摘 要
城市公共场所、校园等环境中，落叶的清扫一直是一个繁琐而耗时的任务。传统的人工清扫方式不仅效率低下，还存在人力浪费和安全隐患等问题。因此，研发一款能够自主完成落叶清扫任务的机器人成为了当今研究的热点之一。随着科技的不断进步，机器人技术也得到了飞速发展。利用机器人进行城市清洁工作已经成为了许多城市的重要发展方向。因此，研究城市清洁机器人已经成为了当前机器人领域的热门话题之一。
本文主要对手扶式落叶清扫机的机构设计，分别对清扫装置、传送装置、压缩装置进行分析设计。采用机械强力挤压的方法，把松散的落叶加工成固体块状以利于运输储存及二次利用，采用清扫辊解决了落叶粘附传送链的问题，采用机械挤压的方式提高了作业效率。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
目 录
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
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。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。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。
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。
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。
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。
1.2 课题背景
城市化进程的加速和人们生活水平的提高，使得城市公共场所、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，需要投入大量的人力物力进行清扫，而且存在人力浪费、安全隐患等问题，已经不能适应现代城市快速发展的需求。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。
随着科技的不断发展，机器人技术也得到了飞速进步，尤其是在感知、导航和控制等方面的技术突破，推动着智能机器人的发展。利用机器人进行城市清洁工作已经成为许多城市智慧化发展的方向之一，落叶清扫机器人作为其中的重要组成部分，具有重要的应用前景和市场需求。
落叶清扫机器人的研究背景主要包括以下几个方面：
（1）城市化进程的快速发展：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，已经不能适应现代城市快速发展的需求。为了提高城市绿化水平和保障城市环境的美观整洁，研究一款自主完成落叶清扫任务的机器人具有重要意义。
（2）智能机器人技术的进步：随着感知、导航、控制等方面的人工智能技术的不断进步，机器人技术也得到了飞速发展。利用机器人进行城市清洁工作已经成为许多城市智慧化发展的方向之一，落叶清扫机器人作为其中的重要组成部分，具有广泛的应用前景和市场需求。
（3）传统落叶清扫方式存在的问题：传统的落叶清扫方式需要投入大量的人力物力进行清扫，效率低下，且存在人力浪费、安全隐患等问题。在城市公共场所、校园等环境中，使用机器人进行清扫可以有效降低成本，提高清扫效率，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。
综上所述，落叶清扫机器人的研究背景是城市化进程的加速、智能机器人技术的进步以及传统落叶清扫方式存在的问题。开发一款能够自主完成落叶清扫任务的机器人，将有助于提高城市清洁工作效率和环境卫生水平，减少对工人的依赖，从而为现代城市的可持续发展做出贡献。
1.3 文献综述
1.3.1 落叶清扫机器人的发展概况
落叶清扫机器人是一种能够自动收集和处理落叶的智能化设备。随着人工智能、自动驾驶、传感器技术的不断发展，落叶清扫机器人的功能和性能也在不断提高。早期的落叶清扫机器人主要是通过机械方式收集落叶，但这种方式容易造成废物的浪费和环境污染。随着技术的进步，新一代的落叶清扫机器人采用了更加先进的技术来实现自主导航和智能识别，减少废弃物的产生并提高清扫效率。目前，落叶清扫机器人已经广泛应用于城市公园、大型商业区、校园等场所。一些公司还开始开发具有多功能的清扫机器人，如增加抠草、修剪、除雪等功能，以满足不同用户的需求。
1.3.2国外的发展现状
落叶清扫机器人在国外的发展已经相当成熟，许多公司和研究机构都投入了大量资金和精力来开发和推广这种智能化设备。以下是落叶清扫机器人在国外的发展现状：
日本是落叶清扫机器
