摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 课题的目的和意义 1
1.2 课题背景 2
1.3 文献综述 2
1.3.1 落叶清扫机器人的发展概况 2
1.3.2 国外的发展现状 3
1.3.3 国内的发展现状 4
1.3.4 落叶清扫机器人的发展趋势 5
1.4 本领域存在的问题 6
1.5 本课题主要研究内容 6
第2章 设计方案 7
2.1 总体的设计要求 7
2.2 总体的设计方案 7
2.3 工作原理 8
2.4 设计的主要参数 9
2.4.1 动力方案选择 9
2.4.2 工作速度 9
2.4.3 机架要求 9
第3章 设计方案 10
3.1 动力传递路线图 10
3.2 电机和电瓶的选择 10
3.2.1 电机总功率确定 10
3.2.2 电动机及电瓶的选择 11
3.3 带传动设计计算 12
3.4 3.4链传动设计计算 14
第4章 三维建模和有限元分析 18
4.1 Solidworks 18
4.2 落叶清扫机器人的有限元分析 20
4.2.1 材料的选择 21
4.2.2 网格划分 22
4.2.3 后处理 22
4.3 工艺分析 23
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
附 录 1 28
附 录 2 29
摘 要
在城市的公共场所和校园内，进行树叶的清理是一项既麻烦又费时的工作。以往采用手工清理的方法，不但工作效率低，而且会造成大量的人员伤亡，造成极大的安全隐患。所以，开发一种可以自动进行树叶清理的自动机器人就成了当前的一个热门课题。伴随着科学的发展，机械臂技术也在迅速的发展。在很多城市里，使用机器人来做清扫工作是一项很有意义的工作。所以，对清扫机器人进行系统的研究是目前国内外的一个热点。
文章重点介绍了落叶清扫机的机械结构，并对清扫机的吸尘装置、输送装置和压缩装置进行了详细的分析和设计。为了方便搬运、存储和二次使用，使用了机械强力挤出的办法，将散落的树叶制成了实心的块状，并使用了清理滚轮来处理树叶附着在输送链条上的问题，提高了作业效率。整个落叶清扫机器人采用单片机进行控制，采用slam激光雷达进行定位导航，极大的提高了落叶清扫机器人的自动化程度。
落叶清扫机器人的研究，旨在解决城市公共场所、校园等环境中的落叶清扫难题，提高清扫效率，降低清扫成本，并减少对工人的依赖，从而达到节约资源、保护环境、提升城市品质的目的。
关键词：落叶清扫；传送装置；机械设计；solidworks
第1章 绪论
1.1 课题的目的和意义
落叶清扫机器人是一种能够自主完成落叶清扫任务的智能机器人[1]。它可以在城市公共场所、校园等环境中自动行走，利用激光雷达和摄像头进行环境感知，通过轮式驱动和双臂清扫机构收集落叶，并具备自主充电功能[2]。近年来，随着城市化进程的不断加速，城市公共场所、校园等环境中的落叶清扫问题越来越突出，传统的人工清扫方式效率低下，存在人力浪费和安全隐患等问题。因此，开发一款能够自主完成落叶清扫任务的机器人已经成为研究的热点之一[3][4]。
落叶清扫机器人研究的目的是利用先进的机器人技术解决城市公共场所、校园等环境中的落叶清扫难题，提高清扫效率，降低清扫成本，并减少对工人的依赖，从而达到节约资源、保护环境、提升城市品质的目的[5][6]。
首先，落叶清扫机器人可以大幅提高清扫效率。传统的人工清扫方式效率低下，需要大量的人力物力进行清扫，而落叶清扫机器人可以自主行走、感知环境、收集落叶等操作，具备高效的清扫能力。机器人采用激光雷达和摄像头等设备进行环境感知，可360度无死角地探测周围环境，避开障碍物，从而提高了清扫效率。
其次，落叶清扫机器人还可以降低清扫成本。传统的人工清扫方式需要耗费大量的人力物力，清扫成本较高，而落叶清扫机器人一次性投入成本比较高，但使用寿命长，长期来看总体成本更低[7]。
再者，落叶清扫机器人减少对工人的依赖，避免工人在清扫过程中可能发生的安全事故，保证了工作人员的生命安全和健康。同时，对于校园等场所而言，落叶清扫机器人的使用还可以节约学校资源，避免人力资源的浪费。
最后，落叶清扫机器人的研究还可以降低对环境的污染，保护城市生态环境。在传统的人工清扫方式中，使用大量的化学药物和机械设备，对环境产生了不良影响，而落叶清扫机器人采用无污染的清扫方式，更符合现代城市绿色发展的理念。
综上所述，落叶清扫机器人的研究意义重大，有助于提高城市清洁工作效率，降低清扫成本，并减少对工人的依赖，从而达到节约资源、保护环境、提升城市品质的目的。
