【《智能拖地一体机的结构设计》12000字（论文）】

智能拖地一体机的结构设计摘要随着人们生活质量的提高，广泛应用于欧美家庭的智能机器人正逐渐走进普通人的生活。但对智能家居的要求越来越高，对智能清扫机器人的需求也在不断提高。目前市面上销售的清扫机器人仅有一项功能，但是该项目所设计的智能清扫机器人无需清扫就可以了，甚至可以实现拖地，并且有多种模式可以先择，智能化方面设计为一键化。因此本课题设计的这款智能全面清洁地面机器人在实用性和方便性方面具有很大的优势，可以给人们带来更舒适的使用体验。本次课题设计的智能拖地机器人主要不仅可以完成基本的清洁功能，还可以有拖地功能，并且开口较大，还可以清洁较大的垃圾，并且地面的污渍也能够得到清洁，并且有多种模式可以，机器设计的也很智能化、人性化，能够极大的减少使用者在地面清洁方面所花费的时间。关键词：智能家居；自动控制；智能扫地；机器人目录TOC\o"1-3"\h\u第一章绪论 11.2课题研究目的和意义 11.3国内外对本课题的研究现状和发展趋势 21.3.1国外发展现状 21.3.2国内发展现状 31.4本论文研究的主要内容（课题研究或设计方案及主要研究内容、课题研究方法及技术路线、课题研究的关键理论和关键技术、预期研究成果等） 41.5本课题关键理论及成果 51.5.1课题关键理论和关键技术 51.5.2课题预期研究成果 5第二章机构的组成及原理创新 62.1结构组成总述 62.2清扫机构 62.3单片机控制 72.4基本思路 72.6创新点与应用范围 82.6.1洗鞋机的创新点 82.6.2应用范围 92.8本章小结 9第三章目前市场上现有拖地机器人 103.1目前市场智能扫地机器人现状 103.2市场上现有的智能扫地机器人 103.3清理方式的两大分类 143.3本章小结 15第四章基于三维建模软件下进行的建模以及装配 164.1使用solidworks/AutoCAD软件对设计进行建模及装配概述 164.2使用solidworks对零件进行设计 164.3运用solidworks/CAD对零件进行装配 194.4运用solidworks/CAD对零件进行二维图设计 204.5本章小结 22第五章设备的机械结构方案的评价和分析 235.1结构设计的社会影响分析 235.2设备的健康及安全分析 235.3设备的经济成本分析 235.4本章小结 24参考文献 27第一章绪论1.1课题的研究背景（来源、目的及意义）课题来源智能拖地一体机是现代家庭生活所须。随着生活水平的提高。人们对智能拖地一体机的功能要求越来越高。如今，人民的生活水准得到了极大的改善，以及扫地机器人逐渐畅销欧美市场走进寻常百姓家由于效率高、清洁度高、成本低，它们是扫地机器人，逐渐被越来越多的人使用。随着白色家电的普及，扫地机器人将成为未来每个家庭必不可少的清洁工具，产品将从今天的核心智能向更高层次的智能演进。从单一功能到多功能，逐渐变成人工清扫，成为真正的家庭“清洁工”。通过显着提高人们的生活质量扫地机器人的需求已经从基础智能发展到高级智能。从单一功能到多种功能。为了满足人们的生活需要，现设计一款既可以扫地又可以拖地、且智能化程度高的机器人。1.2课题研究目的和意义如今，人民的生活水准得到了极大的改善。以及扫地机器人逐渐畅销欧美市场走进寻常百姓家由于效率高、清洁度高、成本低，它们是扫地机器人，逐渐被越来越多的人使用。随着白色家电被很多人接受，机器人吸尘器将成为未来每个家庭必不可少的清洁工具。取代人工清洁，成为真正的家居“清洁工”。从今天的主要智能到更高层次的智能。从单一功能到多种功能。目前，我国市场上大多数的扫地机都是只有扫地这一个功能，智能化程度较高，能够开机后自行的进行识别，自行进行清理地面，但是大部分的机器由于机构复杂，致使机器的体积较大，家中的很多地放无无法得到清理，例如茶几低下、低矮的桌子下面，又因为体积较大会在很多的地方卡住，或者传感器直接识别这些地方机器无法进入则不进行清扫。