王诗艺--5.6本科毕业论文（设计）开题报告.doc
大连大学-手推式地面清洁机(三维SW2010）带机械图
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大连大学-手推式地面清洁机(三维SW2010）带机械图,大连,大学,手推式,地面,清洁,三维,SW2010,机械
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5.6大 连 大 学本科毕业论文(设计)开题报告论 文 题 目：手推式地面清洁机设计 学 院： 机械工程学院 专 业 、班 级： 机 英135 班 学 生 姓 名： 王 诗 艺 指导教师（职称）： 张 立 2016年 12 月 1 日填毕业论文（设计）开题报告要求开题报告既是规范本科生毕业论文工作的重要环节，又是完成高质量毕业论文（设计）的有效保证。为了使这项工作规范化和制度化，特制定本要求。一、选题依据1.论文（设计）题目及研究领域；2.论文（设计）工作的理论意义和应用价值；3.目前研究的概况和发展趋势。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题；2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）；3.本论文（设计）预期取得的成果。三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；2.论文（设计）进度计划。四、文献查阅及文献综述学生应根据所在学院及指导教师的要求阅读一定量的文献资料，并在此基础上通过分析、研究、综合，形成文献综述。必要时应在调研、实验或实习的基础上递交相关的报告。综述或报告作为开题报告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通顺，较全面地反映出本课题的研究背景或前期工作基础。五、其他要求1.开题报告应在毕业论文（设计）工作开始后的前四周内完成；2.开题报告必须经学院教学指导委员会审查通过；3.开题报告不合格或没有做开题报告的学生，须重做或补做合格后，方能继续论文（设计）工作，否则不允许参加答辩；4.开题报告通过后，原则上不允许更换论文题目或指导教师；5.开题报告的内容，要求打印并装订成册（部分专业可根据需要手写在统一纸张上，但封面需按统一格式打印）。一、选题依据1论文（设计）题目手推式地面清洁机设计2研究领域机械设计3论文（设计）工作的理论意义和应用价值理论意义: 传统的地面清洁是一项比较繁重的工作，一般都会经过“清扫吸尘拖地”三个环节，需要耗费较多的人力和时间。目前正在研究的一些智能清洁装置，由于瞄准的都是高端家用市场，其制造、使用以及维护的成本较高，难以推广应用，而且在市场上已经推广应用的清洁装置往往功能单一，效率较低，在使用时存在一定的局限性。 应用价值：目前，各式各样的手推式地面清洁机越来越多应用于人们的生活中，从事着与人们生活息息相关的服务工作，极大地提高和改善了人们的生活质量。室内智能地面清洁机就是在这种背景下诞生的一种家庭服务机器。在分析已有清洁器械的基础上，自主研制一种专门用于地面清洁的多功能高效清洁机，其集合了碎屑垃圾清扫，尘埃颗粒，地面污渍擦洗三大功能，巧妙的将传统的“清扫吸尘拖地”三个环节合为一体，效率高，效果好，能够减轻清洁工作的劳动强度，弥补了目前市场上清洁装置不能一步完成清洁的不足，具有一定的使用价值和应用前景。4目前研究的概况和发展趋势国外： RC3000是世界上第一台能够自行完成所有家庭地面清洁工作的清洁机器人，它有光电传感器和芯片控制，当遇到障碍时，会随机改变一个角度，然后继续直走，直到遇到新的障碍物。后经过多年的发展，出现两个分支：一是以欧美品牌为主的“技术流”，强调智能清洁机的智能程度；二是以智能吸尘器新兴国家日、韩、台湾为主的“实用流”，强调智能清洁机的实际清洁效果。大致可分为三类： 1） 手推式无动力扫地机 ； 2） 工业型清洁机； 3） 家用电动扫地机、吸尘器等。 