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扫地机器人驱动轮的构造如下:驱动轮组件包括有齿轮减速箱、行走驱动电机、拉伸弹簧、辅助固定盖板、行走驱动轮，辅助固定盖板位于驱动轮容置腔的下端开口处，且辅助固定盖板通过三个锁紧螺丝螺装紧固于机器人底壳，辅助固定盖板设置有朝上伸入至驱动轮容置腔内的辅助固定舌片，辅助固定舌片与辅助固定盖板为一体结构；行走驱动电机装设于齿轮减速箱外壳的前端部且行走驱动电机的动力输出轴与齿轮减速箱的减速输入轴连接，行走驱动轮位于齿轮减速箱外壳后端部的旁侧且行走驱动轮装设于齿轮减速箱的减速输出轴；齿轮减速箱位于驱动轮容置腔内且齿轮减速箱位于辅助固定盖板的上端侧，齿轮减速箱外壳的前端部设置有朝下凸出延伸的减速箱下端连接座、朝上凸出延伸的减速箱上端连接座，减速箱下端连接座通过枢轴与辅助固定舌片的上端部铰接，减速箱上端连接座设置有减速箱挂钩，机器人底壳于驱动轮容置腔的内壁设置有位于减速箱挂钩后端侧的底壳挂钩，拉伸弹簧位于减速箱挂钩与底壳挂钩之间，拉伸弹簧的前端部钩挂于减速箱挂钩，拉伸弹簧的后端部钩挂于底壳挂钩，拉伸弹簧朝后拉动齿轮减速箱的减速箱上端连接座，进而使得齿轮减速箱外壳的后端部朝下摆动，以使得行走驱动轮的下端部露出于驱动轮容置腔的下端开口
我的论文，基于STM32的多关节机器人设计，图文详细，绝对满足你的需求
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扫地机器人驱动轮，这就是机器的脚；万向轮，这是机器的方向导轮，起到调转方向的作用。
数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元。所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部提供覆盖整个家庭的智能化服务，包括数据通信、家庭娱乐和信息家电控制功能。 数字化家庭设计的一项主要内容是通信功能的实现，包括家庭与外界的通信及家庭内部相关设施之间的通信。从现在的发展来看，外部的通信主要通过宽带接入。intenet，而家庭内部的通信，笔者采用目前比较具有竞争力的蓝牙(bluetootlh)无线接入技术。 传统的数字化家庭采用pc进行总体控制，缺乏人性化。笔者根据人工情感的思想设计一种配备多种外部传感器的智能机器人，将此智能机器人视作家庭成员，通过它实现对数字化家庭的控制。 本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健方面的应用进行模型设计，在智能机器人与医疗仪器和控制pc的通信采用蓝牙技术。整个系统的成本较低，功能较为全面，扩展应用非常广阔，具有极大的市场潜力。2 智能机器人的总体设计 2．1 智能机器人的多传感器系统 机器人智能技术中最为重要的相关领域是机器人的多感觉系统和多传感信息的集成与融合[1]，统称为智能系统的硬件和软件部分。视觉、听觉、力觉、触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信息融合使用，可使机器人完成实时图像传输、语音识别、景物辨别、定位、自动避障、目标物探测等重要功能；给机器人加上相关的医疗模块(ccd、camera、立体麦克风、图像采集卡等)和专用医疗传感器部件，再加上医疗专家系统就可以实现医疗保健和远程医疗监护功能。智能机器人的多传感器系统框图如图1所示。 2．2 智能机器人控制系统 机器人控制系统包含2部分：一是上位机，一般采用pc，它完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务；二是下位机，一般采用多单片机系统或dsp等作为控制器的核心部件，完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理、语音识别和通信接口等功能。 如果采用多单片机系统作为下位机，每个处理器完成单一任务，通过信息交换和相互协调完成总体系统功能，但其在信号处理能力上明显有所欠缺。由于dsp擅长对信号的处理，而且对此智能机器人来说经常需要信号处理、图像处理和语音识别，所以采用dsp作为智能机器人控制系统的控制器[2]。 控制系统以dsp(tms320c54x)为核心部件，由蓝牙无线通信、gsm无线通信(支持gprs)、电机驱动、数字罗盘、感觉功能传感器(视觉和听觉等)、医疗传感器和多选一串口通信(rs-232)模块等组成，控制系统框图如图2所示。 (1)系统通过驱动电机和转向电机控制机器人的运动，转向电机利用数字罗盘的信息作为反馈量进行pid控制。 (2)采用爱立信(ericsson)公司的rokl01007型电路作为蓝牙无线通信模块，实现智能机器人与上位机pc的通信和与其他基于蓝牙模块的医疗保健仪器的通信。 (3)支持gprs的gsm无线通信模块支持数据、语音、短信息和传真服务，采用手机通信方式与远端医疗监控中心通信。 (4)由于tms320c54x只有1个串行口，而蓝牙模块、gsm无线模块、数字罗盘和视觉听觉等感觉功能传感器模块都是采用rs一232异步串行通信，所以必须设计1个多选一串口通信模块进行转换处理。当tms320c54x需要蓝牙无线通信模块的数据时通过电路选通；当t~ms320c54x需要某个传感器模块的数据时，关断上次无线通信模块的选通，同时选通该次传感器模块。这样，各个模块就完成了与1~ms320c54x的串口通信。3 主要医疗保健功能的实现 智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务： (1)医疗监护 通过集成有蓝牙模块的医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测，通过机器人的处理系统提供本地结果。 (2)远程诊断和会诊 通过机器人的视觉和听觉等感觉功能，将采集的视频、音频等数据结合各项生理参数数据传给远程医疗中心，由医疗中心的专家进行远程监控，结合医疗专家系统对家庭成员的健康状况进行会诊，即提供望(视频)、闻、问(音频)、切(各项生理参数)的服务[3]。 3．1机器人视觉与视频信号的传输 机器人采集的视频信号有2种作用：提供机器人视觉；将采集到的家庭成员的静态图像和动态画面传给远程医疗中心。 机器人视觉的作用是从3维环境图像中获得所需的信息并构造出环境对象的明确而有意义的描述。视觉包括3个过程： (1)图像获取。通过视觉传感器(立体影像的ccd camera)将3维环境图像转换为电信号。 (2)图像处理。图像到图像的变换，如特征提取。 (3)图像理解。在处理的基础上给出环境描述。 通过视频信号的传输，远程医疗中心的医生可以实时了解家庭成员的身体状况和精神状态。智能机器人根据医生的需要捕捉适合医疗保健和诊断需求的图像，有选择地传输高分辨率和低分辨率的图像。在医疗保健的过程中，对于图像传送有2种不同条件的需求： (1)医生观察家庭成员的皮肤、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的颜色时，需要传送静态高清晰度彩色图像；采用的方法是间隔一段时间(例如5分钟)传送1幅高清晰度静态图像。 (2)医生借助动态画面查看家庭成员的身体移动能力时，可以传送分辨率较低和尺寸较小的图像，采用的方法是进行合理的压缩和恢复以保证实时性。 3．2机器人听觉与音频信号的传输 机器人采集的音频信号也有2种作用：一是提供机器人听觉；二是借助于音频信号，家庭成员可以和医生进行沟通，医生可以了解家庭成员的健康状况和心态。音频信号的传输为医生对家庭成员进行医疗保健提供了语言交流的途径。 机器人听觉是语音识别技术，医疗保健智能机器人带有各种声交互系统，能够按照家庭成员的命令进行医疗测试和监护，还可以按照家庭成员的命令做家务、控制数字化家电和照看病人等。 声音的获取采用多个立体麦克风。由于声音的频率范围大约是300hz一3400hz，过高或过低频率的声音在一般情况下是不需要传输的，所以只用传送频率范围在1000hz-3000hz的声音，医生和家庭成员就可以进行正常的交流，从而可以降低传输音频信号所占用的带宽，再采用合适的通信音频压缩协议即可满足实时音频的要求。智能机器人的听觉系统如图3所示。3．3各项生理信息的采集与传输 传统检测设备通过有线方式连到人体上进行生理信息的采集，各种连线容易使病人心情紧张，从而导致检测到的数据不准确。使用蓝牙技术可以很好地解决这个问题，带有蓝牙模块的医疗微型传感器安置在家庭成员身上，尽量使其不对人体正常活动产生干扰，再通过蓝牙技术将采集的数据传输到接收设备并对其进行处理。 在智能机器人上安装1个带有蓝牙模块的探测器作为接收设备，各种医疗传感器将采集到的生理信息数据通过蓝牙模块传输到探测器，探测器有2种工作方式：一是将数据交给智能机器人处理，提供本地结果；二是与internet连接(也可以通过gsm无线模块直接发回)，通过将数据传输到远程医疗中心，达到医疗保健与远程监护的目的。视频和音频数据的传输也采用这种方式。智能机器人的数据传输系统如图4所示。 4 蓝牙模块的应用 4．1蓝牙技术概况 蓝牙技术[4]是用于替代电缆或连线的短距离无线通信技术。它的载波选用全球公用的2．4ghz(实际射频通道为f=2402 k×1mhz，k=0，1，2，…，78)ism频带，并采用跳频方式来扩展频带，跳频速率为1600跳/s。可得到79个1mhz带宽的信道。蓝牙设备采用gfsk调制技术，通信速率为1mbit/s，实际有效速率最高可达721kbit/s，通信距离为10m，发射功率为1mw；当发射功率为100mw时，通信距离可达100m，可以满足数字化家庭的需要。 4．2蓝牙模块 rokl01007型蓝牙模块[5]是爱立信公司推出的适合于短距离通信的无线基带模块。它的集成度高、功耗小(射频功率为1mw)，支持所有的蓝牙协议，可嵌入任何需要蓝牙功能的设备中。该模块包括基带控制器、无线收发器、闪存、电源管理模块和时钟5个功能模块，可提供高至hci(主机控制接口)层的功能。单个蓝牙模块的结构如图5所示。 4．3主，从设备硬件组成 蓝牙技术支持点到点ppp(point-t0-point pro-tocol)和点对多点的通信，用无线方式将若干蓝牙设备连接成1个微微网[6]。每个微微网由1个主设备(master)和若干个从设备(slave)组成，从设备最多为7台。主设备负责通信协议的动作，mac地址用3位来表示，即在1个微微网内可寻址8个设备(互联的设备数量实际是没有限制的，只不过在同一时刻只能激活8个，其中1个为主，7个为从)。从设备受控于主设备。所有设备单元均采用同一跳频序列。 将带有蓝牙模块的微型医疗传感器作为从设备，将智能机器人上的带有蓝牙模块的探测器作为主设备。主从设备的硬件主要包括天线单元、功率放大模块、蓝牙模块、嵌入式微处理器系统、接口电路及一些辅助电路。主设备是整个蓝牙的核心部分，要完成各种不同通信协议之间的转换和信息共享，以及同外部通信之间的数据交换功能，同时还负责对各个从设备的管理和控制。 5 结束语 随着社会的进步，经济的发展和人民生活水平的提高，越来越多的人需要家庭医疗保健服务。文中提出的应用于数字化家庭医疗保健服务的智能机器人系统的功能较为全面，且在家用智能机器人、基于蓝牙技术的智能家居和数字化医院等方面的拓展应用非常广阔，具有极大的市场潜力。 更多论文请到文秘杂烩网 采纳哦
扫地机器人在我的家庭当中，有一个很靠谱的成员，它就是---扫地机器人。这个扫地机器人的高度只有6厘米，直径有36厘米，它是圆形的。机器人的操作很简单，拿一个控制器按一下箭头朝上的按扭他就向前走；按一下箭头朝下的按扭，他就会往后退；按一下朝左的按扭，机器人的轮子就会往左转，再按一下箭头朝上的按扭他就会往左走……箭头朝哪就往哪个方向。他头上还有一个按扭，按下就能自动扫地了。当然，如果你需要，还可以预约定时工作，只是，别看它是扫地机器人，也有恼火罢工的时候，那肯定是它没电啦，这时它就会通常会默默地爬到充电处“自助加油”，背上的指示灯会告诉你完成情况：绿灯亮则电满，红灯亮恐怕是需要“医疗”了，如果黄灯亮，则说明它正在补充能量，如果什么灯都没有闪烁，哈哈，那就是要罢工啦。我家的扫地机器人可勤劳了。有一天，我出去玩，把打扫房间的任务交给了扫地机器人，临走时，在它的头顶上按一下，它就开始工作了。一会儿扫扫这，一会儿扫扫那，没有半点怨言。我还特意把房门关起来，以防机器人逃跑。等我回来时，房间里一尘不染。咦，可机器人不见了，我仔细的找，原来，那个机器人还待在床底下清扫呢。这就是我家的扫地机器人，一个勤劳的家伙。
