產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐報告

1、* 綜合測評*蘭州理工大學(xué)學(xué)生作業(yè) 產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐報告 2015年秋季學(xué)期專業(yè)班級： 工業(yè)設(shè)計(jì) 2班 課程名稱： 產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 張變紅 學(xué)生學(xué)號： 12020212 指導(dǎo)教師： 李奮強(qiáng) 李旭 王鵬 周愛民 設(shè) 計(jì) 藝 術(shù) 學(xué) 院產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐報告班級： 12工設(shè)2班 學(xué)號： 12020212 姓名： 張變紅 課程名稱 產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì) 實(shí)踐項(xiàng)目名稱：智能掃地機(jī) 產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐摘要目前，各式各樣的服務(wù)機(jī)器人越來越多應(yīng)用于人們的生活中，從事著與人們生活息息相關(guān)的服務(wù)工作，極大地提高和改善了人們的生活質(zhì)量。室內(nèi)智能掃地機(jī)器人就是在這種背景下誕生的一種家庭服務(wù)機(jī)器人。室內(nèi)智能

2、掃地機(jī)器人的路徑規(guī)劃采用區(qū)域充滿的規(guī)劃方法，目標(biāo)是在設(shè)定區(qū)域內(nèi)尋找一條從始點(diǎn)到終點(diǎn)且經(jīng)過所有可達(dá)點(diǎn)的連續(xù)路徑。根據(jù)建立的掃地機(jī)器人平臺，提出清掃機(jī)器人隨機(jī)運(yùn)動路徑規(guī)劃算法。機(jī)器人利用其上安裝的紅外傳感器和攝像頭來識別和感知房間環(huán)境，機(jī)器人開始以螺旋運(yùn)動方式覆蓋房間的空白區(qū)域，當(dāng)遇到障礙物時，啟動障礙物應(yīng)對策略，通過計(jì)算機(jī)軟件仿真和在房間環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法的有效性。1、引言 隨著人們生活水平的提高，健康、舒適的家居環(huán)境越來越被更多的人所關(guān)注。買房裝修成為人們茶余飯后談?wù)摰臒狳c(diǎn)話題，但裝修后又臟又累的衛(wèi)生清掃工作，成為困擾家庭主婦的又一大難題對不少家庭而言，吸塵器已成為清潔家庭的必備小家電

3、。而對于設(shè)計(jì)師來說，設(shè)計(jì)出造型新穎、功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)合理的吸塵器使他們的工作及任務(wù)，而測繪可以幫助他們更清楚的了解吸塵器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，有助于他們合理的進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.1目的 近年來，隨著中國工業(yè)的快速發(fā)展，吸塵器的產(chǎn)銷量也大幅度增加，隨著人們生活節(jié)奏的加快，迫切需要從繁重的清潔工作中解脫出來由此誕生了一種家用服務(wù)型智能掃地機(jī)。它將移動機(jī)器人技術(shù)和吸塵技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)家庭、賓館、寫字樓等室內(nèi)環(huán)境的半自動或全自動清潔，因此具有廣闊的市場前景。1.2意義自動掃地機(jī)器人是當(dāng)今服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。從理論和技術(shù)上講，自動掃地機(jī)器人比較具體的體現(xiàn)了移動機(jī)器人的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，具有較強(qiáng)的代表性

4、；從市場上前景講，自動掃地機(jī)器人將大大降低勞動強(qiáng)度，提高勞動效率，適用于賓館酒店圖書館辦公場所和大眾家庭。因此開發(fā)自動掃地機(jī)器人既具有科研上的挑戰(zhàn)性又具有廣闊的市場前景。2、設(shè)計(jì)人物及調(diào)研分析2.1設(shè)計(jì)定位2.1.1功能定位 可以定時預(yù)約、遠(yuǎn)程操控、自行工作的智能化家用電器。2.1.2用戶群群定位選擇的年齡范圍：是25-35歲左右，主要考慮到這年齡層次的人群，都是屬于起步不久的工作者或者是以事業(yè)穩(wěn)定急速發(fā)展的青年人士。這類人，生活節(jié)奏快，比較忙，而且對生活質(zhì)量要求較高，所以他們喜歡比較智能化的家居。從性別分析：從男性的角度來看，通常喜歡經(jīng)濟(jì)實(shí)用、耐久性的家用器具，而且喜歡簡約化風(fēng)格的，顏色偏向