国内：在国内，各大科研机构和高等院校也都开始自动清扫机的研究。哈尔滨工业大学于20世纪90年代开始致力于这方面的研究，与香港中文大学合作，联合研制开发出一种全方位移动清扫机器人。浙江大学于1999年初对智能机器人进行研究，两年后便成功研制出国内第一个具有初步智能的自主吸尘机器人。虽然我国研制出的清扫机在品种规格上和使用性能上已基本能满足国内各种需求，但是国产产品存在外形单调、功能单一、操作不方便、清扫效率低等问题。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题（1）运动部件的设计及校核，完成扫地、洒水、洗地、擦地、吸水、干地等各项功能（2）动力部件的设计及电动机的选择（3）万向轮的设计计算及校核（4）主轴的设计计算及轴承的选择与校核2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）（1）论文写作大纲1) 整理阅读相关资料书籍2) 确定总体结构方案的设计3) 进行材料的选择4) 驱动机构的电动机类型5) 动力部件的选择及设计6) 清洗装置盘刷和滚刷的设计7) 万向轮的设计8) 确定支架结构及尺寸9) 产品整体分析，评估其稳定性及可行性（2）设计思路根据手推式洗地机清洗作业的要求，机器人首先必须具备清洗作业功能和控制功能，此外手推式洗地机还必须在地面进行和移动。 主机主要由箱体，支撑架，防护罩，刷子，电机，齿轮传动系统等组成。使刷子压紧，产生一定的清洗压力，通过电机带动刷子转动，达到清洗的目的。 主机有一悬吊支撑架，其外侧与悬吊系统相连，可调系统安装在悬吊支撑架背后，系统可通过调节螺旋浆转速控制清洗力，悬吊支撑架通过一圆导轨和箱体（其上安装两盘两滚）相连，所有的清洗装置均安装在该箱体上，清洗系统由固定在悬吊支撑架上的步进电机通过齿轮传动系统执行以90为单位的转动动作以实现横洗和纵洗的转换。箱体上有两个圆盘形清洗刷，盘刷底部都有十二个清洗液喷射孔，另有两圆柱形滚刷，在其行走前方有清水喷射孔，并安装一软质刮水板，以使清洗过的部位快速风干并避免留下来的清洗液腐蚀地面。箱体上还有一电机通过锥形齿轮将转动传到其中一个盘型清洗刷上，再通过齿轮传动系统将转动传递给另一盘刷，所以两盘刷转动方向相反，可以达到更好的清洗效果，圆柱形滚刷是由电机尾部的轴通过V带驱动的。在悬吊支撑架上有防护罩，防止清洗液四溅。3.本论文（设计）预期取得的成果首先，在作品设计完成的基础上完善工程图，保证其能够批量生产以及能够在一个成人的操作下适应各种环境完成清洁工作，其次，大大地减轻清洁工作的劳动强度，效率高。最终成品能够得到人们的认可及广泛使用。三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；（1）技术路线1） 前期查阅各种资料，了解国内外多功能清扫机的研究现状与成果。2） 运用数学分析法和调查法对行走机构进行总体设计及其各子机构的功能总体设计。3） 通过计算和调查确定驱动机构的电动机类型4） 通过对自动清扫机器人运作环境的分析和调查设计合理的运行方案和行走方式。5） 根据对前期分析计算的总结，设计合理的行走机构的零件尺寸。6） 最终通过CAD和solidworks来展示装配图和零件图。（2）设计参数要求清洁面积在500-3000平方米。工作效率2600m2/H,各运动部件的设计完成扫地、洒水、洗地、擦地、吸水、干地等各项功能。考虑到采用人工推的方式进行，外形尺寸不适合做的太大，这样人操作起来很费力，暂定外形尺寸为：1200X1800X12002.