扫地机器人构造如下：
本体：不同的厂商品牌设计，外型会有所不同。
充电电池：一般以镍氢电池为主，部分用锂电池，但用锂电池通常产品单价较高。每间厂商的电池充电时间与使用时间也有所差别。
充电座：能提供机器人吸尘器自行回家充电的地方。
集尘盒：与一般吸尘器纸袋方式不同，都备有集尘盒可收集灰尘。大致上分为两种：1.中央集尘盒2.置于后端集尘盒。
遥控器：控制机器人吸尘器用，也可由机身上控制。
扫地机器人的功能
1、简单好用：扫地机器人不会消耗太多的电量，用来打扫房间也比较安静，不会有多余的声音。用机器人打扫房间，按个开关按钮，就可以由着机器人去工作了，一段时间后，房间就变干净了。
2、清洁高效：扫地机器人不仅设计了用来清扫的滚刷，滚刷上还装有刮条，这样的设计不仅用来扫地更快，而且在清理一些比较柔软的垃圾，比如头发，纸条什么的清理的更干净，也不会发生头发缠机器人零件的情况出现，用来做清洁异常便捷。
3、全自动清扫：扫地机器人用于清扫非常智能，它自带的无人机核心技术既可以预防机器人和其他家电的碰撞，还能根据家里的环境预设地图，这样在打扫过一遍后，扫地机器人就能识别整个房间各个角落，之后再清扫房间快速高效，完全不需要人为的操作。
4、APP操控：APP已经出现在了生活里的角角落落，对于家电也是一样。如今的扫地机器人都可以通过APP进行操作，上班的时候直接通过APP操作扫地机器人，回家时家里就是明亮无尘的状态了。
5、识别功能：以前说起扫地机器人，似乎总会出现一种情况，扫地机器人被家里的某个角落卡住，暂时用不了。但这种情况对于现如今的扫地机器人来说已经很少发生了，如今的扫地机器人大都设置了强大的识别程序，这样一来就完全避免了被卡住的窘境。没电的时候扫地机器人还能给自己充电可以说相当智能了。
文章之中只要出现的一个我字，这个文章就废了。你介绍的是所有的扫地机器人，不是自己家
扫地机器人的特点和说明方法。
机械毕业论文格式范例 第一、构成项目 毕业论文包括以下内容： 封面、内容提要与关键词、目录、正文、注释、附录、参考文献。其中“附录”视具体情况安排，其余为必备项目。如果需要，可以在正文前加“引言”，在参考文献后加“后记”。 第二、各项目含义 （1）封面 封面由文头、论文标题、作者、学校名称、专业、年级、指导教师、日期等项内容组成。 （2）内容提要与关键词 内容提要是论文内容的概括性描述，应忠实于原文，字数控制在300字以内。关键词是从论文标题、内容提要或正文中提取的、能表现论文主题的、具有实质意义的词语，通常不超过7个。 （3）目录 列出论文正文的一二级标题名称及对应页码，附录、参考文献、后记等对应的页码。 （4）正文 正文是论文的主体部分，通常由绪论（引论）、本论、结论三个部分组成。这三部分在行文上可以不明确标示。 （5）.注释 对所创造的名词术语的解释或对引文出处的说明，注释采用脚注形式。 （6）附录 附属于正文，对正文起补充说明作用的信息材料，可以是文字、表格、图形等形式。 （7）参考文献 作者在写作过程中使用过的文章、著作名录。 4、毕业论文格式编排 第一、纸型、页边距及装订线 毕业论文一律用国家标准A4型纸（297mmX210mm）打印。页边距为：天头（上）30mm，地脚（下）25mm，订口（左）30mm，翻口（右）25mm。装订线在左边，距页边10mm。 第二、版式与用字 文字、图形一律从左至右横写横排，1.5倍行距。文字一律通栏编辑，使用规范的简化汉字。忌用繁体字、异体字等其他不规范字。 第三、论文各部分的编排式样及字体字号 （1）文头 封面顶部居中，小二号行楷，顶行，居中。固定内容为“成都中医药大学本科毕业论文”。 （2）论文标题 小一号黑体。文头居中，按小一号字体上空一行。（如果加论文副标题，则要求：小二号黑体，紧挨正标题下居中，文字前加破折号） 论文标题以下的行距为：固定值，40磅。 （3）作者、学院名称、专业、年级、指导教师、日期 项目名称用小三号黑体，后填写的内容处加下划线标明，8个汉字的长度，所填写的内容统一用三号楷体，各占一行，居中对齐。下空两行。 （4）内容提要及关键词 详细请参考： 我是中国机械加工网（ )站长，很高兴为您解答问题。
立式钻削中心主轴系统结构设计 论文编号:JX472 有设计图，论文字数:19933,页数:64 有开题报告，任务书 摘要 随着数控技术的发展，传统的立式钻床、铣床等设备并不能满足高加工精度，高加工效率，高速加工的加工要求。为此，在传统的立式钻床、铣床与新型数控机床技术的基础上，开发了以钻削为主，并兼有攻丝、铣削等功能，且备有刀库并能够自动更换刀具来对工件进行多工序加工的数控机床—钻削中心。 本文主要针对钻削中心的主轴系统进行设计。在本设计中，主轴调速取消了齿轮变速机构，而是由交流电动机来调速；主轴与电机轴之间采用多楔带传动；主轴内部刀具的自动夹紧，则采用了碟形弹簧与气压传动技术；主轴的垂直进给采用了半闭环伺服进给系统；主轴的支承采用了适应高刚度要求的轴承配置。 总之，通过对主轴系统的设计，使系统满足了钻削中心高效、高加工精度的要求。 关键词 数控技术 钻削中心 主轴系统 Abstract With the development of NC technology, the traditional vertical drilling, milling machine and other equipment and can not meet the high precision machining, Processing high-efficiency, high-speed machining requirements. Therefore, in the traditional vertical drilling machine, CNC milling machine and new technology on the basis of developing a drilling mainly, and both tapping, milling, and other functions, With cutting tool can automatically replace the multi-process workpiece machining CNC machine tools – Drilling Center. This paper is concerned with the drilling spindle system design. In this design, the spindle speed of the complete elimination of the variable speed gear, and a fully by the AC motor is to be achieved. Wedge Belt Drive is used between spindle and motor shaft. Internal spindle automatic tool clamping, the use of a disc spring with pressure transmission technology;The vertical axis feed using a semi-closed-loop servo control system; The supporting of spindle uses high stiffness requirements of the bearing arrangement. In short, through the spindle system design, allowing the system to meet the drilling center efficient, high-precision processing of the request. Keywords NC technology Drilling Center spindle system 目录 摘要I Abstract II 第1章 绪论 1 1.1数控技术发展状况及发展趋势 1 1.1.1概述 1 1.1.2数控技术国内外发展现状 2 1.1.3数控系统的发展趋势 2 1.2 课题研究的目的与意义 5 1.3设计方案的确定 6 第2章 钻削中心主轴部件结构设计 7 2.1 主轴的结构设计 7 2.1.1主轴的基本尺寸参数的确定 7 2.1.2主轴端部结构 8 2.1.3主轴刀具自动夹紧机构 9 2.1.4主轴的验算 11 2.1.5主轴材料和热处理的选择 15 2.2主轴传动的设计 16 2.2.1传动方式的选择 16 2.2.2多楔带带轮的设计计算 17 2.2.3多楔带的选择及带轮尺寸参数的确定 19 2.2.4传动件在主轴上的位置 20 2.2.5主轴电动机的选择 21 2.3主轴轴承 22 2.3.1主轴轴承的选用 22 2.3.2主轴轴承的配置 24 2.3.3滚动轴承调整和预紧方法 24 2.3.4主轴轴承的润滑 25 2.4碟形弹簧的计算 27 2.4.1钻削力分析 27 2.4.2碟形弹簧设计计算 29 2.4.3碟形弹簧的校核 31 2.5气缸的设计计算 33 2.5.1气缸的结构设计 33 2.5.2气动回路的选择 37 第3章 主轴进给系统的设计 39 3.1 概述 39 3.1.1伺服进给系统的组成 39 3.1.2伺服进给系统的类型 39 3.2 进给系统设计计算 41 3.2.1主要参数的设定 41 3.2.2切削力的估算 41 3.2.3滚珠丝杠副设计计算 42 3.2.4丝杠的校核 45 3.2.5选伺服系统和检测装置 47 3.2.6伺服电机计算 47 结论49 致谢50 参考文献 51 附录1 52 附录2 57 以上回答来自:
现如今，随着社会经济发展，机器人开始被广泛应用于各行各业中，替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动，能减轻人们的工作负担。下面是由我整理的工业机器人技术论文 范文 ，希望能对大家有所帮助！工业机器人技术论文范文篇一：《浅谈工业机器人在工业生产中的应用》 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。就工业机器人在工业生产中的应用进行探讨。 关键词：工业机器人 应用 工业 1 引言 工业机器人最早应用于汽车制造工业，常用于焊接，喷漆，上、下料和搬运。工业机器人延伸和扩大了人的手、足和大脑功能，它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作;代替人完成繁重、单调的重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。工业机器人与数控加工中心、自动搬运小车以及自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统，实现生产自动化。 2 工业机器人的主要运用 (1)恶劣工作环境及危险工作军事领域及核工业领域有些作业是有害于人体健康并危及生命，或不安全因素很大而不宜由人去做的作业，用工业机器人去做最合适。例如核工厂设备的检验和维修机器人，核工业上沸腾水式反应堆燃料自动交换机。 (2)特殊作业场合和极限作业火山探险、深海探密和空间探索等领域对于人类来说是力所不能及的，只有机器人才能进行作业。如航天飞机上用来回收卫星的操作臂;用于海底采矿和打捞的遥控海洋作业机器人。 (3)自动化生产领域早期的工业机器人在生产上主要用于机床上、下料，点焊和喷漆。用得最多的制造工业包括电机制造、汽车制造、塑料成形、通用机械制造和金属加工等工业。随着柔性自动化的出现，机器人在自动化生产领域扮演了更重要的角色。下面主要针对工业机器人在自动化生产领域的应用进行简单介绍。 2.1 焊接机器人 点焊机器人工业机器人首先应用于汽车的点焊作业，点焊机器人广泛应用于焊接车体薄板件。