为了满足人们的生活需要，本课题设计一款既可以扫地又可以拖地、且智能化程度高的机器人。1.3国内外对本课题的研究现状和发展趋势1.3.1国外发展现状扫地机器人具有很高的商业价值。美，欧，日，韩等发达国家和地区都对机器人技术进行了大量的研究。同时，还研制出多种功能齐全的清扫机器人。由美国Neato研发的NeatoXV-21是全球首款配备智能激光导航工业级的清扫机器人，以“眼睛”为主导。该系统会对室内的雷射进行扫描，生成一个三维的数字地图。随着地点的改变，家具可以根据准确的地点和数码地图进行调整。“S”型路线规划法能有效清除地表而不会发生冲突。而且，即使在苛刻的家具环境中，也能一次性覆盖90%以上。即便是在墙角，也是独一无二的。D型构造容易清洗。机器人巨人Irobot的最新产品，使用了Roomba980iAdapt2.0视觉实时定位模型。在清理房间的时候，它能准确地避免障碍。Roomba980准确地确定您在房间中的确切位置。另一方面它可以提高清洁效率。使用您自己的位置信息来规划您的路线。避免重复清洁；另一方面，当电池电量不足或清洁工作完成时，它可以自动准确地检测充电器的位置。Roomba980的新电池关机功能也有效。当电量低于5%时，会自动充电。充电后可以恢复到充电前的工作状态，外观时尚，同时也融入了物联网的设计理念，在室内WiFi环境下，用户可以通过iRobotHomeapp进行远程沟通和管理。所有清洁设置都可以在应用程序上完成。

与欧美等发达的国家、地区比较，我国的经济发展水平较高。在我国，机器人技术的发展相对滞后。近年来，重庆大学智能化技术研究所和宁波博龙电气有限公司联合研制了一种新型的室内清洗机器人BL001，该机器人可以通过红外传感器对墙面进行探测。前面，沿着墙走，找到房间的大小。用于安排清洁时间。然后使用随机控制规划策略来创建有效的清洁路径。清洁后而是返回自动充电座充电。该系统目前正在升级中。有关资料表明，在2016上半年，清洁机器人已成为最具人性化的智能家电产品。。在国内，扫地机器人的线上市场份额达到了13.3%，而在2015年，市场份额还不到1%。全国在线扫地机器人渗透率显着提升，据GFK统计，2015年中国扫地机器人市场零售份额约为50亿元，今年这一数字将达到75亿元。2017年，将增长至2018年120亿元，市场空间非常大。2002年，伊莱克斯电器公司推出三叶虫智能清扫机器人，彻底改变了传统的清洁观念。.在单片机的控制下,底部的车轮能够进行转动,从而控制扫地机器人的主要运动。采用了仿生技术,按照蝙蝠的超声波技术,使得扫地机器人能够迅速的察觉障碍并且绕开。从2007到现在，很多公司都在不断地开发新的产品，同时也不断地增加着新的功能。在自主研发的智能清扫机器人中，苏州怡凯公司的科沃斯、益节等拥有多种功能的机器人，其中包含了非接触、超声波、红外、无线遥控等多种技术。目前，清扫机器人的主要技术有以下几个方面：定位、构图、规划和清扫。如今，不但可以满足复杂的家居环境，而且在清洁效率方面也有了很大的提升。首先是感应技术，它可以通过自己的感应器来控制自己的距离，从而独立完成打扫工作；室内定位，目前主流的RPS激光定位系统，可以对坐标进行实时定位；路径规划技术，通过对周围环境的变化，根据自身的优化算法，对道路进行正确的导航；吸尘技术，就是用机器将灰尘吸入空气中，形成一个巨大的漩涡，用来净化空气。1.3.2国内发展现状与欧美等发达的国家、地区比较，我国的经济发展水平目前较低，对清扫机器人的研究还处于起步阶段但是，近几年，这方面的技术得到了飞速的发展，重庆大学智能技术研究所与宁波博朗电气有限公司共同研制出一种新型的室内清洗机器人BL001。