【清洁机器人的扫地机构概述2000字】

清洁机器人的扫地机构概述合肥工业大学的陈伟安[8]等人对清洁机器人的清扫机构进行了研究。其述清洁型工业机器人主要由各种清洁机械部件组成的整体结构及其它的控制功能体系部分组成。机械工具结构主要由头的往复式传动机构、拖把机和头往复运动控制机构、稳定式机械传动控制机构等部分组成;其中一种头的往复运动机构位置是专门主要用来用于实现一台飞行器的往复旋转和进行往复运动时的方向切换;拖把机和头的往复运动机构是主要用来专门实现对一台拖把机的头本身进行往复旋转;稳定的传动机构位置能够有效防止机械工具在飞行机器上落时发生剧烈晃动、滑移、颠簸或严重翻倒,对整个机械工具结构起到一种支撑性的保护作用。往复式机构[9],驱动电动机用传送机构与启动机连接，驱动齿轮往复运动。驱动齿轮，连杆和主驱动齿轮一起形成曲柄连杆装置。有急回特性,可以为拖地动作增加输出力,并缩短回程时间,提高工作效率,利于打扫功能的实现。传送带能够实现一级带轮、二级带轮和三级带轮的同步运动(包括传送带、一级带轮、二级带轮和三级带轮的原理相同);一级从动齿轮、二级从动齿轮、三级从动齿轮带动齿条实现往复运动,从而实现一种仿人式的来回反复的拖地动作,对地面污渍进行多次清洁。其往复机构如图1.5所示。图1.5往复机构1驱动齿轮，2连杆，3一级从动齿轮，11驱动齿轮，12连杆，13一级从动齿轮拖把运动机构：为了实现拖把对地面的清扫，拖把运动由上下和前后两部分运动组成，上下运动由转向器驱动，前后运动由驱动齿轮、连杆和一级从动齿轮组成的曲柄连杆机构实现。当拖把头在电机的驱动下旋转时，便可以实现对地面顽固污渍的清洁功能。拖把机构如图1.6所示。图1.6拖把头机构稳定机构：稳定机构功能主要是为了防止拖地过程中机器的晃动、滑移、倾覆或翻倒，通过支撑推杆的收缩，带动支撑连杆的旋转，使得吸盘与地面接触，为整个机构起到一个支撑的作用。稳定机构如图1.7所示。图1.7稳定机构江苏美的清洁电器股份有限公司郭辉等人[10]对清洁机器人地毯除尘性能影响因素进行研究。地毯除尘过程主要分为两个部分：将灰尘从地毯上脱离附着（脱附）；将脱附的灰转移进集尘器（输送）。灰尘需被施加作用力才能从地毯脱附。吸尘器中对地面物体施加作用力有两个途径：一是机械作用力，主要依靠滚刷旋转带动刷毛提供；二是流体作用力，主要依靠气流吹动。对于清洁机器人来说，风机功率在100W以下，无法提供如手持机般上百瓦的吸力，因此流体作用力较小，脱附过程主要依靠滚刷机械作用力。刷毛随滚刷旋转时，会与地毯毛接触、刮擦，将附着其上的灰尘直接清除。该过程中刷毛也受地毯反作用力弯曲变形，侵入地毯的深度减小，使得传递到地毯毛和灰尘的力减小，降低脱附效果。刷毛变形程度与刷毛刚度直接相关，刚度越大，除尘过程中的变形量越小。刷毛与灰尘作用力也受刷毛运动的速度影响。地毯毛与高度运动的滚刷刷毛接触瞬时会被带动加速。刷毛速度越大，地毯毛受到的加速度也越大，地毯毛上灰尘由于惯性更容易被抖落。若刷毛与灰尘直接接触，灰尘也会受到更大的加速力而更容易脱离地毯毛。同时，由于刷毛是被滚刷带动做循环转动，转速越大，单位时间内与地毯毛和灰尘施加机械力的次数更多，有利于清除灰尘。刷毛可插入地毯毛中一定深度。插入深度越大，可接触的地毯毛长越多，清洁效率越高。因此刷毛对地毯的侵入深度也是影响除尘性能的一个重要因素。脱附的灰尘除了被输送进集尘器外，剩余部分随滚刷旋转后又落回地面，使得进入集尘器的灰尘偏少，降低了清洁机器人除尘性能。清洁机器人滚刷较长，圆形扫地机一般为15～20cm，D形扫地机一般为20cm以上。而滚刷腔内吸口宽度一般小于滚刷长度的一半。因此在滚刷末端脱附的灰尘由于距离吸口较远，无法全部被吸进吸口，而被滚刷带动旋转后又落回地面，使得除尘效率降低。那么第一种提升除尘效率的方法就是增加毛刷刚度。不同于地板除尘只需刷毛擦拭地板表面，地毯除尘除擦拭外还需刷毛进入地毯内部刷出内部深层灰尘。过软的刷毛极易变形，无法侵入地毯内部。因此需要刷毛具有一定的刚度。理论上刷毛刚度越大，越不易变形，可进入地毯内部与毯毛摩擦去除灰尘。参考文献[1]赵航,刘玉梅,卜春光,李艳杰,刘博.清洁机器人的发展现状及展望[J].信息与电脑(理论版),2016(12):167-168.[2]苏健.清洁机器人硬件与软件设计[J].科技风,2021,(02):5-6.[3]刘隆盛,刘小虎.基于3D打印的小型家用清洁机器人设计[J].新余学院学报,2019,24(03):152-156.[4]赵文才,闻七男,王欣崎,吴凡,蔡金易.轮腿交互变换式行走机器人运动学分析[J].机械工程与自动化,2017(03):157-160.[5]肖佳涛,雷泽勇,覃倩倩.移动机器人行走机构[J].机械工程师,2018(02):95-97.[6]冯书鹏,王明娣.清洁机器人自适应越障机构的设计及其应用研究[J].机械传动,2018,42(11):173-176.[7]程丽霞.智能清洁机器人系统设计[J].机械工业标准化与质量,2016(09):27-29.[8]陈伟安,李明贤,徐东镇,黄俊,周建平,刘然.一种智能拖地机器人设计与研究[J].机械,2019,46(06):66-70.[9]柴剑.智能清洁机器人技术的研究与实现[D