论文（设计）进度计划论文题目：手推式地面清洁机设计第1周：了解题目研究的主要内容和设计路线，查阅有关文献第2周：查阅文献、阅读文献第3周：阅读文献并完成外文文献翻译第4周：撰写文献综述并完成开题报告第5周：总体结构的设计，各子机构的功能总体设计，绘制二维总装配图草图第6周：带传动系统设计，以完成扫地、洒水、洗地、擦地、吸水、干地等各项功能第7周：主轴的设计计算和轴承的选择与校核第8周：动力部件的选择及设计第9周：万向轮的设计计算及校核，并绘制二维三维工程图第10周：车架部件的设计，绘制二维工程图草图第11周：修改并完成二维总装配图第12周：修改并完成各部件二维工程图第13周：绘制一个部件的三维装配图，并做爆炸视图和动画演示第14周：撰写设计说明书第15周：提交论文、图纸、查重报告四、需要阅读的参考文献1徐宁，吴三迭.国内吸扫式扫路车技术发展综述J.专用汽车，2010.25（6）：38-46.2成大先主编.机械设计手册（第五版）M.北京：化学工业出版社，2008.33赖杰民，纯扫式扫路车的技术改进厦实用效果 J.筑路机械与施工机械化，2009,16（4）:39-414顾晓勤，刘申全主编.工程力学M. 北京：机械工业出版社，2006.15高学山,徐殿国,王炎等.全方位地面移动清扫机器人J.机械工程学报,2008,44(3):228-233.6曾岑,陈进,蒋玉杰. 智能型室内清洁机器人的研究和发展探析J. 机械制造,2008,10:63-67.7周小军,孟亮,阳辉等.多功能高效清洁机的研制J.实验室科学, 2013,16(4):171-173,179.8王丽,韩倩倩,宋章英等.手推式微型清扫机的设计说明J.科技致富向导,2012,(12):13-14.9郑德亮,宋志刚,张东银等.走廊清扫机方案设计J.现代制造技术与装备,2012,(1):27-29.10吴兵.保洁工具设计的源流及发展D. 吉林大学 200911Ansel C, Ugural. California Institute of TechnologyJ. Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 2000, (04):12-15.12 Yifeng Zhang and Shujuan Yi (College of Engineering,Heilongjiang Bayi Agricultural University,Daqing163319,China). The Design of Electric Control and Data Acquisition System for Cleaning DeviceA. 东北大学（Northeastern University, China）、 IEEE Industrial Electronics (IE) Chapter, Singapore、 IEEE Harbin Section Control Systems Society Chapter,China.Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）C.东北大学（Northeastern University, China）、 IEEE Industrial Electronics (IE) Chapter, Singapore、 IEEE Harbin Section Control Systems Society Chapter,China:,2011:5.13Chen W,Chen S,Wang L K,et al.A design of large space automatic cleaning robot with omni-directional wheelsC.2013 Internationa Conference on Fuzzy Theory and its Application.2013:140-145.14宋章军. 服务机器人的研究现状与发展趋势J. 集成技术,2012,03:1-9.15张凡,杨秀芝,李涛.一种清洁滑板车的设计J. 湖北理工学院学报,2013,01:13-16.16刘兴.普通带式输送机清扫装置使用分析J.煤矿机械,2002(11):56.17孙晓峰,李键,李晓鹏. 中国清洁生产现状及发展趋势探析J. 环境科学与管理,2010,11:185-188.18周盛荣.