通过获得房间尺寸的信息来决定清洗时间，并利用一个随机的交叉控制方案来建立一个高效的清洗路线。清洁完之后，再回到充电器上进行充电。目前，这个系统正处于更新换代阶段。2从007到现在，越来越多的公司已经发布了一系列的产品，其功能也变得更加丰富。苏州怡凯公司的科沃斯，益节等公司，都拥有多种功能，其中有非接触、超声波、红外、无线遥控等多种技术。国产品牌的扫地机器人如浦桑尼克蓝天S、科沃斯DT85G等比较受欢迎。目前，清扫机器人的主要技术有以下几个方面：定位、构图、规划和清扫。如今，可以满足复杂的家居环境，而且在清洁效率方面也有了很大的提升。首先是感应技术，它可以通过自己的感应器来控制自己的距离，从而独立完成清理工作;首先是感应技术，它可以通过自己的感应器来控制自己的距离，从而独立完成清理工作。路线规划，根据环境的变化，根据自己的优化算法，选择合适的路线;所谓的吸尘技术，就是用机器将灰尘吸入空气中，形成一个巨大的漩涡，用来净化空气。相关数据显示，2016年上半年，扫地清洁机器人已成为发展最快、渗透率最大的智能家电产品。在国内，扫地机器人的市场份额为13.3%。与2015年相比，这个占比不足1%。这一年之内，中国的清扫机器人数量大幅增加。GFK数据显示，2015年中国清洁机器人的销售额高达50亿，到了2018年，这已经达到了120亿元，市场前景非常广阔。1.4本论文研究的主要内容（课题研究或设计方案及主要研究内容、课题研究方法及技术路线、课题研究的关键理论和关键技术、预期研究成果等）首先，在网上的平台上查询市场上普通扫地机器人的组成结构及各个功能设计的分析，最终再通过CAD/Solidworks绘图建模软件完成零件设计、装配和仿真和有限元分析等。详细的设计步骤如下：1）首先在网络平台和学校图书馆网上平台上查询到有关扫地机器人的相关论文和数模数据，了解到扫地机器人的工作环境和服务的行业等。同时也了解到了扫地机器人工作时的状态、所能服务的年限等，在结构上也提高了对智能机器人的认识。2）通过网络上查询到的数模数据，还了解到一般扫地机器人的尺寸要求，环境要求等因素。3）考虑机械手的长度，便于控制智能扫地机器人的清扫时间。4）考虑大小位置都能清洗到。5）考虑扫地机器人的功率，保证清扫质量。6）完成参数设计后搭建数模，并完成装配。7）完成数模装配后进行仿真。8）测量出数据，得出结论。1.5本课题关键理论及成果1.5.1课题关键理论和关键技术功能创新：在功能上采用了悬臂与气压缸将旋转扫把固定在底座的前方，旋转扫把支架与电机轴相连，电机固定在悬臂上，在工作时，气压缸会伸长，使悬臂高度下降，使得旋转扫把与地面充分的接触，然后电机转动带动旋转扫把转动，且两个电机的转动方向相反，确保将垃圾集中到机器的中间部位，不工作时气压缸会缩短，将悬臂提起，使得旋转扫把与地面分离开。采用与吸尘器相同的原理，利用较大的吸力将垃圾与灰尘一并吸起，通过管道输送到垃圾箱内，垃圾箱箱设计为一个矩形的箱体，下部采用凹凸结构是的其与地板更好的定位和固定，同时也方便清理垃圾箱。1.5.2课题预期研究成果本课题设计的作品结构简单且整体小巧，占地面积小；同时因为自动化扫地机器人，适用于广大人群；在外观设计上也足够新颖，操作简单；相对于现有的装置上又不显得单一。现如今随着人们生活质量在显著提高，对扫地机器人的需求也由原来的初级智能向着更高程度的智能化程度发展，由单一的功能向多种功能发展。为了满足人们的生活需要，现设计的一款既可以扫地又可以拖地、且智能化程度高的机器人。第二章机构的组成及原理创新2.1结构组成总述本设计智能拖地机器规格设计为长360mm，宽362mm，高95mm，底座设计为长299mm，宽511mm，高175mm，额定功率为30W，水箱的容量为550ml，独立的尘盒设计为600ml，总共设计有三种工作模式，一：单扫地模式；二：单拖地模式；三：扫托共用模式。