计总结.22 结论.25 参考文献.26 致谢.27 XX 学院学士学位论文（设计） 绪论 机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。研究、设计和发展新的机械产品，不断改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和将来的需要。机械产品的生产，包括：生产设施的规划和实现；生产计划的制订和生产调度；编制和贯彻制造工艺；设计和制造工具、模具；确定劳动定额和材料定额；组织加工、装配、试车和包装发运；对产品质量进行有效的控制。机械制造企业的经营和管理。机械一般是由许多各有独特的成形、加工过程的精密零件组装而成的复杂的制品。生产批量有单件和小批，也有中批、大批，直至大量生产。销售对象遍及全部产业和个人、家庭。而且销售量在社会经济状况的影响下，可能出现很大的波动。因此，机械制造企业的管理和经营特别复杂，企业的生产管理、规划和经营等的研究也多是肇始于机械工业。机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。机械产品的应用。这方面包括选择、订购、验收、安装、调整、操作、维护、修理和改造各产业所使用的机械和成套机械装备，以保证机械产品在长期使用中的可靠性和经济性。研究机械产品在制造过程中，尤其是在使用中所产生的环境污染，和自然资源过度耗费方面的问题，及其处理措施。这是现代机械工程的一项特别重要的任务，而且其重要性与日俱增。机械的种类繁多，可以按几个不同方面分为各种类别，如：按功能可分为动力机械、物料搬运机械、粉碎机械等；按服务的产业可分为农业机械、矿山机械、纺织机械等；按工作原理可分为热力机械、流体机械、仿生机械等。另外，机械在其研究、开发、设计、制造、运用等过程中都要经过几个工作性质不同的阶段。按这些不同阶段，机械工程又可划分为互相衔接、互相配合的几个分支系统，如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等。 XX 学院学士学位论文（设计） 机器人是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。机器人的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机器人作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。机器人是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机器人被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发 展起来的一门新兴的技术，它更加促进了 机器人的发展，使得 机器人能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。 机器人虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此， 机器人已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。机器人技术涉及到力学、机械学、电气气技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 机器人是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多自由度，可用来搬运物体以及可以在各个不同环境中工作 。1 机器人简史现代机器人起源于 20 世纪 50 年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化产品。机器人首先是从美国开始研制的。 1958 年美国联合控制公司研制出第一台机器人。他的结构是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。1962 年，美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机器人。商名为 Unimate(即万能自动 )。运动系统仿造坦克炮塔，臂回转、俯仰，用气驱动；控制系统用磁鼓最存储装置。不少球坐标式通用机器人就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司（Unimaton）,专门生产机器人。1962 年，美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran 机器人，原意是灵活搬运。该机器人的中央立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用气驱动， XX 学院学士学位论文（设计） 控制系统也是示教再现型。虽然这两种机器人出现在六十年代初，但都是国外机器人发展的基础。1978 年，美国 Unimate 公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vic-arm 型机器人，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差可小于 1 毫米。美国还十分注意提高机器人的可靠性，改进结构，降低成本。如Unimate 公司建立了 8 年机器人试验台，进行各种性能的试验。准备把故障前平均时间（注：故障前平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。它给出在第一次故障前的平均运行时间），由 400 小时提高到 1500 小时，精度可提高到 0.1 毫米。德国机器制造业是从 1970 年开始应用机器人，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。德国 KnKa 公司还生产一种点焊机器人，采用关节式结构和程序控制。瑞士 RETAB 公司生产一种涂漆机器人，采用示教方法编制程序。瑞典安莎公司采用机器人清理铸铝齿轮箱毛刺等。日本是机器人发展最快、应用最多的国家。自1969 年从美国引进二种典型机器人后，大力研究机器人的研究。据报道， 1976 年从事机器人的研究工作的大专院校、研究单位多达 50 多个。1979 年 120 多个大学和国家研究部门用在机器人的研究费用 42%。1979 年日本机器人的产值达 443 亿日元，产量为 14535 台。其中固定程序和可变程序约占一半，达222 亿日元，是 1978 年的二倍。具有记忆功能的机器人产值约为 67 亿日元，比 1978 年增长 50%。智能机器人约为 17亿日元，为 1978 年的 6 倍。截止 1979 年，机器人累计产量达 56900 台。在数量上已占世界首位，约占 70%，并以每年 50%60%的速度增长。使用机器人最多的是汽车工业，其次是电机、电器。预计到1990 年将有 55 万机器人在工作。第二代机器人正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机器人具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉机器人。第三代机器人（机器人）则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元 (Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。 XX 学院学士学位论文（设计） 随着工业机器手（机器人）研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。2 应用机器人的意义随着科学技术的发展，机器人也越来越多的地被应用。在机械工业中，铸、焊、铆、冲、压、热处理、机械加工、装配、检验、喷漆、电镀等工种都有应用的实理。其他部门，如轻工业、建筑业、国防工业等工作中也均有所应用。在机械工业中，应用机器人的意义可以概括如下：一、以提高生产过程中的自动化程度应用机器人有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。二、以改善劳动条件，避免人身事故在高温