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某清洁机器人的整体方案设计案例 1 1 6 61.1清洁机器人整体结构与材料选择清洁机器人的形状计划采用扁平圆柱形这种设计方法将帮助清洁机械人进人工清洁无法覆盖的区域比如床底空隙茶几下面甚至是有些高底沙发下面。动电机、行走轮、减速结构，所以轮式结构和齿轮减速机构是我们最好的选择，体结构小巧紧凑，整个装置也不会过大过于笨重，非常符合本次设计的设计要1、一个导向轮两个驱动轮，如图1.1所示，这种形式是有一个导向轮和两2、一个导向轮两个独立驱动轮，如图1.2所示，该机构在转弯运动中主要图1.1一个导向轮两个驱动轮图1.2一个导向轮两图1.3一个万向轮两个轮差速驱动轮3、一个万向轮两个轮差速驱动轮，如图1.3所示，本次设计的方案就是前1、前轮转向后轮驱动机构(如图1.4):这是在我们生活中运用最为广泛的定性、很好的控制性，并且表现最突出的地方就是它的加速度和运载能力。图2、四轮独立驱动机构(如图1.5):四轮独立驱动机构拥有最好的性能，有任何要求的旋转。如图1.5这种机构也会使用在汽车上，但缺点也很明显，作为电机就可以了。在实现任意转向上也可以使用麦克纳姆轮(见图1.6),只需要图1.4前轮转向后轮驱动机构图1.5四轮独立驱动机构图1.6麦克纳姆伦图1.7前轮随后轮独立差速驱动机构3、前轮随动后轮独立差速驱动(如图1.7),这个机构与前面所示的三轮结构原理(如图1.3)是一样的，而四轮的会有更加稳定的支撑，有更强的承重能力。我们生活中可见的叉车在一定程度上就和这个机构原理相同，转向都是由后轮来控制。在转向角度上来说，单位距离内比前轮转向(如图1.4)的角度更大，倒车就用到了这种机构。经过对以上几种结构的分析和对比以家庭清洁机器人的功能要求以及使用要求为出发点一个万向轮和两个独立的差速驱动电机轮组显然是最适合本论文的，如图1.8所示，前面为一个万向脚轮，后面是两个独立的差速驱动电机轮组。这样可以使设计的更多的功能部件装配在其较小的机身结构里。本家庭清洁机器人由驱动电机轮组决定旋转与转向，两后轮分别独立驱动，以速度差改变机器人行走的方向。接下来介绍一下本家庭清洁机器人的不同行进方式：图1.8车轮分布示意图第一种，两个驱动后轮同向向前运动；第二种，两个驱动后轮同向向后运动；第三种，枢轴旋转，如图1.9所示，机器人的两个后驱动轮一个停止运动，速度为零，一个轮子进行驱动，以速度为0的轮子为旋转中心进行旋转，此时轴第四种，自由旋转，如图1.10所示，机器人在原地掉头，不改变位置只改图1.9枢纽旋转图1.10自由旋转1.3清洁模块果皮，头发，用过的纸巾等，肉眼不可见的细小灰尘1.4避障模块及传感器的选用“大脑”,由“大脑”对机器人的行走机构和清洁机构发出命令，而“眼睛”就是机器人身上的各种传感器，“大脑”就是微处理器。各种因此

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