当使用单拖地模式时，悬臂在气压缸的控制下下降，使得旋转扫把与地面充分接触，旋转扫开始工作，吸尘机构工作将垃圾灰尘清理到垃圾箱，拖地机构不工作，即海绵筒一端的气压缸缩起，将海绵筒提高，淋水装置也不工作；当使用单拖地模式时，悬臂在气压缸的控制下提起，使得旋转扫把与地面之间不接触，吸尘机构也不工作，海绵筒在气压缸的控制下与地面之间形成一定的压力，并且淋水装置在传感器的反馈判定下，决定是否给海绵筒淋水。当使用扫托共用模式时，悬臂在气压缸的控制下下降，使得旋转扫把与地面充分接触，旋转扫开始工作，吸尘机构工作将垃圾灰尘清理到垃圾箱，海绵筒在气压缸的控制下与地面之间形成一定的压力，并且淋水装置在传感器的反馈判定下，决定是否给海绵筒淋水。机器的行走装置由三个轮子，其中两个是主动轮，一个是万向轮，两个主动轮分别由两台马达带动，转向也是通过两个传动轮的差速来完成。2.2清扫机构采用悬臂与气压缸将旋转扫把固定在底座的前方，旋转扫把支架与电机轴相连，电机固定在悬臂上，在工作时，气压缸会伸长，使悬臂高度下降，使得旋转扫把与地面充分的接触，然后电机转动带动旋转扫把转动，且两个电机的转动方向相反，确保将垃圾集中到机器的中间部位，不工作时气压缸会缩短，将悬臂提起，使得旋转扫把与地面分离开。水箱的作用出水辅助清洁，水箱容量越大就能储存更多清水，也就能够更久的出水辅助清洁，建议选购扫地机器人时水箱在200ml左右。选择电控水箱，出水能力更佳。2.3吸尘机构采用与吸尘器相同的原理，利用较大的吸力将垃圾与灰尘一并吸起，通过管道输送到垃圾箱内，垃圾箱箱设计为一个矩形的箱体，下部采用凹凸结构是的其与地板更好的定位和固定，同时也方便清理垃圾箱。2.4拖地机构拖地机构由两部分组成：一、海绵筒装置，海绵筒的一端装有气压缸，可以调节海绵筒与地面的压力，使得海绵同拖完地之后能够将地面不易清扫的脏物清理掉，同时海绵筒的成本低廉，使用成本低，维护简单。二：淋水装置，由一个水箱、一个水泵以及一条输水管道构成，由水泵打水，通过管道输送到指定位置，根据传感器传送的信号为海绵筒淋不等量的水。2.5行走机构总共设置了三个轮，前面两个，后面一个，前面两个为驱动轮，后面为转向轮。采用两个电机单独驱动两个驱动轮，转向利用两个驱动轮的速度差进行转向，后轮设计为万向轮，可以随着前轮的转向而转向，这样设计使得机器的灵活性更高，可以实现原地掉头。并且机器的通过性也有一定的提高。2.3单片机控制本课题设计的智能拖地机器人本体由红外线传感器、距离传感器与光电传感器来实现自动避障的功能，由电机驱动实现机器人进行前进、后退、拐弯等命令，红外线传感器与距离传感器相互配合，使得机器人能够智能避障，不会出现撞墙的情况。8个传感器均匀的分部在外壳的四周，能够360度无死角的监控地面，及时的发现脏了的地面，并且及时准确的将信号传递给每个部件，使得每个部件及时的做出反应。控制机构采用自动控制系统，共有三种工作模式提供给使用者，使用者只需要选择工作模式机器即可进入工作。2.4基本思路本论文所设计的这一款智能拖地一体机出于以下基本思路：（1）产品的外形是采用圆柱形，控制机身的高度，可以有效地避免在狭小的空间内被卡住，提高机器的工作的范围和工作效率。（2）清扫机构，采用悬臂与气压缸组合将旋转扫把固定在底座的前方，旋转扫把支架与电机轴相连，电机固定在悬臂上，在工作时，气压缸会伸长，使悬臂高度下降，使得旋转扫把与地面充分的接触，然后电机开始转动，随之带动旋转扫把转动，且两个电机的转动方向相反，确保将垃圾集中到机器的中间部位。收集到的垃圾被真空机构吸走，并通过管道输送到垃圾填埋场，垃圾箱箱设计为一个矩形的箱体，下部采用凹凸结构是的其与地板更好的定位和固定，同时也方便清理垃圾箱。