家用地面清洁机器人的结构设计.docx

摘要：随着新材料以及人工智能的高速发展，智能机器人技术成为科研的热门研究领域。其中就包括家用地面清洁机器人的研制与发展。面对现代社会快速的生活节奏,家庭和办公区域对清洁机器人的需求也越来越多。

针对普通家庭对地面清洁的需求，设计了一种集移动、清扫、吸尘与擦地等功能于一体的家用清洁机器人，能分别或者同时完成吸尘和擦地两种清洁任务目标。

具体结构上，所设计的清洁机器人主要由移动机构、清扫机构、吸尘机构和擦地机构四个部分组成。移动机构由电机、变速箱、驱动轮组成。清扫机构由电机、变速箱、清扫器组成。吸尘机构主要包括风机、垃圾箱、通风管道和防尘网等。擦地机构包括蠕动泵和水箱。为减轻重量，清洁机器人在选择材料上大多数采用的是工程塑料。

在对地面清洁机器人的各组成部分进行运动分析的基础上，对主要的零部件进行了强度计算，确定了相关尺寸，并通过Solid works进行三维造型和装配，完成了结构设计。

关键词：清洁机器人；移动机构；清扫机构；吸尘机构；擦地机构

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1 家用地面清洁机器人的国内外现状-1

1.2 家用地面清洁机器人发展趋势-2

1.3 本课题的研究背景-2

第二章 清洁机器人的方案选择-3

2.1 设计基本内容-3

2.2 清扫机构方案选择-3

2.3 移动机构方案选择-4

2.4 吸尘机构方案选择-5

2.5 擦地机构方案选择-5

2.6 整体设计方案选择-6

2.6.1 清洁机器人外观设计-6

2.6.2 清洁机器人的尺寸设计-7

2.6.3 清扫，吸尘，移动，擦地机构安装位置设计-7

第三章 关键零部件的参数确定与强度计算-9

3.1移动机构电机确定-9

3.2 移动机构齿轮校核-10

3.2.1 齿轮的选型-10

3.2.2 齿面接触疲劳强度校核-10

3.2.3 齿根弯曲疲劳强度校核-12

3.2.4 齿轮温度核算-12

3.3 清扫机构电机确定-13

3.4 清扫机构锥齿轮校核-14

3.4.1 齿轮的选型-14

3.4.2 齿面接触疲劳强度校核-14

3.4.3 齿根弯曲疲劳强度校核-16

第四章 总体装配方案设计-18

4.1清扫机构装配-19

4.2 移动机构的装配-19

4.2.1 万向轮装配-19

4.2.2 万向轮底座与机器人底座的装配-20

4.2.3 驱动后轮的装配-21

4.3 吸尘机构的装配-21

4.3.1 吸尘零部件装配-21

4.3.2 吸尘管道与清洁机器人底座的密封-22

4.3.3 垃圾盖与垃圾箱的密封，防尘网与垃圾箱内部的密封-22

4.3.4 垃圾箱与吸尘管道的密封-23

4.4 擦地机构的装配-24

4.4.1 蠕动泵的装配-24

4.4.2 水箱设计-25

4.4.3 水箱与主体机器人的装配-25

第五章 设计总结-26

第六章 展望-27

参考文献-28

致  谢-29