2938家用智能清潔機(jī)器人-機(jī)械部分設(shè)計(jì)

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1、家用智能清潔機(jī)器人-機(jī)械部分設(shè)計(jì)第一章緒論1.1服務(wù)機(jī)器人概述自第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人問(wèn)世以來(lái)，機(jī)器人冇著突飛猛進(jìn)的發(fā)展。機(jī)器人在工業(yè)、W防和科學(xué)技術(shù)中H益廣泛的應(yīng)用，帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，也有力地推動(dòng)了冇關(guān)學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。服務(wù)機(jī)器人是一個(gè)新的機(jī)器人研究領(lǐng)域。作為正在發(fā)展新研究領(lǐng)域，服務(wù)機(jī)器人冇許多不同的定義，但它的最基本特征是提供服務(wù)。和工業(yè)機(jī)器人一樣，服務(wù)機(jī)器人基木上包括機(jī)器人的所有基木特性。它往往和人結(jié)合于同一工作環(huán)境中，這隱含著許多工業(yè)機(jī)器人沒(méi)冇的特性，如安全問(wèn)題、人機(jī)交互性、在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中的高度自治等。0前服務(wù)機(jī)器人成

2、功應(yīng)用的領(lǐng)域有雕刻，消防，清洗，醫(yī)療，焊接等等。從長(zhǎng)期來(lái)看，服務(wù)機(jī)器人的英勇數(shù)量將會(huì)超過(guò)工業(yè)機(jī)器人。1.1.1服務(wù)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)問(wèn)題機(jī)械系統(tǒng)是服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，是完成抓取對(duì)象實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)的機(jī)械部分。它與一般地機(jī)械系統(tǒng)相比，除要求較高的定位精度之外，還應(yīng)具有良好的動(dòng)態(tài)相應(yīng)特性。服務(wù)機(jī)器人可以是靜止或移動(dòng)的Y?臺(tái)。靜止平臺(tái)式服務(wù)機(jī)器人通常具冇手臂結(jié)構(gòu)它們能用于加油、飛機(jī)清洗和輔助殘疾人。這種手臂結(jié)構(gòu)的服務(wù)機(jī)器人也許會(huì)冇各種工業(yè)機(jī)器人的基本特點(diǎn)，也可能會(huì)冇移動(dòng)輪但它們不用于操縱機(jī)器人。通常的服務(wù)機(jī)器人是可移動(dòng)的，最典型的移

3、動(dòng)機(jī)器人是輪式結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也吋能冇其它方式移方式如步行爬行和飛行等，但它們僅僅用于不適合輪式機(jī)器人的環(huán)境中。1.1.2服務(wù)機(jī)器人的適用環(huán)境工業(yè)機(jī)器人所處的環(huán)境為制造環(huán)境，即所謂的“結(jié)構(gòu)化”環(huán)境，其環(huán)境信息往往處于非制造環(huán)境，即所謂的“非結(jié)構(gòu)化”環(huán)境，其環(huán)境信息往往是多義的、不完全的或不準(zhǔn)確的。服務(wù)機(jī)器人通常在非結(jié)構(gòu)化和比較復(fù)雜的環(huán)境中運(yùn)行也就是指辦公室、公共大樓、超市和家庭等。人和機(jī)器人通常共處在M—環(huán)境中丼且環(huán)境會(huì)出現(xiàn)預(yù)料之外的改變，如家具位置的隨意擺放、人的家用智能清潔機(jī)器人-機(jī)械部分設(shè)計(jì)第一章緒論1.1服務(wù)機(jī)器人概述自第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器

4、人問(wèn)世以來(lái)，機(jī)器人冇著突飛猛進(jìn)的發(fā)展。機(jī)器人在工業(yè)、W防和科學(xué)技術(shù)中H益廣泛的應(yīng)用，帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，也有力地推動(dòng)了冇關(guān)學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。服務(wù)機(jī)器人是一個(gè)新的機(jī)器人研究領(lǐng)域。作為正在發(fā)展新研究領(lǐng)域，服務(wù)機(jī)器人冇許多不同的定義，但它的最基本特征是提供服務(wù)。和工業(yè)機(jī)器人一樣，服務(wù)機(jī)器人基木上包括機(jī)器人的所有基木特性。它往往和人結(jié)合于同一工作環(huán)境中，這隱含著許多工業(yè)機(jī)器人沒(méi)冇的特性，如安全問(wèn)題、人機(jī)交互性、在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中的高度自治等。0前服務(wù)機(jī)器人成功應(yīng)用的領(lǐng)域有雕刻，消防，清洗，醫(yī)療，焊接等等。從長(zhǎng)期來(lái)看，服務(wù)機(jī)器人的英勇數(shù)

