附件5本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告學(xué)院

年級學(xué)號姓名指導(dǎo)教師年月日開題報告學(xué)院（全稱）：專業(yè)（全稱）：姓名學(xué)號年級班級設(shè)計（論文）題目家用掃地機器人機械結(jié)構(gòu)設(shè)計指導(dǎo)教師姓名職稱擬完成時間年月日論文（設(shè)計）類別囗項目設(shè)計制作類囗項目設(shè)計策劃類囗實踐操作類囗課堂教學(xué)與設(shè)計類囗學(xué)位論文類命題來源囗教師命題囗學(xué)生自擬囗教師科研課題是否在實驗實訓(xùn)、實習(xí)、工程實踐和社會調(diào)查等社會實踐中完成囗是囗否一、選題依據(jù)及意義（不少于300字）九十年代末至二十一世紀(jì)初,得益于計算技術(shù)的狂飆式發(fā)展,中央處理器加,程序與各種機器的聯(lián)姻成為流行范式。歐美日韓的家用電器制造商不約而同的將研發(fā)火力瞄準(zhǔn)在了家用掃地機器人市場,吸塵器在這場弄潮中與計算機技術(shù)相結(jié)合,以家用掃地機器人的身份粉末登上了新時代的秀場。2019年家電巨頭伊萊克斯重磅推出的三葉蟲家用掃地機器人是世界上第一款量產(chǎn)的家用掃地機器人,它的命名取自一種在全世界每一寸土地都曾經(jīng)留下足跡的古老節(jié)肢動物,設(shè)計者希望它的三葉蟲家用掃地機器人也能像三葉蟲一樣在世界的每一次地板上駛過。圖1-1伊萊克斯掃地機器人家用掃地機器人三葉蟲的機身采用圓餅形設(shè)計,塑科外殼,依靠單片機控制底部車輪自主行動,清潔方面有一個可拆卸滾桶刷,采用滾掃為主的清掃方式。盡管起初用戶們對這款革命性的產(chǎn)品十分追捧,但是很快挑別的用戶就列舉了三葉蟲的種種不足。在它靠近有尖角的障礙物時,還是會發(fā)生碰撞,究其原因。在漂亮的房間里放置磁條也很不美觀,但是無論如何,圓餅式機體、充電基地加阻擋器已經(jīng)成為家用掃地機器人的標(biāo)準(zhǔn)配置。而不少其他國產(chǎn)智能掃地機在技術(shù)上仍處于三葉蟲一代水平,市場上處于“雜牌”水平,勉強擠入低端市場。一方面看,這是由于國外同行業(yè)競爭的壓力和國內(nèi)技術(shù)起步晚所造成的,另一方面智能掃地機在國內(nèi)的市場接受度和認(rèn)知度還不高。隨著國內(nèi)基數(shù)巨大的潛在客戶的成熟,勢必會給家國內(nèi)電行業(yè)帶來一次不小的機遇與挑戰(zhàn)二、研究目的與主要內(nèi)容（含設(shè)計（論文）提綱，不少于500字）本次設(shè)計的掃地機器人采取的方案是：在機器人的兩側(cè)各布置一組毛刷，成對稱分布，通過電動機傳動動力輪轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)機器人的移動動作。根據(jù)控制方法的不同，機器人的轉(zhuǎn)速或者方向也有所不同。整機采用成本低廉且經(jīng)久耐用的塑料作為材料，經(jīng)過噴漆噴塑處理后在外觀上面得到了一定的保證。圖2-1掃地機器人原理圖主要內(nèi)容本論文主要研究內(nèi)容是運用三維軟件對掃地機器人進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。在設(shè)計過程中，了解掃地機器人的結(jié)構(gòu)特征和三維軟件的使用要領(lǐng)。該機器人能夠?qū)崿F(xiàn)清掃移，路徑清掃等等多種功能，其研究內(nèi)容包括：（1）功能分析與方案設(shè)計；（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維造型；（3）傳動部分設(shè)計；該家用掃地機器人采用統(tǒng)一動作的原則，通過電機帶動動力輪實現(xiàn)掃地機器人的運動，通過中控系統(tǒng)的控制來實現(xiàn)掃地機器人的動作，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器人的動作，實現(xiàn)該機器人清掃功能。