产品系统设计综合实践报告

******************

综合测评

*******************

兰州理工大学学生作业

产品系统设计综合实践报告

2015年秋季学期

专业班级：工业设计2班

课程名称：产品系统设计

学生姓名：张变红

学生学号：12020212

指导教师：李奋强李旭王鹏周爱民

设计艺术学院

产品系统设计综合实践报告

班级： 12工设2班学号： 12020212 姓名：张变红

课程名称产品系统设计实践项目名称：智能扫地机产品系统设计综合实践摘要

目前，各式各样的服务机器人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。室内智能扫地机器人就是在这种背景下诞生的一种家庭服务机器人。室内智能扫地机器人的路径规划采用区域充满的规划方法，目标是在设定区域内寻找一条从始点到终点且经过所有可达点的连续路径。根据建立的扫地机器人平台，提出清扫机器人随机运动路径规划算法。机器人利用其上安装的红外传感器和摄像头来识别和感知房间环境，机器人开始以螺旋运动方式覆盖房间的空白区域，当遇到障碍物时，启动障碍物应对策略，通过计算机软件仿真和在房间环境中进行实验验证了该算法的有效性。

1、引言

随着人们生活水平的提高，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又一大难题对不少家庭而言，吸尘器已成为清洁家庭的必备小家电。而对于设计师来说，设计出造型新颖、功能强大、结构合理的吸尘器使他们的工作及任务，而测绘可以帮助他们更清楚的了解吸尘器的内部结构及工作原理，有助于他们合理的进行设计。

1.1目的

近年来，随着中国工业的快速发展，吸尘器的产销量也大幅度增加，随着人们生活节奏的加快，迫切需要从繁重的清洁工作中解脱出来由此诞生了一种家用服务型智能扫地机。它将移动机器人技术和吸尘技术有机的结合起来，实现家庭、宾馆、写字楼等室内环境的半自动或全自动清洁，因此具有广阔的市场前景。

1.2意义

自动扫地机器人是当今服务机器人领域的研究热点。从理论和技术上讲，自动扫地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；从市场上前景讲，自动扫地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。因此开发自动扫地机器人既具有科研上的挑战性又具有广阔的市场前景。2、设计人物及调研分析

2.1设计定位

2.1.1功能定位

可以定时预约、远程操控、自行工作的智能化家用电器。

2.1.2用户群群定位

选择的年龄范围：是25-35岁左右，主要考虑到这年龄层次的人群，都是属于起步不久的工作者或者是以事业稳定急速发展的青年人士。这类人，生活节奏快，比较忙，而且对生活质量要求较高，所以他们喜欢比较智能化的家居。

从性别分析：从男性的角度来看，通常喜欢经济实用、耐久性的家用器具，而且喜欢简约化风格的，颜色偏向于灰色、白色、蓝色等冷色系。从女性的角度来看，她们喜欢经济实用的家用器具，风格偏向于柔和、舒服、精致的。颜色偏向于暖色。

使用地点：家用及宾馆、写字楼等公共场所使用。

经济范围：6000-10000元

2.2设计要求

首先需要产品整体要求呈现出科技感强，结构合理，吸尘性能良好的特点。

功能要求：吸尘能力强、吸尘容量达，工作噪音低。

造型要求：简洁流畅、、尊贵大气、造型优美、、外形小巧、收纳方便、、曲线流畅、清新简约、时尚外观设计、跃动感强。

2.2.1功能参数与性能指标

尺寸：直径340mm,高80mm

功能参数：

1、功率

对于任何电器，功率首先代表的是耗电量的大小，而对于室内智能扫地机来说，不仅代表着机器的耗电量大小，更代表室内智能扫地机的吸力如何。室内智能扫地机的功率越大，一般情况下代表着机器的吸力也越大。本次设计的产品功率在1500W以内，这样一般的家庭电路都能接受

2、真空度

室内智能扫地机吸力的又一个重要衡量参数。一般情况下，室内智能扫地机的功率越大，也就意味着真空度越大。

3、噪音

对于我们室内智能扫地机，肯定是噪音越小越好。影响室内智能扫地机产生噪音的因素有两

个，一是室内智能扫地机其自带的电机，另一原因就是室内智能扫地机其自身的设计。所以本次设计可以使室内智能扫地机在0.5米内就把噪音降到60分贝以下。

4、使用年限

室内智能扫地机一般的使用年限为3年左右。

2.2.2设计主要内容和造型要求

功能：

a.自动返回充电功能

启动机器人自动充电模式，它在完成工作后会自动返回充电并进入待机状态。用户只要打开机器人，剩下的清洁工作就不用担心了。

b.具有预约定时自动清扫功能

可以预约一次和一周内任意预约清扫时间，可以放心上班和出差，也可以自动打扫。

c.脱困功能

可以顺利跳过2CM高的电线等杂物，具有聪明的摆脱困境功能，入遇困境，机器人会自动尝试用各种办法摆脱困境。

d.防跌落功能

在楼梯，会议桌等地方工作也不用担心机器会跌落而造成顺坏及危险，机器人自动感知到危险而避开。

e.液晶显示屏智能报警提醒

智能识别系统能够帮助您判断机器人使用过程中出现的问题，智能识别系统能够自动识别各种异常情况。

f.灵巧边刷

单独的边刷控制边刷高速旋转，将墙角/墙边的垃圾清扫出来并进入尘盒，真正的有效清扫边角灰尘。

结构：整个扫地机的结构由车体、吸尘装置、传感部分、空气采样部分、控制部分组成。传感部分包括底盘两侧的超声传感器和前面的碰撞条和光电开关组成的接触式传感器。扫地机前轮为从动轮，后轮为驱动轮。当发生碰撞时，碰撞条带动光电开关移动产生信号变化。超声传感器对扫地机侧面进行探测，保证扫地机和障碍物的距离或目标进行边缘跟踪。

造型：扫地机的基本造型是圆形的，高度为80cm，比一般的家具低，所以可自由穿梭在床、沙发的下面，可以保证无死角打扫。扫地机的面板上是语音提示系统装置及操作按钮和把手。整个界面比较简洁，还有在面板的边缘有个红外感应器，可接受远程操控。整体造型简洁、