装焊一台汽车车体一般大约需要完成3000～4000个焊点，其中60%是由点焊机器人来完成的。在有些大批量汽车生产线上，服役的点焊机器人数量甚至高达150多台。 点焊机器人主要性能要求：安装面积小，工件空间大;快速完成小节距的多点定位;定位精度高(土0 .25 mm )，以确保焊接质量;持重大(490～980N ) ，以便携带内装变压器的焊钳;示教简单，节省工时。 2.2 弧焊机器人 弧焊机器人应用于焊接金属连续结合的焊缝工艺，绝大多数可以完成自动送丝、熔化电极和气体保护下进行焊接工作。弧焊机器人应用范围很广，除汽车行业外，在通用机械、金属结构等许多行业中都有应用。弧焊机器人应是包括各种焊接附属装置在内的焊接系统，而不只是一台以规划的速度和姿态携带焊枪移动的单机。如图1所示为弧焊机器人的基本组成。适合机器人应用的弧焊 方法 主要有惰性握体保护焊、混合所体保护焊、埋弧焊和等离子弧焊接。 1-机器人控制柜2-焊接电源3-气瓶4-气体流量计5-气路6-焊丝轮7-柔性导管8-弧焊机器人9-送丝机器人10-焊枪11-工件电缆12-焊接电缆13-控制电缆 图1 弧焊机器人系统的基本组成 弧焊机器人的主要性能要求：在弧焊作业中，要求焊枪跟踪工件的焊道运动，并不断填充金属形成焊道。因此，运动过程中速度的稳定性和轨迹是两项重要指标，一般情况下，焊接速度约取5～50 mm/s ，轨迹精度约为.2 ～0.5 ) mm;由于焊枪的姿态对焊缝质量也有一定影响，因此希望在跟踪焊道的同时，焊枪姿态的可调范围尽量大。此外，还有一些其他性能要求，这些要求包括：设定焊接条件(电流、电压、速度等)、抖动功能、坡口填充功能、焊接异常检测功能(断弧、工件熔化)及焊接传感器(起始焊点检测，焊道跟踪)的接口功能。 2.3 喷漆机器人 喷漆机器人广泛应用于汽车车体、家电产品和各种塑料制品的喷漆作业。喷漆机器人在使用环境和动作要求上有如下特点： (1)工作环境空气中含有易爆的喷漆剂蒸气; (2)沿轨迹高速运动，途经各点均为作业点; (3)多数被喷漆部件都搭载在传送带上，边移动边喷漆。如图2所示为关节式喷漆机器人。 2.4 搬运机器人 随着计算机集成制造技术、物流技术、自动仓储技术的发展，搬运机器人在现代制造业中的应用也越来越广泛。机器人可用于零件的加工过程中，物料、工辅量具的装卸和储运，可用来将零件从一个输送装置送到另一个输送装置，或从一台机床上将加工完的零件取下再安装到另一台机床上去。 2.5 装配机器人 装配在现代工业生产中占有十分重要的地位。有关资料统计表明，装配劳动量占产品生产劳动量的50%～60%，在有些场合，这一比例甚至更高。例如，在电子器件厂的芯片装配、电路板的生产中，装配劳动量占产品生产劳动量的70 %～80%。因此，用机器人来实现自动化装配作业是十分重要的。 2.6 机器人柔性装配系统 机器人正式进入装配作业领域是在“机器人普及元年”的1980年前后，引人装配作业的机器人在早期主要用来代替装配线上手工作业的工序，随后很快出现了以机器人为主体的装配线。装配机器人的应用极大地推动了装配生产自动化的进展。装配机器人建立的柔性自动装配系统能自动装配中小型、中等复杂程度的产品，如电机、水泵齿轮箱等，特别适应于中小批量生产的装配，可实现自动装卸、传送、检测、装配、监控、判断、决策等机能。 机器人柔性装配系统通常以机器人为中心，并有诸多周边设备，如零件供给装置、工件输送装置、夹具、涂抹器等与之配合，此外还常备有可换手等。但是如果零件的种类过多，整个系统将过于庞大，效率降低，这是不可取的。在机器人柔性装配系统中，机器人的数量可根据产量选定，而零件供给装置等周边设备则视零件和作业的种类而定。因此，和装配线比较，产量越少，机器人柔性装配系统的投资越大。 3 结束语 工业机器人是以机械、电子、电子计算机和自动控制等学科领域的技术为基础，融合而成的一种系统技术;也可说是一门知识、技术密集的，多学科交叉的综合化的高新技术。随着这些相关学科技术的进步和发展，工业机器人技术也一定会到迅速发展和提高。 工业机器人技术论文范文篇二：《探讨工业机器人的发展趋势》 摘 要 随着社会经济发展，机器人开始被广泛应用于各行各业中，替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动。目前，机器人是一种制造业与自动化设备中的典型代表，这将会是人造机器的“终极”版。它的应用已经涉及信息化、自动化、智能化、传感器与知识化等多个学科和领域，这是目前，是我国乃至世界高新技术成果的最佳集成，因此，它的发展是与许多学科的发展有着密切的联系。以现在的发展趋势来看，工业机器人的应用范围越来越广泛，同时在技术操作中，他也变得越来越标准化、规范化，提高工业机器人的安全性。另一方面，工业机器人发展越来越微型化、智能化，在人类生活中应用越来越广泛。 关键词 工业机器人 智能化 应用领域 安全性 随着社会复杂的需求，工业机器人在应用领域中越来越广泛。一方面，工业机器人被广泛应用于工业生产中，代替工人危险、复杂、单调的长时间的作业，例如在机械加工、压力铸造、塑料制品成形及金属制品业等各种工序上，同时还应用于原子能工业等高危险的部门，这已经在发达国家中应用比较广泛。另一方面，工业机器人在其他的领域应用也比较多，随着科学技术的飞速发展，提高了工业机器人的使用性能和安全性能，其应用的范围越来越广泛，应用的范围已经突破了工业，尤其在医疗业中应用比较好。 一、工业机器人的发展历程 第一代机器人，一般指工业上大量使用的可编程机器人及遥控操作机。可编程机器人可根据操作人员所编程序完成一些简单重复性作业。遥控操作机制每一步动作都要靠操作人员发出。1982年，美国通用汽车公司在装配线上为机器人装备了视觉系统，从而宣告了第二代机器人―感知机器人的问世。这代机器人，带有外部传感器，可进行离线编程。能在传感系统支持下，具有不同程度感知环境并自行修正程序的功能。第三代机器人为自治机器人，正在各国研制和发展。它不但具有感知功能，还具有一定决策和规划能力。能根据人的命令或按照所处环境自行做出决策规划动作即按任务编程。 我国机器人研究工作起步较晚，从“七五”开始国家投入资金，对工业机器及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发和研制。1986 年国家高技术研究发展计划开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特种机器人。 我国工业机器人起步于70年代初期，经过30多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。 上世纪70年代是世界科技发展的一个里程碑：人类登上了月球，实现了金星、火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮，尤其在日本发展更为迅猛，它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下，我国于1972年开始研制自己的工业机器人。 进入80年代后，在高技术浪潮的冲击下，随着改革开放的不断深入，我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间，国家投入资金，对工业机器人及其零部件进行攻关，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划(863计划)开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特种机器人。 从90年代初期起，中国的国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。 我国工业机器人经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和863计划的支持已经取得了较大进展，工业机器人市场也已经成熟，应用上已经遍及各行各业。 我国未来工业机器人技术发展的重点有：第一，危险、恶劣环境作业机器人：主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人;第二，医用机器人：主要有脑外科手术辅助机器人，遥控操作辅助正骨等;第三，仿生机器人：主要有移动机器人，网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。 二、工业机器人的发展趋势 机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表，是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域，是多种高新技术发展成果的综合集成，因此它的发展与众多学科发展密切相关。当今工业机器人的发展趋势主要有：一是工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修)，而单机价格不断下降。二是机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;有关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人。三是工业机器人控制系统向基于 PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化，网络化;器件集成度提高，控制柜日渐小巧，采用模块化结构，大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。四是机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，视觉、力觉、声觉、触觉等多传感器的融合技术在产品化系统中已有成熟应用。五是机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来这种新型装置已成为国际研究的 热点 之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。 总体趋势是，从狭义的机器人概念向广义的机器人技术概念转移，从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术的内涵已变为 灵活应用机器人技术的、具有实际动作功能的智能化系统。机器人结构越来越灵巧，控制系统愈来愈小，其智能也越来越高，并正朝着一体化方向发展。 三、我国工业机器人发展面临的挑战与前景 我国工业底子薄，工业机器人发展一直处于一个初步发展阶段，虽然我国从上个世纪70年代开始研发工业机器人，但是技术力量不足与西方国家的技术封锁，对此，在发展过程中，存在着比较多的问题。细分起来，有如下几点： 首先，我国基础零部件制造能力差。虽然我国在相关零部件方面有了一定的基础，但是无论从质量、产品系列全面，还是批量化供给方面都与国外存在较大的差距。特别是在高性能交流伺服电机和精密减速器方面的差距尤其明显，因此造成关键零部件的进口，影响了我国机器人的价格竞争力。 第二，我国的机器人还没有形成自己的品牌。虽然已经拥有一批企业从事机器人的开发，但是都没有形成较大的规模，缺乏市场的品牌认知度，在机器人市场方面一直面临国外机器人品牌的打压。国外机器人作为成熟的产业采用整机降价，吸引国内企业购买，而在后续的维护备件费用很高的策略，逐步占领中国市场。 第三，认识不到位，在鼓励工业机器人产品方面的政策少。工业机器人的制造及应用水平，代表了一个国家的制造业水平，我们必须从国家高度认识发展中国工业机器人产业的重要性，这是我国从制造大国向制造强国转变的重要手段和途径。□ 参考文献： [1]任俊.面向熔射快速制模的机器人辅助曲面自动抛光系统的研究.华中科技大学，2006年. [2]钟新华，蔡自兴，邹小兵.移动机器人运动控制系统设计及控制算法研究.华中科技大学学报(自然科学版)，2004年S1期. [3]张中英.基于遗传算法的机器人神经网络控制系统.太原理工大学，2005年. [4]李磊，叶涛，谭民，陈细军.移动机器人技术研究现状与未来.机器人，2002年05期. [5]杜玉红，李修仁.生产线组装单元气动搬运机械手的设计.液压与气动，2006年05期. [6]徐晓峰.基于串行通信技术的机器人实时控制研究.