5、于灰色、白色、藍(lán)色等冷色系。從女性的角度來看，她們喜歡經(jīng)濟(jì)實(shí)用的家用器具，風(fēng)格偏向于柔和、舒服、精致的。顏色偏向于暖色。使用地點(diǎn)：家用及賓館、寫字樓等公共場所使用。經(jīng)濟(jì)范圍：6000-10000元2.2設(shè)計(jì)要求首先需要產(chǎn)品整體要求呈現(xiàn)出科技感強(qiáng)，結(jié)構(gòu)合理，吸塵性能良好的特點(diǎn)。功能要求：吸塵能力強(qiáng)、吸塵容量達(dá)，工作噪音低。造型要求：簡潔流暢、尊貴大氣、造型優(yōu)美、外形小巧、收納方便、曲線流暢、清新簡約、時尚外觀設(shè)計(jì)、躍動感強(qiáng)。2.2.1功能參數(shù)與性能指標(biāo)尺寸：直徑340mm,高80mm功能參數(shù)：1、功率對于任何電器，功率首先代表的是耗電量的大小，而對于室內(nèi)智能掃地機(jī)來說，不僅代表著機(jī)器的耗電量大小

6、，更代表室內(nèi)智能掃地機(jī)的吸力如何。室內(nèi)智能掃地機(jī)的功率越大，一般情況下代表著機(jī)器的吸力也越大。本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品功率在1500W以內(nèi)，這樣一般的家庭電路都能接受2、真空度室內(nèi)智能掃地機(jī)吸力的又一個重要衡量參數(shù)。一般情況下，室內(nèi)智能掃地機(jī)的功率越大，也就意味著真空度越大。3、噪音對于我們室內(nèi)智能掃地機(jī)，肯定是噪音越小越好。影響室內(nèi)智能掃地機(jī)產(chǎn)生噪音的因素有兩個，一是室內(nèi)智能掃地機(jī)其自帶的電機(jī)，另一原因就是室內(nèi)智能掃地機(jī)其自身的設(shè)計(jì)。所以本次設(shè)計(jì)可以使室內(nèi)智能掃地機(jī)在0.5米內(nèi)就把噪音降到60分貝以下。4、使用年限室內(nèi)智能掃地機(jī)一般的使用年限為3年左右。2.2.2設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和造型要求功能：a.自動返

7、回充電功能啟動機(jī)器人自動充電模式，它在完成工作后會自動返回充電并進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。用戶只要打開機(jī)器人，剩下的清潔工作就不用擔(dān)心了。b.具有預(yù)約定時自動清掃功能可以預(yù)約一次和一周內(nèi)任意預(yù)約清掃時間，可以放心上班和出差，也可以自動打掃。c.脫困功能可以順利跳過2CM高的電線等雜物，具有聰明的擺脫困境功能，入遇困境，機(jī)器人會自動嘗試用各種辦法擺脫困境。d.防跌落功能在樓梯，會議桌等地方工作也不用擔(dān)心機(jī)器會跌落而造成順壞及危險，機(jī)器人自動感知到危險而避開。e.液晶顯示屏智能報警提醒智能識別系統(tǒng)能夠幫助您判斷機(jī)器人使用過程中出現(xiàn)的問題，智能識別系統(tǒng)能夠自動識別各種異常情況。f.靈巧邊刷單獨(dú)的邊刷控制邊刷高速