三、研究方法和手段1、調(diào)查研究設(shè)計內(nèi)容，進(jìn)行理論分析。2、通過查詢圖書資料以及相關(guān)文獻(xiàn)、文檔，了解其方案。3、與指導(dǎo)老師討論，與同學(xué)共同分析和探討所要設(shè)計的內(nèi)容含義等。4、理論結(jié)合實際，對設(shè)計方案進(jìn)行整體分析研究，得出結(jié)論。5、繪制裝配圖與主要零件圖。6、寫出畢業(yè)論文，仔細(xì)檢查修改。7、指導(dǎo)老師檢查，錯誤的修改直到完成設(shè)計。四、文獻(xiàn)綜述（在對選題涉及的研究領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行廣泛閱讀或調(diào)查的基礎(chǔ)上，對該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)等內(nèi)容進(jìn)行綜述，并提出自己的見解和研究思路。不少于700字）進(jìn)入21世紀(jì),隨著新材料、人工智能和計算機技術(shù)等得到全面發(fā)展,機器人技術(shù)也取得很大的突破。同時,伴隨著生活水平的提高,人們對生活品質(zhì)的要求提高,機器人進(jìn)入家庭幫忙打理家務(wù)成為新的需求。以家庭服務(wù)為主要功能的高智能全自主家庭服務(wù)機器人逐漸由實驗室走進(jìn)人們的生活中,其中家庭掃地機器人需求量最大。面對繁重的家務(wù),購買一款掃地機器人成為解放雙手的一種不錯的選擇。掃地機器人有很高的商用價值,美國、歐洲、日韓等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)已對這一機器人領(lǐng)域投入很多人力與物力,開發(fā)出了很多性能強大的掃地機器人。美國的Neato開發(fā)的NeatoXV-21,是世界上第一個采用智能激光制導(dǎo)系統(tǒng)的商用掃地機器人。機器人的"眼睛"是其頂端的激光雷達(dá),通過對房間的激光掃描,生成房間內(nèi)部3D數(shù)字地圖,并能不斷根據(jù)家具位置變化來更新地圖。有了精準(zhǔn)的定位和數(shù)字地圖,采用"s"形路徑規(guī)劃方式,能夠無任何碰撞地清潔地面,一次覆蓋率達(dá)到90%以上,即使是在很難到達(dá)的邊角區(qū)域以其獨特的"D"形結(jié)構(gòu)也能輕松清掃。國內(nèi)相較于歐美等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)而言,對清潔機器人的研究起步較晚,但近些年相關(guān)技術(shù)得到飛速發(fā)展。2004年重慶大學(xué)智能科學(xué)技術(shù)研究室與寧波波朗電器股份有限公司合作開發(fā)室內(nèi)清潔機器人,最新開發(fā)的BL001能根據(jù)前端左右兩側(cè)紅外傳感器探測墻壁,沿墻壁行走清掃地面,在行走的同時獲得房間的尺寸信息,從而決定清掃時間,之后利用隨機控制規(guī)劃遍歷的策略產(chǎn)生高效的清潔路徑。清掃結(jié)束后,自行回到充電座,補充電力。目前,系統(tǒng)還在進(jìn)一步的升級中。當(dāng)前市面上,國產(chǎn)品牌的清潔機器人如浦桑尼克藍(lán)天s.科沃斯DI85G,?，斕豘J-CI等很受歡迎。當(dāng)前,掃地機器人作為服務(wù)機器人領(lǐng)域里商業(yè)化最完善的類型,得到各個國家及機器人公司的重視。隨著新技術(shù)的引入,掃地機器人變得越來越智能化。雖然國內(nèi)外科研院所和機器公司在掃地機器人開發(fā)領(lǐng)域取得了很大進(jìn)展,但機器人在以下幾個方面還需要取得進(jìn)展?，F(xiàn)在市面上低端的機器人雖然價格便宜但用戶使用體驗不好,出現(xiàn)如清掃效率低、清掃的覆蓋面積小、不能大范圍跨區(qū)域的清潔等問題,而高端機器人集成了大量高科技設(shè)備和先進(jìn)技術(shù),雖然清潔效率高但價格高昂不利于掃地機器人的真正推廣。