南京林业大学，2005年. 工业机器人技术论文范文篇三：《试论工业机器人机电一体化》 1机电一体化技术的应用现状 1.1工业机器人。 工业机器人的出现在一定程度上可替代人的劳动，对于高辐射、高噪声污染、高浓度有害气体的工作场合来说，工业机器人是一个理想的选择。工业机器人的发展经历了三个阶段，第一代工业机器人智能化程度较低，只能通过预设的程序进行简单的重复动作，无法应对多变的工作环境和工作岗位。随着科技的发展，在第一代机器人的基础上通过各种传感器的应用使其可通过对环境信息的获取、分析、处理并反馈给动作单元，从而进行一些适应性的工作，这种机器人虽然智能化程度较低，但已经在一些特定的领域得以成功应用。在机电一体化技术相对成熟的今天，第三代机器人的智能化水平已经得到了较大的提升，其可以通过强大的传感原件收集信息数据，并根据实际情况作出类似于人脑的判断，因此可以在多种环境下进行独立作业，但成本较高，在一定程度上限制了实际应用。 1.2分布式控制系统。 分布式控制系统是相对于集中式控制系统而言的，是通过一台中央计算机对负责现场测控的多台计算机进行控制和指挥，由于其强大的功能和安全性，使其成为当前大型机电一体化系统的主流技术。根据实际情况分布式控制系统的层级可分为两级、三级或更多级，通过中央计算机完成对现场生产过程的实时监控、管理和操作控制等，同时，随着测控技术的不断发展与创新，分布式控制系统还可以对生产过程实现实时调度、在线最优化、生产计划统计管理等功能，成为一种集测、控、管于一体的综合系统，具有功能丰富、可靠性高、操作方便、低故障率、便于维护和可扩展等优点，因此使系统的可靠性大幅提高。 2机电一体化技术的发展趋势 2.1人工智能化。 人工智能就是使工业机器人或数控机床模拟人脑的智力，使其在生产过程中具备一定的推理判断、 逻辑思维 和自主决策的能力，可大幅提升工业生产过程的自动化程度，甚至实现真正的无人值守，对于降低人力成本，提高加工精度和工作效率具有十分重要的意义。目前，人工智能已经不只是停留在概念上，因此可预见机电一体化技术将向着人工智能化的方向发展。虽然以当前的科学技术水平不可能使机器人或数控机床完全具备人类的思维模式和智力特点，但在工业生产中，使这些机电一体化设备具备部分人类的职能是完全可以通过先进的技术达到的。 2.2网络化。 网络技术 的发展给机电一体化设备远程监视和远程控制提供了便利条件，因此，将网络技术与机电一体化技术结合起来将是机电一体化技术发展的重点。在生产过程中，操作人员需要在车间内来回走动，对设备的状态进行掌握，并对机床的操作面板进行操作，通过在机电一体化设备与控制终端之间建立通信协议，并通过光纤等介质实现信息数据的传递，即可实现远程监视和操作，降低工人的劳动量，并且各种控制系统功能的实现，理论上来说都是建立在网络技术基础上的。 2.3环保化。 在人类社会发展的最近几十年里，虽然经济得到了迅猛的发展，人们生活水平得到了显著的提高，然而以牺牲资源和环境为代价的发展模式使得人类赖以生存的环境遭到严重的污染，因此，在可持续发展战略提出的今天，发展任何技术都应当以对环境友好作为前提，否则就是没有前途的，故环保化是机电一体化技术发展的必然趋势。在机电一体化应用过程中，通过对资源的高效利用，并在制造过程中做到达标排放甚至零排放，产品在使用过程中对生态环境不造成影响，即便报废后也可对其进行有效回收利用，这就是机电一体化技术环保化的具体表现形式，符合可持续发展的要求。 2.4模块化。 由于机电一体化装置的制造商较多，为降低系统升级改造的成本，并为维修提供便利，模块化将是一个非常有前途的研究方向。通过对功能单元进行模块化改造，可在需要增加或改变功能时直接将对应的功能模块进行组装或更换，即便出现故障，只需将损害的模块进行更换即可，工作效率极高，通用性的增强为企业节约了大量的成本。 2.5自带能源化。 机电一体化对电力的要求较高，如果没有充足的电能供应就会影响生产效率，甚至由于停电造成数据的丢失等，因此通过设备自带动力能源系统可始终保持充足的电力供应，使系统运行更流畅。 3结语 综上所述，机电一体化技术的应用可使产品的生产效率和精度大幅提高，在当前工业生产中具有较大的技术优势，相信随着科技的发展，机电一体化技术水平也会不断提高，为工业生产做出更大贡献。 猜你喜欢： 1. 初三机器人科学论文2000字 2. 工业智能技术论文 3. 传感器技术论文范文 4. 机器人科技论文3000字 5. 初三智能机器人科技论文2000字 6. 人工智能机器人的相关论文
现今,伴随着我国科技、经济的飞速发展,我国的机械行业也取得了较大的进步。下文是我为大家整理的关于有关机械方面毕业论文的范文，欢迎大家阅读参考!
浅析机械设计与机械制造技术
摘要：改革开放以后，我国科技发展水平越来越高，机械制造技术在与机械制图、电工、计算机应用技术等结合使用过程中不断发展，但是与国外先进技术相比还是有一定距离。本文就主要对机械设计与机械制造相关问题进行了分析探讨。
关键词：机械设计;机械制造;措施
引言
当代社会，随着社会的进步和科技的发展，人们对生活品质的要求越来越高，连带着对各种产品的标准越加严格，对产品的要求向着以下方面发展：合理的价格、高档的质量、方便性、多样化的种类、高度自动化、观赏性等。所以对机械设计以及机械制造的探究就显得非常有意义，能够对提升产品各方面的性质特点有所贡献。
一、机械设计的技术分析
1、机械设计的初期计划设计分析
机械设计要进行初期的计划设计，其在工作方面和计算机软件的设计需求分析比较类似，在设计之前要对机器设计的要求进行调查和分析，在分析要求的过程中，对机器应该具备的功能也要进行掌握。以此作为机械设计的基础，然后在设计以及制造过程中要对相应的约束条件进行规定。
2、机械设计的设计方案分析
在机械设计中，方案设计是关键的部分，方案也是设计的灵魂，其决定着设计的成败。在设计阶段，会遇到很多的问题，主要要面对的问题就是实际和理论之间的矛盾。方案设计不仅仅要符合机器本身的性能，同时，在功能方面也要进行满足。在方案设计方面，对检验人员对机器开发、认识以及创新方面都要进行重视.在设计阶段，主要的步骤可以简单概括为对工作原理进行定义、对机器结构进行确定、对机器运动方式进行设计、对零部件的选取与设计进行判断、对制图进行设计以及对初步设计进行调查。
3、机械设计的主要技术设计分析
机械设计中，对技术层面的要求最为严格，在这个阶段要对设计图纸进行校对，同时，要对图纸进行计算，对设计总图和部分草图要进行对比和核对分析。在机械设计方面对每个部分都要进行设计，设计时要进行非常严格的核对，不能出现疏漏的情况，同时，在校对方面也要保证质量。对要进行产品生产的机械，在设计时，要根据产品进行定型设计。
4、机械设计的技术发展趋势分析
(1)针对现代机械产品的机械设计
现代机械产品对机械设计提出了更高的要求，因此，在进行机械设计时，在技术层面一定要不断的进行改善.机械产品设计要更加具有智能化特点，主要的方式就是利用现代化设计手段，在设计过程中应用先进的设计软件和虚拟的设计技术，对产品设计进行虚拟化，同时，利用多媒体技术对产品的性能结构进行模拟演示，以达到更好的设计效果。
在机械设计方面要更加的系统化，机械设计中包含着很多的部件，这些部件要有机的结合在一起才能形成整体的设计，同时，要具有一定的层次性，在经过系统设计以后才能实现机械产品的设计目标。最后是要具有模块化特点，这种理念在设计方面比较简单，但是，要保证机械设计功能实现模块组合，在产品方案设计过程中进行实现。机械产品设计要具有特性，要根据所生产的产品特性来进行机械设计，在这个过程中要利用计算机对产品进行构建，同时，进行必要的推理，最终形成方案设计。
(2)现代机械设计的未来发展与前景分析
机械产品在性能方面要更加的优良，因此，在进行机械设计过程中要以提高产品的性能为目标，其中机械产品的优良性主要体现在可靠性技术以及控制技术方面。机械设计要更加适合市场发展，在激烈的市场竞争中能够获得发展空间，产品在形成以后要能够在市场中进行拓展。同时，在经济环境不断变化的情况下，要不断开发新技术，这样能够在机械设计方面应用新技术。新技术要具备一定的竞争优势，主要体现在技术方面的创新，成本方面的降低，智能化设计等。应用新技术来提高机械设计的市场竞争能力，对企业未来的发展更加有利。
二、机械制造的技术分析
1、主要的机械制造工艺
当代机械制造的技术覆盖范围非常广，包括焊、钳等。而现代机械制造的焊接技术主要有：埋弧焊焊接技术，即在焊剂表层下靠燃烧电弧来完成焊接的焊接技术;电阻焊焊接技术是指将待焊接的物体牢牢压在正负两极之间，再接上电源，依靠电流经过被焊接物表面以及周边能够发热的效应，将其熔化，使它和金属融为一体的压力焊接工艺;螺柱焊焊接技术，就是使螺柱的一端和管件或板件的表面紧紧连接在一起;搅拌摩擦焊焊接技术就是在焊接时，除了焊接用的搅拌头，其余焊接消耗性材料如焊剂、焊丝等都舍弃的焊接工艺;气体保护焊焊接技术，即用电弧来发热的焊接技术。
2、先进的机械制造技术的特点分析
(1)全球化
在经济全球化前提下，机械的制造企业已经将资源配置扩散至全球范围，这促进了制造业在全球大范围的迅速扩展壮大。现代机械制造技术也承受着全球化的挑战，许多先进的机械制造技术层出不穷。一个机械产品的完成可能是几个国家或地区分工合作的结果，所以一个国家要想在经济全球化大背景下处于常胜地位，就要使本国的制造技术处于国际先进行列，再依据国情和具体的制造技术合理分配机械产品的制造工序。
(2)系统性的技术综合
随着社会的进步，现代科技在机械制造中的重要性也逐渐突出，先进的机械制造技术更是多种现代科技的有机结合。先进的机械制造技术不仅突出制造技术的本身，而且增大了制造技术的范围。现代机械制造技术已经渗透到产品的调研、设计、制造、生产以及销售等整个链条中，应用到的科学技术有自动化、现代化管理信息系统、计算机等，是一种综合性的制造。
(3)不断迎合市场经济
传统工艺制造的机械产品已经远远落后于现代市场对机械产品的需求，因此现代机械制造技术要在保留原有制造工艺的前提下努力创新，同时不断吸收世界各国的先进工艺，研究开发新的制造技术。这样才能使机械制造在竞争逐渐激烈的市场经济中占据有利地位。
(4)符合工业发展的新要求
现代工业正在迅猛的发展，而且各种新技术的体系也接连融入其中，如计算机技术、化工技术等先进的现代技术都很好的融合成了一体。现代工业前提下，机械制造要不断革新制造技术，努力提升生产的效率，进一步满足客户的需求，从而能够很好的进行市场的扩展。
3、我国机械制造技术的现况及发展趋势分析
现今，我国的机械制造业发展迅猛，究其原因，主要可以从机械制造的设计、制造工艺和管理等方面来分析：首先就是机械制造的设计方面，在工业比较发达的国家企业多数都应用先进的设计理论及方法，而且会对机械制造的设计数据进行不间断的更新，特别是计算机CAD软件技术的应用，更是让越来越多的机械制造企业走进了无图纸的时代，可目前我国紧缺这样类似的先进技术或者是应用得不广泛，需要有关部门和核心机械制造企业大力的宣传和推广;其次是机械制造的技术分析方面，目前机械制造的主要发展趋势是高精密、高精度加工，在发达的国家，一些高级的加工工艺如纳米、电磁、微型加工以及激光等加工技术都被广泛运用到实际的生产制造中，而目前我国这类高端技术应用得则很少甚至还没有开发出来。
因此，在我国的机械制造技术方面还有很大的发展进步空间，值得投入更多的精力去研究探索;最后就是机械制造的管理方面，在这个信息时代的大背景下，应用计算机技术来实行管理已经成为了一种必然趋势，随着机械制造的组织机制和生产方式的不断更新，精细生产(LP)、准时生产制(JIT)、敏捷制造(AM)以及制造资源计划(MRPⅡ)等先进的管理思想应运而生，而在我国这些先进的管理理念则比较稀少，只有极少数的机械制造企业引进了这些管理机制，因此我国的机械制造企业要多多引进这类先进的制造管理理念，提高机械制造的效益与效率。
结束语
综上所述，要想促进机械制造业的发展，就必须不断提高机械制造技术和精密加工工艺的发展及应用水平。而机械设计对机械制造来说非常的重要，因此在机械设计过程中要严格把关，保证质量，实现高标准、高质量的机械生产。
参考文献
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[3]陈海平.试析我国机械制造技术的现状及发展方向[J].价值工程，2013(18).
