智能吸尘器设计开题报告

 2022-10-23 14:44:14

1. 研究目的与意义

随着人们生活水平的不断提高,人们对生活质量的要求也越来越高,健康、舒适的家居环境越来越被更多的人所关注,买房、装修成为人们茶余饭后谈论的热点话题,但装修后又脏又累的卫生清扫工作,成为困扰家庭主妇的一大难题,所以吸尘器变得必不可少。

吸尘器是现在大多数家庭的居家必备的清洁工具,一般传统的清洁工具不能将家里隐藏的灰尘清扫干净,灰尘会从一处转移到另一处,一些墙角、窗帘后、床底、地毯等地方的灰尘都很难打扫干净,这个难题由吸尘器就可以得到解决。

本课题拟在优化设计一款小巧实用的家用智能吸尘器,根据产品的功能要求,做到全智能化,实现吸尘器功能的全自动,包括直线行走、转弯、爬坡,自动吸尘清扫,遇障碍物可以自动躲避,自动充电以及尘满检测等功能。

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2. 课题关键问题和重难点

本课题的关键问题是控制部分的设计,如何使用51单片机很好的控制传感器和电机;其次是结构方面的设计,如何使吸尘器的结构更加的合理;还有就是如何控制吸尘器的噪音,降低噪音;最后就是有关经济成本的控制,怎样降低智能吸尘器的成本。

难点: 1. 电路的硬件设计:用单片机实现各种控制功能,硬件的接口,及控制实现; 2. 超声波壁障电路的设计:实现吸尘器的壁障,利用超声波传感器,要设计超声波的发射和接受电路; 3. 电机驱动电路的设计:步进电机控制吸尘器运动,电路如何设计; 4. 吸尘器结构设计:结构设计如何更加合理,如何能节约成本; 5. 吸尘器电机如何设计:怎样设计电机可以控制噪音。

3. 国内外研究现状(文献综述)

智能吸尘器应用了自主吸尘机器人技术,自主吸尘机器人(Autonomous Cleaning Robot ,ACR)又称为清洁机器人或智能吸尘器,是移动式智能机器人进入家庭的一个典型应用。

其结合了机器人和吸尘器的核心技术,能在无人看守情况下轻松地完成实现家庭、宾馆、写字楼等室内环境的全自动清洁。

集机械学、电子技术、传感器技术、计算机技术、控制技术、机器人技术、人工智能等诸多学科为一体。

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4. 研究方案

1. 总体论证:经过对比思考,多功能吸尘器的驱动部分用两个四相步进电机以及相应的驱动机构组成的。

步进电机带动两驱动轮(后轮),从而推动吸尘器运动。

前轮不再采用传统的双轮结构,而采用了应用非常广泛的万向转轮这既降低了结构复杂度,又提高了转弯的灵活性。

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5. 工作计划

1、第1-3周与老师讨论,调研收集资料;阅读有关文献,掌握与课题相关的理论知识;完成开题报告初稿,交指导老师审查。

2、第4-6周总体方案的设计,出方案简图和初步计算数据;完善和完成开题报告。

3、第7-11周驱动系统技术设计,出各总成和分总成装配图,进行详细的设计计算。

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