家庭清潔除了清掃垃圾外,還需要,結(jié)合拖地功能。如掃地機器人只能清掃一些固體垃圾,當(dāng)遇到粘附在地板上的液態(tài)垃圾則會越清越臟。當(dāng)前的掃地機器人清掃和拖地是兩款類型的清潔機器人,如果結(jié)合掃和拖的功能,則會提升清潔機器人的使用價值。目前,掃地機器人一般深用鎳氫電池,不僅充電時間長且使用壽命較短,如Irobot系列的掃地機器人3000毫安容量的鎳氫電池需要充電3小時,但只能續(xù)航2小時,并且只有2年的使用壽命。當(dāng)應(yīng)用到大面積的清潔環(huán)境下,雖然能夠自主回充,但超長的充電時間使它有很大的使用局限。目前,延長續(xù)航時間的方式是增大電池的體積,所以,開發(fā)新型材料的電池,不僅能夠節(jié)省掃地機器人的內(nèi)部空間、減輕總體重量,還為更長的續(xù)航能力準(zhǔn)備了條件。五、參考文獻(xiàn)目錄（作者、書名或設(shè)計（論文）題目、出版社或刊號、出版年月或出版期號）[1]薛慧心.智能家庭掃地機器人設(shè)計原理研究與分析[J].信息技術(shù),2014(11):196-198.[2]趙航,劉玉梅,卜春光,等.掃地機器人的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].信息與電腦(理論版),2016,000(012):167-168.[3]李建海,王濤.掃地機器人:,2016.[4]本刊編輯部.吸塵器與掃地機器人該選誰?[J].[5]孫曉雪,趙玉山.掃地機器人的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢研究[J].科技資訊,2017,15(028):238-239.[6]程麗霞.智能掃地機器人系統(tǒng)設(shè)計[J].機械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量,2016(9):27-29.[7]周宏甫掃地機器人的創(chuàng)新設(shè)計.高等教育出版社，2004.3[8]姜繼海，宋錦春，高常識.掃地機器人工作原理.高等教育出版社，2002.8[9]張春林，曲繼方，張美麟.機械創(chuàng)新設(shè)計.機械工業(yè)出版社，2001.4[10]錢平.加工專機應(yīng)用技術(shù)機械工業(yè)出版社，2005.1[11]張遼遠(yuǎn).掃地機器人的設(shè)計與實現(xiàn).機械工業(yè)出版社，2002.8[12]章宏甲，黃誼，王積偉.掃地機器人的逆向設(shè)計.機械工業(yè)出版社，2000.5[13]胡泓，姚伯威.機電一體化原理及應(yīng)用.北京：國防工業(yè)出版社，2000.6[14]陳鐵鳴掃地機器人的創(chuàng)新.高等教育出版社，2003.7[15]孫靖民.機械優(yōu)化設(shè)計.機械工業(yè)出版社，2005.1[16]王勇領(lǐng).系統(tǒng)分析與設(shè)計.北京:清華大學(xué)出版社，1991.7[17]HirohikoArai,KazuoTanie,andSusumuTachi.DynamicControlofaManipulatorwithPassiveJointsinOperationalSpace六、工作進(jìn)度安排（時間、內(nèi)容、步驟）2021.10.1－2021.12.1

選題，查閱資料，擬定大綱，填寫開題報告2021.12.2－2022.1.10撰寫論文初稿并以班級為單位上交學(xué)院2022.1.11－2022.3.10在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下修改論文2022.3.11－2022.4.10繼續(xù)修改論文，并定稿打印，送交論文，等待答辯七、預(yù)期成果1、完成家用掃地機器人說明書一份；2、完成三維軟件建模；3、完成二維圖紙；4、完成運動仿真（以上內(nèi)容在教師指導(dǎo)下由學(xué)生填寫）學(xué)生簽名：年月日八、指導(dǎo)教師審核意見：