（3）拖地机构，由两部分组成：一、海绵筒装置，海绵筒的一端装有气压缸，可以调节海绵筒与地面的压力，使得海绵同拖完地之后能够将地面不易清扫的脏物清理掉，同时海绵筒的成本低廉，使用成本低，维护简单。二：淋水装置，由一个水箱、一个水泵以及一条输水管道构成，由水泵打水，通过管道输送到指定位置，根据传感器传送的信号为海绵筒淋不等量的水。这两部分组成一个机构，通过机器的形走进行工作。（4）行走机构，总共设置了三个轮，前面两个，后面一个，前面两个为驱动轮，后面为转向轮。采用两个电机单独驱动两个驱动轮，转向利用两个驱动轮的速度差进行转向，后轮设计为万向轮，可以随着前轮的转向而转向，这样设计使得机器的灵活性更高，可以实现原地掉头。并且机器的通过性也有一定的提高。（5）感应装置，采用较多的传感器均匀的分布在机器的四周，实现对机器周边环境360°无死角的监控。（6）控制机构，控制尽可能的智能化，设置几种工作模式模式以供选择，其余不需要人员操控，由机器自动完成工作。2.6创新点与应用范围2.6.1洗鞋机的创新点本课题设计采用充电变形式排插，不仅可以完成基本的清洁功能，还可以有拖地功能，并且开口较大，还可以清洁较大的垃圾，并且地面的污渍也能够得到清洁，并且有多种模式可以，机器设计的也很智能化、人性化，能够极大的减少使用者在地面清洁方面所花费的时间。加装了拖地结构，并且由淋水装置，可以清洁地面难以清洁的污渍。驱动方式采用两个驱动轮单独驱动的方式，可以实现任意方向的行走。前面两个旋转扫把相互之间反转，可以将周围的垃圾聚集到中间区域，再由大吸力吸尘器将垃圾送到垃圾箱内。轮子设计为防滑设计，使机器可以任意行走。外壳进行分体设计，可以单独打开中间的盖子进行注水或清理垃圾箱。2.6.2应用范围目前对于普通家庭来说，智能清洁拖地机器人已经称为日常。2.7洗鞋机的工作流程图3.3启动流程2.8本章小结本章主要对智能扫地机器人做出了总体的介绍，主要分为总体分为清扫机构，拖地机构，行走机构，感应装置，控制机构五个组成部分。将各个部分分开介绍，讲述了清洁机器人的基本原理、工作流程，以及智能扫地机器人的创新点和应用范围。第三章目前市场上现有拖地机器人3.1目前市场智能扫地机器人现状随着行为发展到最高程度的自动化，用简单的真空吸尘器打扫房子可能会很棘手。自2002年第一台扫地机器人上市以来，扫地机器人的功能和选择呈指数级增长。事实上，许多先进的扫地机器人现在已经是第六代了。市场上常见的扫地机器人的功能都比较单一，只能清扫灰尘和小型垃圾，大一点的垃圾无法进行清扫，并且污渍并不能够得到清洁。扫地机器人优缺点有哪些？其优势是它能直接代替手工清洗，对一些关节不是很好的老人或者行动不方便的人来说，清洁不到的地方就可以使用它，比方说沙发和床下面。但是也有劣势，如果它一旦进入一个角落就难以摆脱出去，还有就是较大的物体清理不到，比方说纸球，泡沫块等无法清理，甚至会在运行时发出声音。3.2市场上现有的智能扫地机器人目前市场上在售的扫地机器人只由扫地这一单一的功能，种类单一，且价格昂贵。然而本课题设计的智能拖地机器人不仅可以扫地，还可以拖地，并且有多种模式可以先择，智能化方面将其设计为一键化。因此本课题设计的这款智能全面清洁地面机器人在实用性和方便性方面具有很大的优势，可以给人们带来更舒适的使用体验。市场上常见的扫地机器人的功能都比较单一，只能清扫灰尘和小型垃圾，大一点的垃圾无法进行清扫，并且污渍并不能够得到清洁。大数据公司此前的一份报告显示，2021年扫地机器人市场规模约为110亿元，同比增长21.7%。阅读新文章自清洁扫地拖地机器人G10S上市，性能和价格较上一代有明显提升。据业内专家介绍2021年全渠道清洁家电零售额将达到309亿元，同比增长28.9%。零售量为2980万台，从品类占比来看，每年增长2.6%。