1、毕业设计开题报告 机械设计制造及其自动化 便携式真空吸尘器三维造型设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1901 年美国人布斯发明世界上第一台电动吸尘器， 1907 年 J .M.斯潘格勒研制出移动式真空吸尘器 1。目前吸尘器的设计达到日已精湛完善的地步出现了七重过滤干净排气系统，尘满显示，无需更换滤尘袋，自动停吸功能；采用五重分段过滤技术，滤尘袋采用新型 SMS 材料，稍加冲洗便可洗净；龙卷风集尘设计，将尘气分离，避免二次污染 2 3以及海尔的除螨系列 ZW1200- 8 4设计等等。 随着现代科学技术的不断进步和快速发展，人们的物质和精神生活质量逐步提高，迫切需要从繁重
2、的清洁工作中解脱来 ,所以人们将许多高新技术应用于吸尘器的研制和开发工作中去 ,涌现出了许多功能各异的新型吸尘器。下面向大家介绍一些国外运用高新技术研制和开发出的新型高科技吸尘器。 英国 DC26 吸尘器：与同类产品相比具有更轻的重量和更小的体积，但除尘效率却能更胜一筹。该款吸尘器拥有旋风技术 利用空气高速旋转时的离心力将垃圾分离后吸入。吸入垃圾的工序分为以下 4 个阶段。用 500G 左右的离心力分离大块垃圾 收集到透明 的“集尘筒“中。用安装在集尘筒内侧的网状过滤板拦截棉絮和宠物的毛发等同样收集在集尘筒中。高速旋转位于过滤板内侧的圆锥状筒群中的空气 利用产生的 1万 5000G 的强大离心
3、力去除花粉和壁虱的粪便等微细垃圾。这些垃圾落在集尘筒的底部 。使用 HEPA 过滤器拦截更微细的垃圾 5，以使排气清洁。 法国 UttraOne 吸尘器：该款吸尘器长 495mm，宽 314mm，高 247mm，重 6kg，能耗 230 800W,吸尘容量为 5L6。它除了可以打扫普通地面的灰尘之外，还具有较强的吸附力以及清 洁空气的能力。器清洁空气的方式，是使用 290W 的高吸力嘴管把空气吸入密闭性很好的空气过滤器内 HEPAl3(S过滤器 ) 。可以有效收集直径 0.05 0.15 m 的灰尘颗粒 (99.95以上 )。但主机最小噪音仅为42dB。在吸尘器中算是超静音级别的。 在密闭性、
4、静音性以及除尘率方面这款机器在高端机型中算是业界第一的。 日产吸尘器：日本某公司在 2002 年上半年推出了家庭用吸尘器机器人 7。该机器人可以根据房间的状、地板状况、垃圾量进行自动清扫，工作时，首先会沿房间四周走一圈记忆房间形状，然后，在避开障 碍物的同时以纵、横向方式来回移动进行清洁，清洁工作完成后会自动停止。该吸尘器机器人配备有 50 个传感器，可一边自动行走一边进行清扫。它利用光及超声波的测距传感器、压力传感器来避开障碍物；内置有回转传感器，用来控制行走姿势以保持既定的行进方向；安装了方向舵传感器，可以检测出由于地毯花纹影响而产生的行进方向偏差，因此即使在铺有地毯的地板上也能够直线前进
5、。此外，该机器人体内还安装有防止从台阶等高处滚下的落差传感器、感知暖炉等热源的热传感器、检测自身所受外力大小确定的重量传感器及防滑传感器、检测添加动力的负载传感器。 它可以同普通的障碍物最少保持 10CM 的距离，而在探测到热源时，将会同热源至少保持 50CM的距离。其外形大小为 367mm*292mm*265mm 重 9.8Kg，最大移动速度为 30cm/s。当传感器探测到地板上的垃圾时，会将吸力提高到平时的 15 倍同时将移动速度下降为 15cm/s，仔细地进行清扫。在没有垃圾的地方会以 30cm/s 的速度移动，吸力也降低，一次充电可工作 55 min，清扫 80m2 的房间，除尘功率为
6、 90W。 瑞士三叶虫吸尘器：这款吸尘器可以设定清洁的日期和时间，到时它会自动完成居室的清洁工作，工作完成之后 ，三叶虫会自动返回到它的充电座进行充电。三叶虫 ZA2 通过发出无害的超声波来确定整个房间的面积并且在其中巡航。它利用 Z 字形的巡航清洁路线来计算剩余的清洁面积 8。它拥有的电动滚刷不但能够清理一般的垃圾、碎屑及头发，而且还可以清除更加细小的微尘。从地毯到瓷器表面，都可以轻松清洁。如果有楼梯，三叶虫的楼梯感应器可以保护它不会从楼梯跌落下来。同时用户也可以在多种清洁方式之间进行选择：普通、快速、点装清洁。 1cm 高和 3cm 的直径，让这款小吸尘器在居室中可以自由行走，即使低矮的床