智能家庭清扫机器人的研究D.哈尔滨工业大学,2006.19王海东,王国栋,洪鹰. 基于AGV万向轮特性的动力学分析J. 机械设计,2015,04:96-100.附：文献综述或报告手推式地面清洁机设计文献综述1、前言 随着我国经济的快速发展和城市对环境卫生质量要求的不断提高，各地环卫部门也在不断提高城市道路清扫作业机械化的程度。我国清扫车行业历经数十年的发展，产品从单一的纯扫式发展到目前的多种型式；但目前我国清扫车的水平与国外发达国家相比，还存在一定的差距，特别是在产品的可靠性方面。为尽快提高我国清扫车的水平，缩小与发达国家清扫车的差距，满足对路面清扫作业的要求，清扫车生产企业应选择一个合适的扫路车研究方向1。随着社会的发展、进步，清扫设备已不再满足于单纯意义上的吸尘车；而是从多功能、环保、经济等方面提出更多的要求，来满足市场的各种需求。为适应市场需求，近年来，国内众多环卫车辆研究机构、生产厂家在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，加快了清扫车的资助研发和生产，推进了一大批各具特色、性能优良的清扫车。随着机电液一体化技术、数字化信息技术和自动控制技术的大量采用，我国清扫车的设计和制造水平与发达国家的差距在逐步缩小3。本设计采用的方法是理论设计与经验设计相结合的方案，所运用的资料来源广泛，内容充足。2、国内研究现状 手推式微型清扫机主要适用于车站、学校、广场等人流聚集，垃圾分布散乱的场所。在这些场所里常见一些环卫工人拿着扫把和簸箕进行清扫，其工作量大，清扫一次垃圾通常要走很多步，在行走不需要清扫时两只手都要提着清扫工具，这是一个十分耗力的过程，为了改善环卫工人这种耗力的清扫现状，笔者设计了手推式微型清扫机，它将扫把和垃圾收集装置科学的组合在一起，降低环卫工人不清扫时的体力消耗，也提高了清扫效率8。在国内，各大科研机构和高等院校也都开始自动地面清洁机 的研究。哈尔滨工业大学于20世纪90年代开始致力于这方面的研究，与香港中文大学合作，联合研制开发出一种全方位移动地面清洁机器人5。浙江大学于1999年初对智能机器人进行研究，两年后便成功研制出国内第一个具有初步智能的自主吸尘机器人7。虽然我国研制出的地面清洁机 在品种规格上和使用性能上已基本能满足国内各种需求，但是国产产品存在外形单调、功能单一、操作不方便、清洗效率低等问题14。3、国外研究现状新型刮板清扫装置在国外得到了广泛应用，它主要由金属刮板、弹性杆和转杆组成。多个金属刮板沿输送带宽度方向按棋盘形式布置。每个刮板分别通过弹性杆与转杆相连。转杆上可装扭转弹簧或者重锤, 以使刮板对输送带有一定的正压力。这种清扫装置比普通的刮板清扫装锻效果好16。众所周知, 只有刮板与输送带有较低的相对速度时, 才能达到最好的清扫效果。对于蓖子式刮板清扫装置来说, 其相对速度就等于输送带运行速度。行速度较低, 以保证刮板链与输送带有一定的、而且较低的相对速度。这种清扫装置, 用在3m/s以上的高带速下, 清扫强粘性物料效果较好。它的缺点是结构复杂、笨重。西德和美国使用一种的转刷式清扫装置。该装置的主要部件为转刷, 它由滚子和线束组成。线束一般由尼龙线制成, 它可以沿滚子轴向排列, 也可以呈螺旋线形排列。线束按螺旋线形排列时, 可减轻清扫物对转刷的污染, 并有利于清扫物的排出。转刷可由主动滚筒驱动, 也可单独设驱动动力16。德国 Kaercher 公司生产的RC3000是世界上第一台能够自主完成家庭地面打扫工作的清洁手推式自动地面清洁机5，如图1-1 所示， 图1-1 德国 Kaercher 公司生产的RC3000这款手推式自动地面清洁机的内部装有芯片控制系统以及光电传感器，一旦手推式自动地面清洁机在清洗过程中检测到杂物的存在，它就可以随机的改变行进的方向，继续进行打扫，一直到打扫工作彻底完成11。当电源电压不足时，它会自主地返回充电站进行充电。在这款手推式自动地面清洁机的内部一共设置了四种清洁程序，手推式自动地面清洁机会根据环境的不同来选择最合适的程序进行打扫12。