扫地机器人占比38.8%，是槽式清扫中最大的子品类。平均体积和成本在过去一年呈指数级增长，2022年智能扫地机器人市场竞争将愈演愈烈。而核心技术和智能将成为抢占市场的最重要砝码，比如2022年春季刚刚发布的G10S系列，这款机器人基站已经全面开发，具备五项功能：自动搓自动集尘自动换水和基站的自清洁而且遥遥领先——模块化基站外观还可以选择自动换水。另一方面，3D结构化主动光传感器和RGBCameraAssist还可以实现距离感应和识别的双重功能以及避免中断的能力它已被广泛更新。如今，市场上充斥着扫地机器人产品，创新不断。这在很大程度上是由不断变化的消费者偏好驱动的。除了尚未完全确定的研究问题和产品选择，四通科技总裁兼首席执行官常静总结道，行业短期竞争的关键因素仍然是产品的权力博弈。快速跟进或创新产品推荐。市场不能忽视领先的制造商。例如，在产品周期的新阶段，G10S系列不仅技术先进。如果诚信和创新是科技行业永恒精神的核心，也获得了“2022红点设计奖”。技术进步和产品方向也是扫地机器人厂商的研究课题。面向普通消费者购买智能家居产品是为了让生活“更轻松”，家务也不例外。这需要一个标准的扫地拖地机器人来实现。至少是“多任务机器”，例如规划避障系统清洁效率自洁能力甚至兼容多种环境但实际上上面的两三个功能是极其少见的。他们还远未完全放手。而现在，随着新型自清洁机器人G10S的推出，您只需按一个按钮，即可从简单的拖地拖地切换到高级自动装桶。基站拖地/自清洁直到积累自洁，一切都可以独立完成。最近的行业调查奥维云数据显示，在去年中国畅销机型TOP50中，高端自清洁机器人销量成倍增长。3,000多种定价产品（主要是自清洁产品）的销售额同时分别增长了283%和277%。今年一月国内前四大品牌的自洁产品销量占比分别为49%和71%。今天，市场上不断充斥着机器人产品和创新。它主要通过更改用户设置来工作。除了尚未充分考虑的研究问题和产品选型外，四通科技总裁兼CEO常静总结道，行业短期竞争的关键因素仍然是产品力博弈。立即跟进或推荐创新产品。市场不能忽视大厂，比如G10S系列在这个产品周期的新阶段不仅技术进步。如果诚实和创新是科技行业永恒精神的核心。它还获得了2022年红点设计奖，技术进步和产品定位也是机器人制造商的研究课题。购买智能家居产品是为了让普通消费者的生活“更轻松”。家务也不例外。需要一个标准的扫地和拖地机器人。至少它是“多任务机器”，例如规划避障系统清洁效率自洁能力甚至适应各种环境但实际上上面的两三个功能太少了。他们离完全戒烟还很远，现在，有了新的G10S自清洁机器人，您只需按一下按钮，就可以从简单的拖地切换到高级的自动预订。自清洁在基站拖地/自清洁组件完成之前，独立完成所有工作。AllviewCloud最近的一项行业调查显示了高端自清洁机器人的销售情况。这是中国最畅销的50款车型之一在过去的一年里，它增长迅速。今年1月，3,000多种产品（主要是自清洁产品）的销售额分别增长了283%和277%。国内四大品牌的自洁产品销售额分别为49%和71%。其中，科沃斯是中国扫地机器人龙头企业，2019年科沃斯扫地机器人市场占有率达到49.4%，米家扫地机器人紧随其后，市场占有率为12.0%，石块扫地机市场份额排名第三11.1%，扫地机器人流量依然偏低。虽然目前扫地机器人的销售和销售都处于发展阶段。但扫地机器人市场尚未产生强劲需求。消费者的普遍感受是华创证券数据显示，我国家庭数约为4.7亿（根据“2019中国”按华创证券周转周期计算）3年保洁机器人产品（3年累计零售约1449万台）单位）。根据2018年度统计书，我国平均有3.0户，总人口13.96亿人，与美国相比，全市有8.31亿人（约占5%）。这是改进的空间。还有空间扫地机器人的进入率还有很大的提升空间。