浅析电梯的机械装置及机械结构
摘要：随着高层建筑的进一步增多，电梯也开始频繁出现在我国的各大商场及居民建筑物中，电梯为人们的生产及生活活动带来了方便与快捷的同时，所出现的安全事故等问题也为人们的正常生活秩序造成了严重的影响。
关键词：电梯;机械装置;机械结构
引言
电梯给人们的生活带来了方便和快捷，但是，当电梯出现故障的同时也给人们带了不便甚至危害到了人们的生命安全。因此，应对电梯结构进行进一步的研究和完善。
一、电梯的概念及分类
1、电梯的概念
虽然电梯十分普及，多数人也都使用过电梯，但是人们对于电梯的理解却仅仅局限于狭义的概念方面，所谓狭义的电梯指的是对规定楼层进行服务的，具有轿厢等垂直或是倾斜的升降设备，不包括自动人行道以及自动扶梯等等。对于广义的电梯而言，其主要指的是具有动力驱动的，可沿着刚性导轨进行运行的箱体或是沿着固定的线路进行运行的梯级、踏步等等，可对人或货物进行升降或平行运送的机电设备。其既包括普通意义上的载人或载货电梯，也包括自动扶梯以及自动人行道等等。
2、电梯的分类
2.1 按其运行速度快慢来分，可将电梯分为四大类：低速、快速、高速以及超高速四类电梯。对于低速电梯而言，其主要指的是运行速度小1m/s的电梯，多数货梯的运行速度均在此速度区间内;快速电梯指的是运行速度在1m/s-2m/s之间的电梯，通常而言，15层以内的多层客梯以及住宅电梯的运行速度均在此区间内;高速电梯主要指的是运行速度在2m/s-4m/s之间的电梯，高层写字楼中常为此种类型的电梯;而超高速电梯的运行速度超过4m/s，主要用于分区进行控制的高层大厦中。
2.2 根据电梯使用用途的不同，可将其分为乘客、载货、医用、杂物、观光、车辆以及船舶等多种类型的电梯，除了常用电梯以外，还有不少种类较为特殊的电梯，例如，建筑施工电梯、斜行电梯以及立体停车场用电梯等等。
二、电梯的机械结构及主要装置分析
1、门系统
门系统的主要任务是在电梯运行的过程中关闭电梯的轿厢空间门与各层的层门以免乘客出现意外。门系统是电梯安全保障的重点之一，门系统必须保障的几点是：在轿厢没有升到层门并停好之前层门自动闭锁(某商场就出现过电梯因意外导致层门闭锁失灵，结果一个乘梯的顾客看也没看就走了进去);在轿厢运动过程中轿厢门必须自动闭锁。
2、曳引系统
曳引系统的主要目的就是牵引轿厢上上下下到达乘梯者指定的层数。曳引系统主要由导向轮、限速轮、曳引钢索、曳引机等组成。曳引机即俗称的电梯主机，是为电梯提供动力的装置。电梯主机根据其电机可以分为交流曳引机与直流曳引机;根据其减速方式可以分为无齿轮曳引机与有齿轮曳引机;按其速度可以分为低、中、高、超高速曳引机;据其结构形式可分为卧式曳引机与立式曳引机。电梯的轿厢与对重是通过同一根曳引绳挂在同一个曳引轮上的。轿厢的重量与对重的重量使曳引轮与曳引绳之间产生摩擦力，曳引机则驱动曳引轮转动从而以摩擦力驱动轿厢的上下。
3、轿厢系统
轿厢就是我们平常进入到电梯里的厢式空间。轿厢一般是由轿底、轿门、轿顶、轿壁等部件组成的。轿厢是四大空间中唯一的乘客空间。轿顶与轿门对面的轿壁通常为镜面，轿顶处安装有监控装置。轿厢是电梯的承重与承载空间也是我们最熟的空间，但是我们不知道的是轿厢的底部还有称重装置，可以精确地称量出目前电梯上所有乘员的总重量，一旦这个总重量超出了电梯的额定重量，则发出声音报警，现在许多电梯已经将原来单调的警示音改成了语音报警，以提示电梯目前处于超生停止运行状态，必须对重要做出调整。这时候只要下去一个或几个人只要不超过额定的重量电梯就可以继续运行了。
4、导向系统
电梯的导向系统主要由导轨、导轨架、导靴等组成。导向系统的功能就是对轿厢与对重的自由度进行限制，约束对重与轿厢在各自的轨导上运行，以免发生碰撞，因为对重与轿厢其实挨得很近，如果不加以约束非常容易相撞。在意外停电、曳引绳断裂等意外发生时，导向系统可以将轿厢卡死在导轨上以防止其做自由落体式坠落从而造成人身伤亡。导轨能控制电梯的升降方向，控制了轿厢和对重在水平方面的移动，使得轿厢与对重在井道中处于合理的位置，避免发生倾斜。电梯井道中共有4根导轨，2根为对重架导向，2根为轿厢导向。利用螺栓、螺母与压道板实现导轨的固定。而导轨架之间的距离需控制在3-5m长的导轨上，且数量必须在2个以上。导轨在安全钳动作时，可当成被夹持的支承件，支撑轿厢或对重。
5、重量平衡系统
此系统主要包括了对重、补偿绳、补偿装置以及补偿缆等。对重用的钢丝绳经曳引轮与导向轮同轿厢相连，并负责在运行过程中对轿厢及电梯的负载进行平衡。对于对重重量值而言应严格依据电梯的额定载重量相关要求进行配置，以尽可能确保电梯处于一个最佳的工作状态。若电梯的曳引高度大于30m时，曳引钢丝绳的差重将会对电梯的运行稳定性及其平衡状态造成影响，因此，必须进行补偿装置的增设，例如，补偿链及补偿缆等等。
6、机械装置
电梯作为垂直交通工具，安全必须绝对保证。在此主要介绍限速器、安全钳、缓冲器及终端超越保护装置。
6.1 限速器和安全钳
限速器能够反映轿厢或对重的实际运行速度，当电梯的运行速度达到或超过设定的极限值时(一般为额定速度的115%以上)，限速器停止运转，并借助绳轮中的摩擦力或夹绳机构提拉起安装在轿厢梁上的连杆机构，通过机械动作发出信号，切断控制电路，同时迫使安全钳动作，从而使轿厢强行制停在导轨上，只有当所有安全开关复位，轿厢向上提起时，安全钳才能释放。当安全钳没有恢复到正常状态时，电梯不能使用。所以限速器是电梯超速并在超速达到临界值时，起检测及操纵的作用。
6.2 缓冲器
缓冲器是电梯极限位置的最后一道安全装置。当所有保护措施失效时，带有较大的速度与能量的轿厢便会冲向底层或顶层，造成机毁人亡的严重后果。设置缓冲器的目的，就是吸收、消耗轿厢能量。一般在对重侧和轿厢侧都分别设有缓冲器。缓冲器的类型有弹簧型和液压型。由于弹簧缓冲器受到撞击后需要释放弹性变形能，产生反弹，造成缓冲不稳，因此一般只用于额定速度1m/s以上的低速梯。液压缓冲器，是以消耗能量的方式缓冲的，因此没有回弹现象，缓冲过程相对平稳，噪声又小，因此在快速和高速电梯中被普遍使用。
6.3 终端超越保护装置
终端超越保护装置的作用，在于避免电梯的电气系统失效，而造成轿厢越过上、下端站能够持续运行，引起冲顶、撞底等意外的发生。终端超越保护装置，通常安装在轿厢导轨的上、下终端支架上，其主要是由减速开关、限位开关、极限开关并配有打板、碰轮、钢丝绳等构件组成。打板在电梯失控后，会因轿厢的运行而与减速开关相碰，让开关内的接点送出电梯停止运行的指令信号。若这种方式无法停止电梯，则需要利用限位开关的动作，使得电梯往相反的方向运行。若电梯依旧无法停止，极限开关将把电源断开，电梯迅速停止。
结束语
综上所述，虽然电梯的机械结构较为简单，但其机电一体化程度相对较高，所应用的自动化技术也相对较为先进，电梯控制电路及过程复杂程度高。但是，同其他任何机电系统相同，电梯的装置以及机械结构间也存在着不少问题。因此，现有电梯仍需进一步完善，应将传统的曳引绳牵引电梯转变为磁悬轨道动力牵引电梯，并采用固定轨道对电梯进行固定，以确保电梯使用过程的安全性。
参考文献
[1] 叶安丽.电梯控制技术[M].北京：机械工业出版社，2007.
[2]丁立强.曳引电梯动态特性研究及其仿真平台开发[D].杭州:浙江大学，2005.
