机械设计专题制作计划书.PDF

機械設計專題製作計劃書 機器人吸塵器 國立中興大學機械工程學系三年級 洪名杰 張諺廷 郭明穎 1 目錄 一 、前言 二 、設計構想 三 、可行性分析 四、工作進度安排 五 、人力配置 六、預估經費 七 、結論 八 、參考文獻 2 一. 前言 機械是帶給人方便，現代人忙碌，清掃家裡環境的時間相對的少， 如果能將吸塵器結合自動化的機械，清潔環境對現代人來說一定方便 許多 。 相關產品 ： 來思比科技-美國iROBOT 機器人吸塵器 Roomba 是由美國麻省理工學院（MIT ）的「媒體實驗室」研發育成，再經由同在麻省理工「iRobot 」 公司製造。它 的前身是一台聰明的機器人，曾於911 事件爆發後，前往阿富汗協助偵測敵人， 並於9 月份全球矚目的挖掘「金字塔事件」中，擔任重要的開發工作。 Roomba 的體積輕巧， 體重2.5 公斤、身寬34 公分、高9 公分，能像吸塵器一樣自動清理地板，並鑽到沙發及床底下 清掃，碰到牆壁、障礙物或懸空的樓梯 口，都能輕巧彈開，不傷害家俱。Roomba 最大的特色 就是能在使用者不在家或是享受生活的時候工作，生命本就不應該浪費在打掃的工作上。 圖(一) 3 二 、設計構想 機器人吸塵器分成4 個部分 ：1. 動力 ，2. 清潔 ，3. 防撞裝置 ， 4. 紅外線偵測 1.動力部分 ： 底部有三個輪子，分別一前二後，前方的小輪子用於導向功能 ， 後方的二個輪子用於動力驅動 。 後輪 前輪 圖(二) 4 2.清潔部分 ： 圖(三) 參考市面已有的產品iRobot 公司的機器人吸塵器 ，我們決定用馬達 帶動兩個刷子搭配吸塵器 ，刷子將灰塵 、毛髮及紙屑掃入集塵匣 ， 配合吸塵器有漏掉的部分也能清潔乾淨 。 5 清潔功能側面示意圖 ： 集塵匣分成上下兩層 ，上層收集主要的灰塵、毛髮來自刷子 ，下 層收集吸塵器吸起剩餘的灰塵沒有被刷子清除的，分成兩個部分，因 為考慮到成本問題，吸塵器馬達功率高沒有辦法選用價錢太高，多了 刷子部分刷除大部份的灰塵，可以降低吸塵器需要的吸力，因此可以 選用價格適當的馬達 。 6 3.防撞裝置 ： 防撞機制： 吸塵器機器人行進間，會遭遇到牆壁或其他障礙物碰撞，為了降 低碰撞的影響，而採用的緩衝裝置為「彈簧片」。若將彈簧片裝在外 圍，當碰撞發生時，反作用力作用在彈簧上，以此減緩吸塵器整體所 受到的衝擊。 防撞原理： 彈簧係利用伸縮的原理，以作為承載及減震的作用。當彈簧受到 壓縮時，彈簧間無摩擦力產生，因此吸收震動及緩和衝擊力。 V 型彈簧： 7 4.紅外線偵測： 居家環境也會有高低落差，我們希望利用紅外線偵測高低落差， 防止機器人掉落，這樣才能達到在家清潔時也無須有人在家裡留心機 器人的一舉一動，還有考慮到沒電時候，能夠利用紅外線自動偵測充 電位置，才不會發生沒電就停在原地需要人力來移動至充電位置。