8、旋轉(zhuǎn)，將墻角/墻邊的垃圾清掃出來并進(jìn)入塵盒，真正的有效清掃邊角灰塵。結(jié)構(gòu)：整個掃地機(jī)的結(jié)構(gòu)由車體、吸塵裝置、傳感部分、空氣采樣部分、控制部分組成。傳感部分包括底盤兩側(cè)的超聲傳感器和前面的碰撞條和光電開關(guān)組成的接觸式傳感器。掃地機(jī)前輪為從動輪，后輪為驅(qū)動輪。當(dāng)發(fā)生碰撞時，碰撞條帶動光電開關(guān)移動產(chǎn)生信號變化。超聲傳感器對掃地機(jī)側(cè)面進(jìn)行探測，保證掃地機(jī)和障礙物的距離或目標(biāo)進(jìn)行邊緣跟蹤。造型：掃地機(jī)的基本造型是圓形的，高度為80cm，比一般的家具低，所以可自由穿梭在床、沙發(fā)的下面，可以保證無死角打掃。掃地機(jī)的面板上是語音提示系統(tǒng)裝置及操作按鈕和把手。整個界面比較簡潔，還有在面板的邊緣有個紅外感應(yīng)器，可

9、接受遠(yuǎn)程操控。整體造型簡潔、時尚，符合現(xiàn)代人的審美觀。2.2.3產(chǎn)品基準(zhǔn)或競爭對手通過前期的調(diào)研了解了智能掃地機(jī)的各大品牌，包括科沃斯、浦桑尼克、飛利浦、?，斕亍_伯特等。此款掃地機(jī)與市場上的艾羅伯特在造型和功能上比較相近。3、設(shè)計(jì)方案構(gòu)思及方案論證3.1方案構(gòu)思3.1.1方案1構(gòu)思說明及草圖圖1. 方案一此款設(shè)計(jì)方案主要是在外觀造型方面著手構(gòu)思，還是以圓形為基本型進(jìn)行設(shè)計(jì)，一種是邊緣比較圓滑、整體感覺比較扁平；另一種是面板和底盤分界較明顯，邊緣過度感不強(qiáng)，也不是那么圓潤。3.1.2方案2構(gòu)思說明及草圖圖2. 方案二 在做此款設(shè)計(jì)方案的時候我主要是想到了掃地機(jī)的一個系統(tǒng)的功能，它可以向電腦3

10、60清理軟件清理電腦一樣，也可以給房間做個完整的清理，首先有房檢的功能，當(dāng)檢測到房間哪里有問題（比如：房間灰塵太多、某種氣體超標(biāo)危害人體健康、太過干燥）時，可著重進(jìn)行清理或指揮調(diào)整，這主要是對它的內(nèi)部系統(tǒng)進(jìn)行智能化。而且基于這種想法，我給掃地機(jī)起了個名字叫安全居士，它可以智能操控保障人們的生活。面板我也設(shè)計(jì)成了類似360的圖標(biāo)。3.1.3方案3構(gòu)思說明及草圖圖3. 方案三此方案的設(shè)計(jì)特別之處就是把室內(nèi)空氣檢測儀與掃地機(jī)的功能結(jié)合在一起，這樣它除了有掃地功能之外還有了室內(nèi)空氣檢測的功能。在面板上安裝了各種空氣采集器，而且監(jiān)測的結(jié)果完全可以通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在面板上的LED顯示屏上顯示出來，而且也可以

11、通過自帶的打印機(jī)打印出結(jié)果。3.2方案論證 通過設(shè)計(jì)構(gòu)思，我初步形成的設(shè)計(jì)思路是整體造型方面與市場上的相比較差別不大，都是圓柱狀的，最主要的是面板的設(shè)計(jì)，在面板的上方做一個LED電子顯示屏，然后屏幕兩側(cè)就是電子屏顯示內(nèi)容的操控按鈕，可以上翻、下翻查看顯示的結(jié)果等。然后面板下方就是掃地機(jī)功能指示按鈕和把手設(shè)計(jì)，把空氣采集器設(shè)計(jì)在掃地機(jī)的兩側(cè)，這樣整體外觀顯得大方得體。這一切智能化的操控都是通過內(nèi)部安裝的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)指示操控的，所以在整個結(jié)構(gòu)合理安裝的情況下這些功能都是能夠?qū)崿F(xiàn)的。4、方案深化及方案表現(xiàn)4.1基本功能及輔助功能基本功能：1.自動檢測垃圾并對較臟的區(qū)域重點(diǎn)清掃2.自動尋找智能充電座回去