机器人吸尘器它之所以被称为明日产品，是因为它不是传统的高需求产品，也不是流行的科技游戏，中国还处于发展初期。低电流渗透率而且这个行业还有翻倍的空间。据欧睿预测，2024年我家扫地机器人的零售额和零售额将分别达到724万台和129亿元人民币，合计增长率为5.9%和10.0%（2019-2024年）。）目前，我国扫地机器人行业的进入率比较低。以目前美国市场渗透率（12.5%）、机器人行业年均销量来看，清洁机器人产品首先在城市家庭（即2.8亿城市家庭）普及，我国的清洁电机预计将达到1155万台（假设更新周期为3年），我国内清洁机器人行业年均销量预计达到2771万台。目前市场上的三款智能扫地机器人对比，如下：科沃斯售价85888，与其低收入9系计划产品DR92A相关，可通过领先的技术实现全家巡航测绘，并根据预定的家庭地图自动清除“鞠躬”计划。与德宝9系规划产品相关，基于DR92A实现APP可视化控制，采用智能车队技术，懂布局。地图由LDSLeaderRange绘制，地图绘制过程实时传输到APP，APP可以控制指定区域的指定功能。LDS领导者用于360度房屋平面图扫描，识别家庭环境。障碍物距离确定和实时房屋地图绘制昂贵且难以使用。图3.1科沃斯DR92A智能扫地机器人米家，2999-5999，价格相对比另外两种便宜，是属于一款生态链接的扫地机器人，但是需要每次更换抹布，对于当代年轻人来说，都喜欢居住在复式小公寓等，地面空间狭小并且杂乱，这样的小户型就不适用于这样的扫地机器人了。图3.2小米智能家居扫地机器人美的，3999-4999，美的是属于国产电气的大巨头，美的智能拖地机器人是美的智能清洁家电产品，能满足全面清扫灰尘和远程清洁等需求。却也因为主动避障功能设计不全面，清洁力不足，得不到很好的购买力。3.3清理方式的两大分类目前市面上智能拖地机器人的主要清洁方式分为两种：直吸式：直吸式扫地机器人的清扫方式就是通过吸力将地面的微小颗粒以及碎屑等小型垃圾吸入，从而达到清洁地面的效果，它的优势是对于微小颗粒和碎屑垃圾的清理能力很强，不易缠绕毛发，并且吸力大的扫地机器人还可以将吸头两侧的小垃圾也吸入机身，减少清洁盲点。当然存在的劣势是清理灰尘的能力不足。2、滚刷式:滚刷式扫地机器人的清扫方式是通过滚刷滚动的摩擦力和机器的吸力将滚刷接触到的垃圾清理掉，跟干拖把扫地有点类似，再加上垃圾能被吸走，清洁效率还是不错的。它的优点是清理灰尘和较大垃圾的能力比直吸式更强，噪音较低。它的缺点：容易出现毛发缠绕的现象，需要及时清理，但通过一定的技术能达到减轻毛发缠绕的状况。3.3本章小结本章对智能机器人的目前市场状况进行了分析，对目前上存在的大品牌进行了对比分析，得出了一些结论，又对智能机器人目前存在的两种清洁方式进行了介绍。第四章基于三维建模软件下进行的建模以及装配4.1使用solidworks/AutoCAD软件对设计进行建模及装配概述本设计的智能清洁扫地机器人外形采用圆柱形，控制机身的高度，可以有效地避免在狭小的空间内被卡住，提高机器的工作的范围和工作效率。总体分为清扫机构，拖地机构，行走机构，感应装置，控制机构五个组成部分。不仅可以完成基本的清洁功能，还可以有拖地功能，并且开口较大，还可以清洁较大的垃圾，并且地面的污渍也能够得到清洁，并且有多种模式可以，机器设计的也很智能化、人性化，能够极大的减少使用者在地面清洁方面所花费的时间。机器稳定性高、清洁程度高、智能化程度高、功能齐全。使用者只需要选择工作模式即可，机器可以自动进行工作，并且目前本产品包含了单扫地、单拖地、扫托共用这三种模式，能够更好的完成家庭中的清洁工作。使用solidworks对其进行了三维建模，装配后的图形渲染后如图4.1所示，图4.1智能清洁机器人渲染示意图4.2使用solidworks对零件进行设计对其中的部分主要机构进行了建模展示，运用solidworks软件对部分零件进行建模图如下：图4.2旋转扫把展示图4.3吸尘器展示图4.4垃圾存储结构图4.5电机盒图4.6储水结构.