5、量將會(huì)超過(guò)工業(yè)機(jī)器人。1.1.1服務(wù)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)問(wèn)題機(jī)械系統(tǒng)是服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，是完成抓取對(duì)象實(shí)現(xiàn)所需運(yùn)動(dòng)的機(jī)械部分。它與一般地機(jī)械系統(tǒng)相比，除要求較高的定位精度之外，還應(yīng)具有良好的動(dòng)態(tài)相應(yīng)特性。服務(wù)機(jī)器人可以是靜止或移動(dòng)的Y?臺(tái)。靜止平臺(tái)式服務(wù)機(jī)器人通常具冇手臂結(jié)構(gòu)它們能用于加油、飛機(jī)清洗和輔助殘疾人。這種手臂結(jié)構(gòu)的服務(wù)機(jī)器人也許會(huì)冇各種工業(yè)機(jī)器人的基本特點(diǎn)，也可能會(huì)冇移動(dòng)輪但它們不用于操縱機(jī)器人。通常的服務(wù)機(jī)器人是可移動(dòng)的，最典型的移動(dòng)機(jī)器人是輪式結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也吋能冇其它方式移方式如步行爬行和飛行等，但它們僅僅用

6、于不適合輪式機(jī)器人的環(huán)境中。1.1.2服務(wù)機(jī)器人的適用環(huán)境工業(yè)機(jī)器人所處的環(huán)境為制造環(huán)境，即所謂的“結(jié)構(gòu)化”環(huán)境，其環(huán)境信息往往處于非制造環(huán)境，即所謂的“非結(jié)構(gòu)化”環(huán)境，其環(huán)境信息往往是多義的、不完全的或不準(zhǔn)確的。服務(wù)機(jī)器人通常在非結(jié)構(gòu)化和比較復(fù)雜的環(huán)境中運(yùn)行也就是指辦公室、公共大樓、超市和家庭等。人和機(jī)器人通常共處在M—環(huán)境中丼且環(huán)境會(huì)出現(xiàn)預(yù)料之外的改變，如家具位置的隨意擺放、人的隨意走動(dòng)等因而服務(wù)機(jī)器人必須能a我管理和處理環(huán)境中的一切。機(jī)器人設(shè)計(jì)人員必須能安全地假設(shè)許多環(huán)境模型來(lái)彌補(bǔ)現(xiàn)存環(huán)境感知技術(shù)的缺點(diǎn)。服務(wù)機(jī)器人的最普通的任務(wù)是

7、減輕人類(lèi)的重復(fù)或危險(xiǎn)的勞動(dòng).如象運(yùn)輸、救援、檢杳、探險(xiǎn)等。服務(wù)機(jī)器人運(yùn)用于運(yùn)輸，如發(fā)送郵件、實(shí)驗(yàn)品和藥品：運(yùn)用于救援，如機(jī)器人能實(shí)施問(wèn)題點(diǎn)的勘察，發(fā)現(xiàn)入侵者和火災(zāi)報(bào)警：運(yùn)用于檢杳，如橋梁裂縫檢杳，核反應(yīng)堆射線(xiàn)檢測(cè)和化學(xué)泄漏檢測(cè)。這種類(lèi)型機(jī)器人需考慮它的機(jī)械移動(dòng)裝置、能量存儲(chǔ)、導(dǎo)航和避障。服務(wù)機(jī)器人在完成某項(xiàng)任務(wù)，它必須裝備執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)等，設(shè)計(jì)人員必須考慮機(jī)器人怎樣探測(cè)和操縱目標(biāo)，怎樣執(zhí)行和控制系統(tǒng)的交互，需多少能量才能完成任務(wù)等，因而機(jī)器人很容易變得復(fù)雜，這是這類(lèi)機(jī)器人快速發(fā)展的主耍原因。一個(gè)特別適宜服務(wù)機(jī)器人完成的工作是清潔任務(wù)

8、，主要包括室內(nèi)地血的吸塵、公共建筑物內(nèi)的清掃和大建筑物外墻的清洗。智能吸塵器需較大的功率考慮到它能在床和椅子卜*移動(dòng)它形狀不能太大，合理的路徑規(guī)劃避障和能耗是智能吸塵器的主要技術(shù)問(wèn)題。1.1.3服務(wù)機(jī)器人的