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非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

挑战杯科技发明类全国特等奖作品汇编

同类课题研究水平概述：

目前，在美国、日本、韩国、欧洲等发达国家和地区，

如Irobot、伊莱克斯、三星、日立等世界著名公司都已开发

出智能清洁机器人。美国专业机器人公司Irobot的产品

Roomba，是以数学运算理念设计的，按逐渐扩大的螺旋状运

转覆盖整个空间，碰到障碍物后，会转过一定角度继续清洁，

通过交叉、重复螺旋运转的路线清洁。该产品没有定位功能，

只能做简单的避障，导致它的路径规划重复无效率。瑞典家

电制造商伊莱克斯研制生产的清洁机器人小“三叶虫”体积

小巧,利用超声波探测障碍物，配有编码器来实现相对定位

功能，可建立电子地图，清扫方式为，先沿墙壁绕房间走一

周，规划路径后遇障碍物时重新规划路线。韩国三星公司发

布的必威体育精装版吸尘机器人VC-RP30W,内部装有陀螺仪和编码器导

航，对于陀螺仪的累积误差通过机器人天花板上的一个视觉

定位装置来消除，使用直走迂回算法遍历房间。20XX年，

Irobot公司推出新产品Scooba230，采用了iAdapt科技来

感知和监控环境以及使用不同的策略确保地面的干净，内置

三级清洗系统，包括清洗、擦洗和擦干地面。缺点是需要人

工完成加水换水。近些年，国内也已开始有关清洁机器人的

研究开发工作，特别是在移动机器人的运动规划与控制方面

非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

取得了一定的成就。哈尔滨工业大学与香港中文大学合作研

制了全方位移动地面清扫机器人。采用全方位移动技术，实

时避障，具备自动和遥控两种控制方式。浙江大学机械电子

研究所也开展了关于清洁机器人的研究工作，并推出了具有

初步智能的清洁机器人样机，该机器人能够自主避障，具备

自动充电功能，一次清洁覆盖率达到90%。另外华南理工大

学、上海交通大学等院校科研机构也进行了不同程度的研

究，取得了一些成果。深圳银星智能电器有限公司生产的KV8

是的国内产品化的清洁机器人的代表，是国内首个产品化清

扫机器人。其采用外螺旋的清扫方式，可以沿墙行走清洁墙

角，红外测距传感器用来避障，价格很便宜。缺点是，没有

定位功能，效率低下。综合以上分析可以看出：绝大部分清

洁机器人不具备有效拖地功能，便宜的低端产品要么没有合

理的传感器组要么是定位算法过于粗糙，而高端产品，因价

格十分高昂而难以普及。从家用清洁机器人市场发展趋势来

看，提供一套真正针对自动有效扫地拖地且成本低、价格便

宜问题的解决方案将是清洁机器人研发中的热点问题和关

键技术。

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网络智能娱乐健身系统第十二届“挑战杯”省赛作品

小类：机械与控制大类：科技发明制作A类简介：

本作品是集娱乐、网络、智能和科学性于一体的健身系

非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

统，系统分成软件模块和硬件模块两部分。系统的整体架构

主要以下4个部分组成：改造过的动感单车、可供用户娱乐

的多人在线游戏、多功能网站、和存储用户信息的数据库。

其创新点主要体现在以下四个方面：网络游戏娱乐健身、智

能阻尼调节、网络社交平台和设备的物联网化。

详细介绍：

为了解决当前健身设备主要存在的以下问题：功能单

一、枯燥无味、无法获取用户的健身数据等，我们提出了本