图4.8拖地结构图4.9拖地升降结构图4.10驱动轮结构图4.11万向轮结构4.3运用solidworks/CAD对零件进行装配运用solidworks对零件进行装配，如图4.12所示：图4.13智能机器人总装三维图示意图4.4运用solidworks/CAD对零件进行二维图设计对于以上的装配结果，又对该设计运用CAD进行了二维设计，如下图：图4.13智能机器人总装二维图示意图图4.14智能机器人缸体二维图示意图图4.15智能机器人水箱装配体二维图示意图4.5本章小结本章对soildworks与CAD进行了简单的介绍,使用该软件对本课题设计的智能拖地一体式机器人进行了三维建模与二维设计，展示了渲染后的整体建模图形，分别展示了各个机构部分的示意图，更好更清晰的看到整体的结构。第五章设备的机械结构方案的评价和分析5.1结构设计的社会影响分析针对我国目前的发展形势许多城市的能源基础设施不合理，95%以上的建筑根本达不到能效标准。并释放大量废水、垃圾、二氧化硫。，套房，氮氧化物对环境造成了严重的破坏，污染已成为社会的巨大能源负担。该设计基于可持续发展原则，并使用完全可再生能源。它被列为我国可持续发展的关键问题。它可以促进中国经济和环境保护的快速健康发展。并开发设计以解决能源问题让人们清楚地感受到它的严重性相比下资源的浪费让消费者可以选择更加节能环保的产品。树立节能环保意识为城市建设贡献力量为资源打好基础友好城市就业增长创造了广泛的产业条件。就业结构和就业机会显着改善并且对人口的影响相对较小充分平等利用土地资源，无社会公害；。5.2设备的健康及安全分析本课题设计的机器具有良好的稳定性和安全性，确保产品在一定的外部资源条件下实现其功能和效率，以确保在使用、研发和故障/缺陷预防过程中的“可靠性”。通过维护、保养、保护人员、产品和环境来维护和维护运行可靠性。减少安全事故发生的可能性减少或避免事故的影响机器稳定性高、清洁程度高、智能化程度高、功能齐全。使用者只需要选择工作模式即可，机器可以自动进行工作，并且目前本产品包含了单扫地、单拖地、扫托共用这三种模式，能够更好的完成家庭中的清洁工作。5.3设备的经济成本分析随着社会经济的发展，各个企业之间竞争非常激烈，由此，分析设计的成本是非常有必要的。该智能扫地机器人的主要由六大部分组成，即：旋转扫把、滚筒扫把、底座及外壳部分、电机、驱动轮、万向轮及通用零部件部分。对整个智能扫地清洁机器人进行一个合理的成本分析。其主要成本如表6.1所示。表5.1成本分析项目（零部件）数量成本（单价）/元合计备注旋转扫把24080小型吸尘器1190190电机1115115驱动轮23570万向轮16060外壳1200200底座1100100单片机1120120总计935本经济成本分析主要为参考意义，多个构件为了后期的维修所以都留有余量。5.4本章小结本章阐释了该设计对于社会影响性、可持续发展进行了分析，对于市场上种类繁多的产品，对本产品进行了成本分析。参考文献【1】基于多超声波传感器的自主移动机器人探测系统[J].陈春林,陈宗海,卓睿.

测控技术.

2004(06)【2】自主移动机器人定位方法的研究现状[J].陈延国,于澎,高振东,张仁彦,王启龙.

应用科技.

2002(11)【3】超声探测系统在移动式智能机器人中的应用[J].汪云涛,鲍青山,王树国,蔡鹤皋.

哈尔滨工业大学学报.

1998(01)【4】智能扫地机器人系统设计[J].程丽霞.

机械工业标准化与质量.

2016(09)【5】家庭扫地机器人市场需求及发展趋势分析[J].袁佳炜,张新景,覃傲,谷芳.

科技资讯.

2019(19)【6】一种自动清扫机