7、下，柜子下面，、都能钻进去进行清洁。 90W的吸入功率保证能彻底清洁屋内各种灰尘。 澳大利亚的 V4 吸尘机器人：澳大利亚某公司也研制出可自动行驶并打扫间的 V4 型机器人 9。这款机器人除了最基本的扫地功能，它还具有强吸力，智能寻找垃圾，并且具有预约定时自动清扫以及智能返回充电功能，对于老年人或是经常出差的人非常合适。其采用智能行走路线，大大提升清洁效率，清扫覆盖率达到 99%以上。适用于家庭中的各种地面，就连一些边角、狭小的空间，也能彻底清洁。它的吸力可以达到 300 400pa，能够将地面上的微尘清除干净。当前面灰尘较少时，机器以扇形路线行走；当前方 灰尘量较大时，机器已螺旋形路线行走。
8、采用了悬挂式滚轮，独特边刷设计，清洁无死角。 国内目前也已开始有关的研究开发工作，特别是在移动机器人的运动规划与控制方面取得了一定的成就 10 11，为研究开发吸尘机器人奠定了技术基础。某大学开发研制了全方位移动地面清扫机器人 12，该机器人的控制系统能够准确解读遥控信号，并对机体下达工作指令，随时接收“眼睛” (即红外光电开关和超声传感器 )感知的四个方向的外部障碍信息，并据此要求机器人做直线或转向运动，行进中，它不停转动地板刷，把地面上的灰尘全部填进“肚”内，这种机器 人一次充电可持续工作半小时，具有智能电源管理功能，延长了运行时间，平均每分钟行走速度为 15m。此外该吸尘机器人采用开放式
9、机器人控制结构，实现硬件可扩展、软件可移植、可集成，使得机器人作为服务载体具有更好的功能适应性。同时 ,其它院校对移动吸尘机器人也作了大量研究工作，取得了不少的成果 13。 综合上述国内外真空吸尘器的研究现状和现代家政服务业中家用吸尘器的发展需要，基于便携式真空吸尘器具备以下特点： 1.体积小，大功率； 2.小巧轻量，吸力强劲； 3.可洗滤尘袋； 4.可根据不同情况更换附件； 5.配备背带，移动快捷 方便，吸尘更轻松。特此选择便携式真空吸尘器三维造型设计作为毕业设计课题。 一、 研究的基本内容，拟解决的主要问题： 研究的基本内容： 1. 便携式真空吸尘器装配图设计； 2. 壳体、前罩等零部件设
10、计； 3. 便携式真空吸尘器造型设计。 拟解决的主要问题： 1. 提高吸尘器真空度，吸尘效果的问题； 2. 降低吸尘器的噪音； 3. 提高吸尘器灰尘收纳性。 三、研究步骤、方法及措施： 1. 熟悉和了解目前便携式真空吸尘器的应用现状； 2. 主体设计方案比较； 3. 电机型号的选定； 4. 各部件材料的选定； 5. 主体装配图设计； 6. 壳体、前罩等零部件设计； 7. 提高密封性的设计； 8. 降低噪音的设计； 9. 电路控制的设计。 四、参考文献 1吸尘器 .中国制造网 EB.： http:/cn.made- in- .2005. 2宁绍强 .产品形象设计 M.北京 :化学工业出版社 .2
11、004. 3阿尔文 .人体工程图解 设计中的人体因素 M.北京 :中国建筑工业出版社 .2004. 4朱序璋 .人机工程学 .西安电子科技大学出版社 M.1999. 5于晓蕾 . 创新平台 2009 年第 7 期 6韦木 . 家电大视眼 2010 年 6 月 7陈之远 .更加人性化的智能吸尘器 J.家电大视野， 2002，（ 9）： 4850. 8于琴 . 家电大视眼 2009 年 12 月 9胡跃明 ,丁维中 ,吴忻生 .吸尘机器人的研究现状与展望 J.机器人技术与应用， 2002， 15（ 1）： 3235. 10李磊，叶涛，谭民 .移动机器人技术现状与未来 J.机器人， 2002， 24(5)： 475-480. 11卢韶芳，刘大维 .自主式移动机器人导航研究现状与相关技术 J .农业机械学报， 2002， 33(2)：112116. 12王炎，周大威 .移动式服务机器人的发展现状及我们的研究 J.电气传动， 2000， 30(4)： 37. 13沈乃勋，龙锡怡，刘荣生 .宾馆用吸尘机器人的研究 J.机械， 2000， 28(4)： 6062.