文章引用自 薛先生 ，版权完全归属薛先生。其公众号:Alphatree and Evelyn2018-12-12思考出发点：那个多数人印象中乱碰乱撞、还拖着脏污满屋跑的添乱扫地机，还需要多久才能变聪明？扫地机器人的本质到底是什么？ 该用家电还是科技框架来分析？是什么决定扫地机器人的发展速度和行业空间？ 2018年处于行业生命周期的什么位置，未来有何期待？本文结论：扫地机器人的发展，离不开技术浪潮的更迭；供给推动需求，是技术升级推动了行业的发展，每一次技术的重大飞跃，都极大地刺激了消费需求释放。一、理解扫地机器人的本质扫地机器人的一般理解：家用电器，真正的家电智能化1. 扫地机器人产生的背景是人类家务劳动自动化的需求。欧美发达国家的家务劳动自动化产品代表：洗衣机、洗碗机。随着扫地机器人的技术发展逐渐成熟，未来有望实现类似洗衣机的高渗透率。2. 扫地机器人是真正名副其实的智能家电。智能家电的三大特点是网络连接、互动和智能化，但目前大部分家电的使用依然是人类主导，通过传感器与家电本身连接、通过手机应用设定好相应的要求去实现半自动化。而扫地机器人的行走和清扫并不需要用户事先设定任何规则，一切交由设备自主感知、自主决策，是真正的智能化体现。3. 扫地机器人是动态的，是目前智能家电中唯一需要不停移动的品类，能够掌握家庭地图、掌握全部空间环境信息，占据未来物联网时代家庭环境智能控制的制高点。扫地机器人的深度理解：科技产品，搭载无人驾驶技术的家庭服务机器人1. 无人驾驶（自动驾驶）是计算机模拟人类的驾驶行为，通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并实现车辆驾驶行为控制。人类的驾驶行为是一个周而复始的“感知→理解→决策→执行”过程，无人驾驶功能的实现也可分为感知、理解、决策和执行四个层面。2. 扫地机器人的原理是模拟人的清扫行为，在家庭环境中行走并完成清扫工作。从自主行走的角度，扫地机器人利用传感器对家庭环境信息进行认知分析、确定行走路线、做出行为决策，和无人驾驶拥有相同的技术框架，也可以从感知、理解、决策和执行这四个层面去理解。3. 理解层和决策层体现扫地机器人的智能化程度。当下扫地机器人的智商集中体现在路线行走是否有逻辑以及能否避开潜在风险物品，这两个痛点的解决分别对应无人驾驶的SLAM技术(Simultaneous Localization And Mapping，即时定位与地图构建）和人工智能基于深度学习的视觉物体识别技术。在扫地机器人的应用中，目前SLAM技术相对成熟，物体识别技术有待突破。4. 搭载无人驾驶和人工智能技术不断发展的科技红利，我们相信未来扫地机器人在这四个层面都能看到持续的技术突破，甚至未来扫地机器人的形态都可能发生巨大的变化，具有很大想象空间。二、扫地机器人技术沿革扫地机器人的发展，离不开技术浪潮的更迭；供给推动需求，是技术升级推动了行业的发展，每一次技术的重大飞跃，都极大地刺激了消费需求释放。梳理扫地机器人的产品和技术沿革，判断扫地机器人技术路线目前已经历了两次主要的升级目前行业处于第二次技术革命到第三次技术革命的临界点1. 第一次技术革命是真正量产的家用扫地机器人诞生，基本实现自动扫地吸尘的清洁功能，始于2002年iRobot推出Roomba系列扫地机器人。但是智能化程度很低，仅能通过碰撞障碍物来调整行进方向，即随机行走和清扫。2. 第二次技术革命是扫地机器人进入定位和规划行走时代，2015年至2018年iRobot、小米石头、科沃斯等行业龙头分别推出了稳定量产的全局规划产品。这一代产品能够规划清扫路线，进行实时定位、构建地图，使得清扫覆盖度和效率大大提升。SLAM技术的应用按传感器的不同主要分两种，基于LDS激光测距传感器的SLAM技术，和基于摄像头视觉传感器的VSLAM技术。扫地机器人连接WIFI后，用户可以在手机端看到家庭地图和扫地机器人的实时位置。3. 第三次技术革命方向：人工智能。人工智能时代下扫地机器人技术的突破点在于人工智能在扫地机器人上的融合应用，物体识别、语义识别、人机交互等等。这个过程可能会很长，基于机器视觉的物体识别可能是最先突破的。第二次技术革命中两种主流规划技术差异对比SLAM技术(Simultaneous Localization And Mapping，即时定位与地图构建）的应用按传感器的不同主要分两种，基于LDS激光测距传感器的LDS SLAM技术，和基于摄像头视觉传感器的VSLAM技术。1. LDS的技术原理是通过旋转激光发射器不断发射激光并接受反射光，利用三角测距原理测量边界和机器本身的相对位置，据此绘制完整边界的地图和确定机器在地图中的位置。优势在于绘图的速度和精度，对于算法的要求低；劣势在于对于激光传感器占用空间大，外部有凸起部分，成本较高，对于镜面材质有误差。2. VSLAM的技术原理是通过摄像头不断移动自身的位置进行拍摄，提取和匹配相邻帧图片特征点、利用三角测距原理测算出障碍物的距离。优势在于可以从图片中提取更多属性信息，占用空间小、成本低；劣势在于地图精度有限，对于计算量和算法本身的要求高，对于光的依赖度较高，暗处和无纹路处难以进行工作。3. 目前LDS技术在扫地机器人行业的应用已相对成熟，未来的发展方向是成本的降低、与其他传感器融合。VSLAM主要是现阶段还停留在位移测量，期待未来能和物体识别技术相结合。第二次技术革命推动全球市场加速增长1. 北美、EMEA（欧洲、中东、非洲等）和亚太市场是全球三大主要市场，自2015年第二次技术升级开启，全球收入增速加速，3 年复合增速达到 34.5%，北美市场更早进入全局规划时代，3年复合增速快于APAC和EMEA市场。2012-2017 年，高端扫地机器人（Robot Vacuum Cleaner, RVC）全球市场规模从 6.5 亿美元增长到 17.3 亿美元，份额占比从 13%提升至 23%，复合增速为 22%，同期高端吸尘器的全球市场规模从 50 亿增长到 75 亿美元，复合增速为 8.6%。2. 市场份额较为集中，EMEA地区缺乏有力的当地品牌。美国企业iRobot是全球龙头，2017年全球高端市场市占率62%，北美高端市场占有率85%；其次是中国企业科沃斯（Ecovacs），虽然2017全球高端扫地机器人市占率仅为11%，但是预计2018年产品结构升级后高端产品占比大幅上升，推升市占率。附注：EMEA市场主要覆盖欧洲、中东、非洲，APAC市场主要覆盖亚洲地区；全球市场只统计了200美元以上的吸尘器和扫地机器人。第二次技术革命为全球龙头iRobot带来增长红利1. iRobot是扫地机器人行业开创者，2002年开始从特种机器人向消费机器人转型，目前主要产品是Roomba扫地机器人系列、Braava拖地机器人系列。2. 2015年是iRobot的Milestone，推出了第一款基于VSLAM技术的全局规划产品Roomba980，2015年之前Roomba系列都是随机规划产品。受益于突破性的技术升级，2016年起公司收入增速拐头向上。海外市场发展有市场开拓因素影响，因此观察美国国内的销售能够更直观地看到新技术、新产品对于公司收入增速的拉动。3. 虽然距离iRobot的VSLAM技术突破已经有三年，但公司通过对原有产品线进行持续优化创新，收入持续快速增长。2018年9月iRobot在美国国内推出新命名的产品系列Roomba i7/i7+, 推动三季度国内销售增速再次大幅增长，销售火爆将近缺货。三、中国扫地机器人企业的发展机遇中国扫地机器人市场具有最大的发展潜力1. 扫地机器人功能更加匹配中国家庭的清洁刚需。欧美家庭面积大，以地毯为主，对于吸力的要求高，在扫地机器人功能性和智能化完善到一定阶段之前，吸尘器的清扫效率更高；中国家庭面积大多在70-100平米，以瓷砖和地板为主，带拖地功能的扫地机器人可以解决吸尘和拖地的刚需，同时中国年轻人生活节奏快、工作忙碌，这两年养宠物的家庭越来越多，自动清扫的扫地机器人能够提高生活品质。2. 目前中美两国的扫地机器人保有量相当，但是渗透率只有美国的一半。2013 年到 2017 年，国内扫地机器人销售量从 57 万台上升至 407 万台，销售额从 8 亿元上升到56 亿元，4年CAGR 超过 60%。估算扫地机器人保有量在1200万台左右，中国城镇家庭约2.5亿户，2017年扫地机器人在中国的城镇家庭渗透率不到5%。2017 年北美高端扫地机器人市场规模为 6.3 亿美元，同比增加42.6%。 北美市场以美国市场为主，美国拥有 1.3 亿户家庭，iRobot估算扫地机器人在美国家庭的渗透率约10%。3. 对比欧美市场线下销售为主，中国扫地机器人主要在线上销售，相比线下渠道能够加速渗透。4. 虽然扫地机器人行业由美国企业开创，但是中国企业快速跟进，带领国内扫地机器人行业进入全局规划时代。iRobot在中国的市场份额逐年下降。目前中国市场主要由科沃斯和小米两家企业主导。小米的产品由小米生态链企业石头研发生产。中国扫地机器人企业正在从技术追赶走向技术领先中国扫地机器人企业虽然起步晚于海外，但是十几年来一直坚持不断地进行多种技术研发和探索、持续推出新品并不断改进修正，已不再是全局规划技术的追赶者，未来有望在第三次技术革命中成为技术领先者。注：2010年Neato最早推出了LDS全局规划产品，但技术并不成熟，后来Neato自14年后全球市场份额一路下滑，因此这里不分析Neato的情况。多方面对比中国扫地机器人龙头和全球扫地机器人龙头的核心产品中国扫地机器人企业已经具有非常强的产品竞争力1. 定位和建图能力iRobot于2015年推出第一款VSLAM全局规划产品，但并不能储存地图，虚拟墙的设置也需要实物发射器。2018年9月的i7/i7+作为最新款，可以储存地图、实现房间分区和指定房间清扫。小米石头16年开始主推米家和石头两款高端LDS全局规划产品，凭借LDS本身的定位建图优势，早于iRobot就实现了保存地图、前往指定点、划区清扫、APP端设置虚拟墙的功能。科沃斯虽然在13、15年都推出过LDS产品但是定价太高销售不佳，2018年同时推出优化之后的LDS和VSLAM产品均称为爆款。虽然LDS建图可能不如小米那么精确、拥有前往指定点的功能，但是科沃斯的房间分区和指定房间清扫的功能非常实用、并且比iRobot推出该项功能提早了一年。