12、充電3.定時清掃4.當(dāng)機(jī)器被卡住能自動擺脫5.支持遙控6.邊角清掃程序7.不重復(fù)清潔、不留死角和樓梯防跌落功能8.語音提示系統(tǒng)輔助功能：進(jìn)行室內(nèi)空氣檢測。4.2基本技術(shù)結(jié)構(gòu)此款智能掃地機(jī)有沿邊清掃技術(shù)，可自動清掃墻邊、桌角等邊緣污垢，完成清掃后能夠自動返航充電；防跌落技術(shù)，可自動避開樓梯等落差平臺；可定時清掃，隨意指定每日清掃時間；有輕觸防撞緩沖器，能避免家具受損，可防纏和流蘇，自動反轉(zhuǎn)脫困；污垢探測技術(shù)，探測更多污垢啟動局部模式重點(diǎn)清掃。旋轉(zhuǎn)邊刷，拾起墻角、家居底部的細(xì)微灰塵，毛刷和膠刷對向旋轉(zhuǎn)，飛速卷起地面灰塵、毛發(fā)、碎屑。一體式軸承的升級即膠刷毛刷清潔頭一體化設(shè)計(jì)，減少毛發(fā)纏繞。4.3造

13、型特征表現(xiàn) 造型是產(chǎn)品的實(shí)體形態(tài)，視功能的表現(xiàn)形式。此款掃地機(jī)是以曲線為主的線條的結(jié)構(gòu)風(fēng)格，從情感上說，曲線代表的是溫柔的、委婉的情感，所以整體造型能夠給人帶來溫馨的親切感。整體造型簡單大方，整體感很強(qiáng)；然后在面板上上部有一凸起的部分像房子一樣，代表著居室，顯示屏就像窗戶，這樣個人感覺有家的溫馨感，也代表了它是在室內(nèi)工作的。在掃地機(jī)兩側(cè)分別有兩個空氣采集器，整體是嵌入在車體里面的，外面有個蓋子可以和車身很好的融合在一體，在掃地機(jī)工作時可自動打開，進(jìn)行空氣采集，當(dāng)其不工作時，就會自動合上，使整個設(shè)計(jì)顯得一體化。4.4色彩方案 本次設(shè)計(jì)的智能掃地機(jī)以單色為主，主要用到的顏色有白色、黑色、灰色等幾種

14、。 圖4. 灰色系掃地機(jī) 圖5. 白色系掃地機(jī)4.5人機(jī)分析按鈕人及分析：在同一平面相鄰切相互平行配置的按鈕操縱器開關(guān)不產(chǎn)生干涉的內(nèi)側(cè)間距應(yīng)符合以下規(guī)則：按鍵設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的距離標(biāo)準(zhǔn) 單位：mm按鈕單（食）指操作1250各指依次連續(xù)操作625各個手指都用1212此設(shè)計(jì)中按鈕由于是單指操作所以間距設(shè)計(jì)為10mm，直徑為10mm符合人機(jī)工程。4.6產(chǎn)品使用說明 隨著智能掃地機(jī)的發(fā)展，智能掃地機(jī)的附加功能日益增加，也越發(fā)的顯得智能，操作也越發(fā)的簡單。使用時按一下電源按鈕就會自動進(jìn)行工作。4.7方案表現(xiàn)圖(1) 產(chǎn)品建模圖 (2)產(chǎn)品效果圖(3)產(chǎn)品尺寸圖（三視圖） (4)產(chǎn)品局部詳圖 5、總結(jié)5.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：自動檢測垃圾并對較臟的區(qū)域重點(diǎn)清掃；自動尋找智能充電座回去充電；定時清掃；當(dāng)機(jī)器被卡住能自動擺脫；支持遙控；邊角清掃程序；不重復(fù)清潔、不留死角和樓梯防跌落功能；語音提示系統(tǒng)，如操作不當(dāng)可自動報警指示。5.2設(shè)計(jì)創(chuàng)新之處 本次設(shè)計(jì)不但有功能方面的創(chuàng)新也有造型方面的創(chuàng)新。功能方面最主要的是增加了室內(nèi)空氣檢測裝置和語音報警裝置。造型方面，采用大量的曲線處理造型，使整個造型簡單而又大方，同時也有了家庭溫馨感。5.3不足之處 產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)果基本符合設(shè)計(jì)定位要求，但是還是與最