在手推式自动地面清洁机的内部装有光敏传感器，当手推式自动地面清洁机打扫到距离楼梯或者台阶的边缘很近的时候，传感器就可以检测到楼梯和台阶的存在，然后手推式自动地面清洁机就会自动远离，这就避免了手推式自动地面清洁机可能发生的跌落以及因跌落造成的损伤。跟着经济的开展和社会进步，大家对生计质量的需要愈来愈高，交通快捷也越来越变成社会开展的迫切需要，高等级公路以空前的速度开展，路途的打扫和保洁也越来越遭到有关部分的注重，多年来构成的人工打扫的格式明显已不习惯中国高等级公路开展的客观需要，人工打扫粉尘飞扬，严峻影响清洗工人的身体安康，也不可避免的形成环境的二次污染：公路车辆的高速行进对清洗工人的生命安全形成潜在要挟，这就需要我有必要敏捷开展清扫机械，只要这样才干满意敏捷开展的高等级公路的客观需要，使大家日子在洁净安康的环境中，这也是人类二十一世纪高品质日子的必定需要。因而对中国地面清洁机概略和开发机型的讨论有着十分重要的含义16。从20世纪60时代中国研制出产路面打扫机械开端（指大型打扫机的研制），已有40多年的出产前史，可是中小型打扫机的研制开发则刚刚起步。有关于发达国家，中国地上打扫机在出售规划、技术水平、打扫作用等方面都存在必定的距离。跟着公共环境卫生、工厂清洗机械商场的迅猛开展，2005年之后，国内地上打扫机开端出现疾速开展的态势。但与国外比较，国内还停留在商场的初级开展期间14。中国已逐渐进入现代化社会，陈腐、落后的打扫办法及设备，已不能满意社会进步的需要。关于自动化洗地用具，大家常见的是马路上的洗地车，它能进行大面积大街打扫、作业功率高，并且节省人力。可是，小面积区域的打扫东西还首要沿袭传统手艺洗地东西：扫帚，作业功率低、打扫作用不行抱负、糟蹋人力资源。而作业功率高的省时省力的庞然大物洗地车在比方厂区、居住小区、机关、校园、医院、小街冷巷、走廊等场所，确是英雄无用武之地。跟着现代日子节奏的加速及居住面积的增大，家居地上的打扫作业也越来越深重，严峻搅扰了大家的日子。因而急需开发一种本钱低、节省人力物力、打扫作用杰出的习惯院子、小区、冷巷、走廊等小区域场所的小型打扫设备17。国内地面清洁机的开展阅历进程如下；第一期间，20世纪60时代，中国研制出纯扫式地面清洁机，因纯扫式地面清洁机有功用差、质量差、外观差，打扫作用差等缺点，加之又受限于其时中国的体系和其时城市环卫部分的经济状况，故只要少量大城市运用纯扫式地面清洁机。直至20世纪80时代末，建造部长沙建造机械研讨院规划出中国第一台吸扫式地面清洁机。它以其纯扫式地面清洁机无可比拼的优势，进入中国的大中城市。如今，在中国地面清洁机商场中，吸扫式地面清洁机占有率为95%以上18。第二期间，20世纪晚期，是中国地面清洁机开展最快的期间，地面清洁机的运用不但从大中城市扩展到小城市，高速公路，并且不少企业、居民小区也选用地面清洁机进行路面打扫。商场需要的敏捷胀大，各种类型和各种标准的吸扫式打扫车不断涌现。当前，中国地面清洁机大都为2t8t汽车底盘改装，这种地面清洁机转场速度快，合适于大面积、远距离打扫，常用于城市主干道、城乡结合部、高速公路的路面打扫作业。这些年，跟着地面清洁机商场的扩展，对地面清洁机的用户需要也在发生变化，中小全液压地面清洁机选用单台发动机传动，油耗低；行进无级变速，打扫作用好，打扫功率高；驾驶室视界好等长处，备受用户喜爱，格外对错城市大街和非公路地面清洁机用户。不少地面清洁机出产公司也开始了专用底盘的中小型全液压地面清洁机，多种标准的中小型全液压地面清洁机投放了商场。第三期间，2000年之后，国内路面打扫商场开端出现疾速开展的态势。长沙中标公司、天津洗地王公司等专业出产厂家，均获得了较好的开展势头17。当前，许多国家研制的清洗机器人应时而生。日本，美国，欧洲各大厂商竞相开发，有些商品乃至很超前。例如，有一种具有高效吸尘除灰功用的清洗机器人，可遥控也可自主运作，能转向，逃避障碍物，有很高的有
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