2. 清洁能力清洁能力主要体现在吸尘能力、拖地功能等。欧美家庭使用地毯较多，因此可以发现iRobot很多的产品更新在吸力大小和吸口零部件的升级，最新推出的平价e5也是专门对口宠物家庭，匹配高端机才有的碎片主刷头。iRobot的地毯自动识别增加功能几乎是标配，科沃斯在18年的高端LDS产品也配备了地毯自动识别技术。从拖地能力来看,科沃斯几年前就推出扫拖一体功能并成为行业标准，石头虽然也具有扫拖一体功能但是拖地功能的清洁力较弱。iRobot的扫地机器人不带拖地功能，而是推出单独的Braava拖地机。3. 运动能力2厘米的爬坡能力对于三家都不是难事。由于iRobot的专利设计使得其脱困能力明显强于小米石头和科沃斯。4. 人工智能方向iRobot的最新i7/i7+能进行简单的语义识别，命令扫地机器人打扫指定的房间。目前科沃斯和小米石头的语音交互还停留在命令开始和停止，小米加入方言包的设计使得对话更风趣讨巧。科沃斯在2018年德国 IFA 展会上展出新技术 AIVI（人工智能和视觉解读），能够识别并避开常见的地面杂物障碍，例如电线、鞋子等。5. 结构件和其他扫地机器人的机身高度决定能否进入沙发底、床底位置清扫。iRobot 的VSLAM产品机身高度低于科沃斯和小米石头的LDS产品，但是不如科沃斯的VSLAM产品，预计可能和iRobot的尘盒更大有关，欧美家庭由于面积大对于尘盒大小要求更高。小米石头在相对更薄的机身下做到最长的续航能力，但是水箱压缩到150ml，降低了用户体验。6. 价格科沃斯和小米石头有较大的产品价格优势。iRobot的两款核心全局规划产品价格约为450美元和800美元，折合人民币约3100元、5500元，随机类产品价格在200-300美元；18年创新产品i7和i7+（区别为是否带自动吸垃圾功能）的价格分别为699美元和950美元。科沃斯和小米石头的全局规划产品大多在1500-2500元的水平，科沃斯的随机产品均价不到1000元，陀螺仪局部规划产品价格区间在1000-1500元左右。7. 功能创新自动化：iRobot最新的i7+可以让用户不用再手动清理尘盒。每次打扫结束，带真空吸尘功能的充电座会吸出机器人尘盒内的垃圾，吸满30次之后扔掉垃圾袋即可。原装赠送2个垃圾袋，重新购买是15美元3个垃圾袋。iRobot表示2019年还有新的产品可以期待。带吸尘器的底座：科沃斯最新的DJ35+3D带吸尘器底座。预计这可能又是一款科沃斯独创但是会成为行业标准的功能。带吸尘器底座的扫地机器人能够实现扫地、拖地、无线吸尘的功能，将清洁覆盖延伸到全屋和车载，是对吸尘器的完美替代。四、站在第三次技术革命临界点看未来随着人工智能技术的不断发展及硬件成本的下行，随着5G和万物互联的时代到来，第三次技术升级浪潮渐行渐近1. 预计第三次技术升级过程中，特别是物体识别技术突破后，很快就会产生90分用户体验的产品，推动行业渗透率大幅提升。规划行走之后，现阶段消费者的最大痛点在于额外的劳动量：扫地机器人不能很好地处理复杂的地面情况，1）经常被电线、袜子等散落在地面的小件物品卡住，需要“人为解救”帮助扫地机器人脱困；2）没有避开宠物粪便、家中小朋友打翻的牛奶等污渍物，反而这些带着污渍满屋跑。物体识别技术能够帮助扫地机器人主动避开这些风险物品，大大提升用户体验。2. 预计物体识别技术发展也分几个阶段，第一阶段：通过深度学习使得扫地机器人能够识别某些特定物体属性并做出决策判断，避免吸入物、避免进入狭小区域等。第二阶段-第三阶段：精确位置判断、场景识别，与语义识别、人机交互相互应用等等。3. 技术突破指日可待：2018年8月科沃斯在德国 IFA 展会上展出新技术 AIVI（人工智能和视觉解读），能够识别并避开常见的地面杂物障碍，例如电线、拖鞋、宠物食盆等等。iRobot于2018年9月发布的新品展示了简单的语义识别，可以自定义房间名称并语音命令清扫特定的房间。进入人工智能时代，扫地机器人可能真的不再那么“气人”了，与此同时，现阶段的其他痛点也会被逐渐解决，伟大的技术进步浪潮不会转瞬即逝未来技术进步的四大方向1. 对于空间信息、环境信息和属性信息的理解和识别，包括多种传感器技术、SLAM技术的完善和深度学习等人工智能技术的应用2. 清洁功能的完善和拓展3. 机械自动化，减少人工劳务量4. 人机交互、与其他设备互联、智能控制
这个想法很好。自动清扫机器人是当今服务机器人领域的一个热门的研究方向，从理论和技术上讲，自动清扫机器人比较具体的体现了移动机器人的多项关键技术，具有较强的代表性，从市场前景角度讲，自动清扫机器人将大大降低劳动强度，提高劳动效率，适用于宾馆酒店，图书馆，办公场所和大众家庭，因此发自动清机。机器人既具有科研上的挑战性，又具有广阔的市场前景。
扫地机器人的特点和功能如下：
1、扫地机器人由微电脑控制，可实现自动导航并对地面进行清扫和吸尘。
2、通过碰撞头实现对前方障碍物的躲避和绕过可以使所到角落得到清洁，同时两个超大边扫轮的设计，可使角落和地面扫的更彻底，更干净，两个清扫轮的相对旋转，更使得垃圾不会从机体底部溜掉，清洁更完善。
同时清扫吸尘一体的双重作用，使扫起来的尘土更有规律和顺畅的进入垃圾收集盒内，并且通过在前轮和清扫轮动力箱内上安装光电传感器，可以使该机器人拥有自动防机体卡死和扫轮卡死的功能，当被卡住使其自动后退或关机，并在碰撞头上装有红外反射探测器，可自动判断前方是否悬崖，并自动绕开。
扫地机器人的特点是扫地省时、省力、提高工作效率、能源利用率：整个清洁过程不需要人控制，减轻人的操作负担，人们可以利用节省的时间做其他有意义的事。
扫地机器人的结构
扫地机器人系统通常由四个部分组成：移动机构、感知系统、控制系统和吸尘系统。
移动机构是扫地机器人的主体，决定了机器人的运动空间，一般采用轮式机构。
感知系统一般采用超声波测距仪、接触和接近觉传感器、红外线传感器和CCD摄像机等。
对于工作在复杂非结构环境中的自主式移动机器人，要进一步提高其自动化程度，主要依靠模式识别及障碍物识别、实时数据传输及适当人工智能方法，还需要进一步开发全局模型，从而为机器人获取全局信息。
本片贴子衔接 上一篇， 建议先读上一篇，再看该篇。 以下是本片贴子的编排 整机离地高度 前撞离地高度 轮子的位置 重心位置 以下是正文 一. 整机离地高度 1. 前撞底盘离地高度的建议值 先说结论：建议整机底盘离地高度取10mm(甚至还可以稍稍加大) 整机底盘的离地高度，一个关乎全局的重大参数.目前市面上大多主流机器底盘离地高度都取9mm。但是越来越多的机器开始取10mm。 2. 颠簸问题 (1)在正常地板上，10mm与9mm的离地高度，行进稳定，几乎看不出差别。 (2)针对于固定式中扫滚刷机器,9mm的离地高度，在长毛地毯上，会出现行走速度缓慢，且颠簸很严重。若毛毯的硬度比较大，颠簸尤其明显。而10mm的离地高度该问题将会得到改善----此点是我推荐10mm的最主要原因 而浮动式中扫滚刷机器，由于可以浮动从而减小行进方向上的阻力，颠簸几乎看不到。这也是浮动滚刷的第二大好处---第一大好处首推提升清洁率，该节内容以后将会出专题讨论介绍 (3)机器行进颠簸，除了离地高度原因外，还与中扫刮条(以及中扫刮板)十分密切。中扫刮条的阻力是最主要的阻力。 (4)机器在毛毯上，与硬地板上不同，此时轮子会陷进毛毯(尤其是在毛绒较硬的长毛地毯上，)，整机底盘会被毛绒顶起，造成机器被搁浅。此外由于毛绒易变形，更容易造成轮子打滑。所以行进速度缓慢+机器颠簸，造成用户体验较差。 综上4点，加大底盘离地高度，将会减小机器在毛毯上的行进阻力，更有利于改善颠簸问题。 3.设计值与实际值 假设底盘离地高度设计值为9mm，实际尺寸一般都会比设计值低。 假设没有校正，实际尺寸一般会在8.5-8.6mm 假设底盘零件结构尺寸符合设计要求，那在底盘装上零件受力的情况下，理论上底盘自然会向下变形，导致底盘离地高度小于设计值。 假设左右轮子结构尺寸符合设计要求，由于轮子是软胶，放在地面上，轮子承受整机的重量后必然会压塌变形，导致底盘离地高度小于设计值。 所以，即使底盘离地高度的设计值是9mm，也应该在开模后加胶校正。 4. 越障能力 底盘的离地高度，同时决定了整机的越障能力。 为什么越野车的越障能力比小轿车好？因为其底盘高.更不容易搁浅和刮蹭。 搁浅意味着驱动能力有损失，刮蹭意味着阻力更大。因此，底盘稍高将会提升整机的越障能力。 二. 前撞离地高度 还是借用上面的同一张图 1.前撞的离地高度决定过槛高度 前撞的离地高度直接决定了整机的过槛高度. 一般情况下，整机的过坎高度=前撞的离地高度. 备注：此处所说的过槛高度是指机器正对着直角门槛越障。此时机器两侧的轮子同时接触门槛，如下图所示 前撞(Bumper)是一个探测前方障碍物的机械性质的零部件.要求灵敏度要高，这就意味着微小的阻力就应该触发前撞探测开关，使整机及时避让。 前撞底盖的离地高度＞门槛高度，此时机器可以越过门槛 前撞底盖的离地高度＝门槛高度，此时存在不确定性 前撞底盖的离地高度＜门槛高度，此时机器不能越过门槛 但是，也有一种比较特殊的过槛情况.就是机器斜着越过门槛. 在这种情况下，两侧的轮子并非同时接触门槛。而是机器一侧的轮子先接触门槛并越过门槛，另一个轮子才越过门槛。此时由于一侧的轮子在门槛上会将前撞的离地高度抬高，从而机器能越过更高的门槛。 2.过槛高度 行业内，主流机器的过槛高度是20mm。 请注意，从用户的角度看，过槛的高度越高越好，越有利于穿越实际家庭环境中各种不同高度门槛，实现各个屋子的清扫。 提升越障的高度很容易实现，但是目前由于地检(Cliff Sensor)的探测范围的限制，越障高度基本被限制在了20mm以内。 当门槛的高度大于20mm时，假设机器可以越过，但是由于地检的探测距离区间(一般0-22mm)有限，当机器下门槛之时，机器会将门槛识别为悬崖.所以由于地检的限制，机器可以上槛，却无法下槛，这样显然是不合理的。市场宁愿接受能上能下的产品，即使他越障能力稍差。但也不会接受能上不能下的产品，这也是某些机器特意在前撞底盖下测加胶从而降低整机过槛高度的原因。 3.其他影响因素 其他如轮子的摩擦力、轮子的大小、电机的功率对过槛影响较小。 4.展望未来越障 显然，20mm的越障高度不足以满足正常用户家庭的环境。 在此，我不妨做个大胆的假设：越障高度的提高将会是行业产品未来的一个发展趋势。 但凡有一天地检(Cliff Sensor)能有所突破，越障高度的增高将会掀起扫地机又一轮的热潮.因为越障能力的提升将直接解决用户实际使用中的痛点问题，提升该产品在用户心中的印象。 5.越障的创新设计 当我们都在思考如何通过提升整机的高度来提升整机的越障性能的时候，有人却悄悄将机械原理上最基本的四连杆机构用在扫地机的轮子上，用于辅助过槛，在市场上显得鹤立鸡群，独领风骚。 少有的经典特色设计，我特意贴在下面，供大家参考体会。 三. 轮子位置 通常情况下，扫地机的整体轮廓为标准圆或者近似圆。 1. 轮子的位置 假设： (1)整机的中心即是上图的P_圆心。 (2)在机器正常工作模式下，从俯视角度看，分别定义出左侧和右侧。 (3)在机器正常工作模式下，从俯视角度看，将机器前进的方向定义为Y方向正向，如上图建立坐标系 则： (1)前万向轮必须要在Y轴上，通常为了节约出中间的空间，前万向轮应该尽可能地往前放； (2)左右轮建议优先落在X轴上，通常为了节约出中间的空间，左右轮应该尽可能地往两外侧放； (3)当为了让出足够大的空间给尘盒或空间不够而无法满足落在X轴时，左右轮可以稍稍往后移点，但是此处的微小移动将会给软件带来非常复杂的变更.因为 扫地机转向由两后轮实现 一般的软件默认整机的中心就是整机轮廓的圆心 且扫地机在作弓字形清扫时，相邻往来的两路径上，会覆盖原已清扫路径宽度的一半(请注意原清扫路径的宽度就是中扫滚刷的宽度) 备注：针对第iii点，由于还存在一圈沿墙清扫，所以具有规划功能的扫地机，其清洁路径可以认为：一圈最靠近墙边的半个滚刷宽度的区域仅清扫一遍，其他的中间区域均清扫两遍.(如果有人不理解请自行画草图体会) 如果软件默认的整机中心与实际转弯的中心不同心，即需要优化软件。（如果有人不理解也请自行在纸上画出转弯时的详细路径草图，自行体会） 2 . 拓展 此处同样涉及陀螺仪和加速度计的算法，同上一样的原理，故陀螺仪和加速度计应优先放在整机的中心处，其次选择放在Y轴上，最其次选择放在尽量靠近中心的位置。这样放的好处就是便于软件的算法编写，便于少出问题。 我对算法和软件的计算和控制理解为：能否用数学精确计算得方式将机器的运行路径用数学方程式表达出来。如果可以用一个比较简单的方程式表达出来，那么对应的软件算法也应该相对比较简单，反之则困难。 3 . 结构能解决的问题尽量不要想着让软件去优化 要知道,即便是软件做得好可以解决该缺陷，但也只是在软件算法做的好的情况下。 要知道，好多重大问题本不应该发展到最后一发不可收拾的地步。往往由于在其萌芽状态的时候，大家未给予足够的重视与尊重，导致出现的小问题引发一系列不可控的大问题。 所以，商鞅老先生曾经告诫我们：见于未萌。 如果一个产品，仅仅有少数地方做得很勉强很极限或许还可以接受。 但是一个产品，很多地方做的很勉强很极限，那这个产品的质量将会大打折扣。 如果一个产品，从刚刚开始布局或者刚刚开始拆件时就设计得很勉强很极限，这个时候就要小心了，请记得给自己的设计留点余量。 如果一个产品，许多的零件都需要控制尺寸的精度，平面度。那么，这个设计本省就不是一个好的设计。 好多工程师 或者，在设计的时候知道此处可能会有风险点，但仅仅验证手板OK，就不再去考虑万一开模后达不到设计的要求，是否还有比较保险简单可行的改模措施？ 或者只关注自己的设计，基本不考虑模具的制造难易程度，见到能倒圆角的位置都倒上圆角，不去区分擦穿碰穿以及分型线的位置.有关模具人员对拆电极打圆角的抱怨不在少数。有更甚者，能设计出后模斜顶的却做成出前模斜顶，能设计出后模斜顶的却做成出前模内隧道滑块。此处正是体现一个结构工程师的基本功底，却很少有人注意。 或者，还有工程师喜欢让模具厂去控制尺寸的精确性，而忽略自己设计功底的缺失.如果每一个零件都要求尺寸做精确，每个零件都平整不变形，那还要工程师干嘛.就像早年的模具设计师一样，机床加工精度不够，用模具设计师的经验和水平去弥补.正是由于机床加工精度不够才凸显出了一个模具设计师的真功夫。 4. 设计至上，责任至上 一个好的工程师，是可以靠自身的设计经验和水平去掩盖零部件本身的潜在可能出现的缺陷。即使零件个别尺寸平面度得不到很好的控制，也依然能做出质量稳定的产品.这才是工程师存在的意义。而不是花费更多的人力物力财力去让模具厂/供应商/产线控制产品的精度和质量，更不是让软件去弥补结构的缺陷. 我时常提醒自己：要对自己做出的决定负责任，要对自己的设计负责任。 我觉得一个产品几乎90%的问题都是设计问题。 有人一发现零件变形，就认为是模具或者注塑生产调机问题。就让模具厂不惜余力不计成本地修模调机，他认为模具厂开模之前没评估好必须调整.他们不去思考在设计之初就自行评估风险，进行结构设计改善. 有人一发现零件尺寸不对，就认为模具没做到数，严格要求模具厂必须调到数。而不去思考自己设定地公差是不是面向制造面向生产，是否具备易制造性。 有人一发现产线装错物料，就认为工人培训不到位.而不考虑自己防呆设计的完全性，能否100%防呆。 种种种种，不胜枚举。 如果还有人对我以上的论述嗤之以鼻，那再往简单点说：如果没有设计，是否就杜绝了所有问题？下游出现的所有问题本质上是否都建立在前端设计的基础上？绝大多数情况下是不是底层的设计决定了上层的建筑？就此打住，不再赘述。 四. 重心位置 重心位置还是参考上一张图，重贴如下 1. 重心的最优位置讨论 有人认为，整机地重心应该与整机的中心重合最优，因为重心与陀螺仪和加速度计的位置重合，更有利于机器状态的判别，机器走出的路径更规整. 关于这点，我持保留意见,我甚至认为重心落在黄色线段的区间内更有利于整机的综合性能提升，试想 就取极限位置，假设整机的重心/整机的中心/陀螺仪个加速度计三点重合，会发生什么？ 此时，假设地面非常平整，不可否认，机器的行走路径最规整. 此时，前万向轮对地面的正压力为0，在越障时，前轮被抬起，机器重心向后倾，此时，整机以左右轮为支点形成了一个杠杆，试问机器还能越障吗？此时整机由后驱变成了前驱，到底是前驱的整机性能好还是后驱的性能好？两相比较，高下立见. 综上我认为机器的重心应该在左右轮连线与前万向轮在Y轴上的中点偏后的位置，整机的综合性能相对较好。此重心越靠前，后轮产生的驱动力就越小，不利于提供更大的动力。此重心越靠后，则对于越障性能有削减. 其次，重心处在黄色线段的区间位置，有利于越障和脱困。 2. 重心位置的精确计算 有人可能会有疑问了，整机的重心怎么精确计算？有人利用数学的上用绳子将机器悬挂的方式画两条垂心的交点视作机器的重心，如下图所示.此法虽好，但是毕竟是手工画线，精度极难保证. 以下贴上自己之前计算一款机器重心的原稿，徒手打公式对我来说太累了 说起来，重心精确计算方法的提出，是我最得意的作品，也算是一项行业创新吧. 我当时通过精确计算的方法，指导了整机配重块的调整. 当时由于没有测试工装，也未放在大理石平台上称重导致测试了3组数据稍有误差，但是可以看出3组计算出来的重心位置几乎很接近. 3. 重心的调整 通常计算的重心都会落在Y轴的左边或者右边，这个时候，我们就需要通过增重或削减的方法使重心落在Y轴上. 我推荐优先选择削减的方式去调整重心.因为在没必要增加整机重量的时候，增加的配重质量可能会带来副作用。如 机器过重，给左右轮带来更大的负重，使机器越障过坎能力下降，温升上升，降低电机的寿命 左右轮拉簧的拉力是根据落在轮子上的重量决定的，整机总重量的增加，必然导致拉簧拉力的增加，拉力增加会带来拉簧拉力公差不稳定的问题，拉力不稳定必然导致机器行走过程中抖动和晃动问题.如若仅增加整机重量而不增加拉簧拉力，会降低整机的越障/爬坡/长毛地毯的行走性能。 整机的总重量过重，能耗增加，总跑机时长变短 整机重量的增加，还可能会影响到跌落测试 配重的增加，也必然会导致成本增加 所以，在调整重心的时候，不问青红皂白，一上来就加配重的方式是万万不可取的.这点不仅可以用在整机的重心调整，还可以用在活动的零部件上，如iRobot 的浮动双滚刷系统和小米的单滚刷系统. 以下是iRobot的双滚刷浮动系统 很明显左侧比右边多个中扫电机和齿轮箱，所以两侧的重量不均衡，而浮动滚刷需要不停地上下浮动，若一边重量大一边重量小，则受力不均会影响除尘效率.所以该部件必须要配平. 由于双滚刷重量足够大，所以不宜再增加配重而采用拉簧将电机一侧拉起，使左右两侧重量趋于平衡.此处若采用在电机另一侧加配重的方式，将会导致浮动系统过重而浮不起来或不容易浮起来，从而影响到行进阻力. 以下是小米的单滚刷浮动系统 很明显同iRobot一样，左侧多个中扫电机和齿轮箱，但却采用加配重的方式.这是由于中扫吸口胶皮会产生一定的拉力，而单滚刷重量不够大，所以加配种使浮动系统更容易下落.从而提升清洁效率. 请注意，即使在右侧加了配重，由于留给配重的空间有限.右侧的重量也会比左侧小。 以上可以看出，同样的零部件，同样的影响因素，但是却用两种不同的解决方案，所以调整配平是需要思考的. 4. 整机配重的数量 还有些机器上会配有多个配重块.首先可以确定的是这种做法基本是不可取的. 如果整机上有很多配重块，说明整机的布局本身就存在很大的问题.可以参考经典设计的机器，整机的配重均只有1块，均处在机器的正前方前万向轮附近.且将电池放在机器的正前方位置，同时起到配重的功能. 要知道，在上一家公司，在我未提出精确计算方式确定整机重心的时候.大家都是不知道机器的重心在哪的. 但是依然未发现整机有特别大的问题，理论上可能有小问题，但是没有凸显出来.也就是说，在别人摸黑设计的时候，都只用一个配重去调平，都能通过软件的优化去解决由于重心偏移导致的种种问题，那么为什么你的机器非要加多个配重块呢？ 有时候，用对比的方式去看待问题将会使问题变得更简单.因为两相比较，高下立见，舍此弃彼，确信无疑. 注意：至今几乎尚未看到配重加在整机X轴后方的机器---此项参考前文重心最优位置讨论 5. 电池能起到配重的作用 根据电池的重量和形状，布置电池的位置，可以让电池起到配重的作用. 比如，小米8节18650总容量5200mA.h的电池重量较大，布置在整机的前方中间位置，同时起到配重的作用. 本篇章至此停笔.欢迎大家探讨交流. 希望我微薄的经验，能让更多人受益