1. 研究目的与意义
(1) 研究背景
为解决日常生活里清洁工作效率较低和成本高昂的问题，扫地机器人这种智能清扫吸尘工具被研发了出来 [1]。国内外对于清扫机方面的研究早有一定的成果。自从20世纪40年代，清扫机就已现身于美国、英国的大街小巷；我国的第一台清扫机设备也于60年代建造出来。清洁机器人技术是20世纪80年代发展起来的，一开始只是用于地面简易清洁，往后渐渐形成了融机械学、电子技术、传感器技术等 [2]。随着我国的经济的快速发展，体力劳动的成本逐年提高,环卫清扫工作继续使用大量人力资源是不现实的，也不符合我国城市化进程及可持续发展战略的大方针，所以环卫清扫工作的发展趋势必然是以高机械化程度的清扫设备替代人工清扫 [3]。我国投入使用的清扫设备虽然有多重种类和功用，但是针对楼道及马路等日常环境的小型路面清扫机仍需进一步改善，在智能化和人性化设计上均存在欠缺。目前我国投入使用的道路清扫设备主要是大型清扫车和人力驱动车[4]。但是二者皆因为体型原因，不利于在繁忙的交通路面进行长时间的清扫作业。并且现有的大型清扫车智能程度都欠佳，需要研究一种更为小型，智能的清扫机设备。
近年来清扫车的使用范围在不断扩大，不仅大城市在使用，中小城市也青睐于使用。由于小型车独有的便利特点，人们对于小型清扫车的需求也日益增加[5]。目前，市面上以大型发动机驱动的清扫车非常常见，市场价位较高。自动化程度高、清扫效率高是它的优点，而它的缺点是不具有普适性，产生的噪音大，成本也很高昂[6]。目前国内外对路面清扫机器人的研究比较充分，形成了一套比较完整的研究体系。但是，学者们的研究主要集中在大型清扫车和人力驱动车上，对更适合应用于楼道，马路等小型路面的小型智能清扫机的研究仍有不足。在机器人研发过程中，舒适度，便捷度和令人满意度都是重要指标 [7]。根据对乡镇道班作业的调查结果显示，道班工作人员大多还是通过纯人工的方式进行作业 [8]。在国内市场需求和同时这种小型清扫车应适用于复杂路况,操作简单、轻便,在增大承载容积和载荷能力的同时,能够降低重量,提高使用寿命 [9]。
2. 研究内容和预期目标
(1) 主要研究内容
本研究拟分机械结构分析和自动控制分析两个主要部分。在功能上可拟分有清扫模块，行进模块，操作模块三大方面需要解决。首先对小型路面清扫机的系统应用要求和机械结构进行一个重新的审视，深入分析小型路面清扫机较传统大型清扫车和人力驱动车所具有的异同优劣所在。理解清扫系统应用要求和机械结构原理，完成相关机械系统方案设计，通过计算确定受力结构，确定相关零件参数，运用Autocad绘制二维图纸；核准和精确分析，运用Solidworks绘制清扫机器人的三维模型；确定路面清扫过程与逻辑，设计一套完整的路面清扫程序，进行智能化设计。
(2) 预期目标
3. 研究的方法与步骤
（1）研究方法
① 文献研究法：通过图书馆、互联网、电子资源数据库等途径查阅大量文献，理解智能清扫机器人机械结构，自动化控制等方面的理论知识。理清智能清扫机器人的发展脉络及研究现状，为更全面地、正确地了解研究问题提供思路和参照。
② 探索性研究法：根据已知的智能清扫机器人领域取得的成果，探索创造出更为新颖，人性化的小型智能清扫机器人。
4. 参考文献
[1] 时光升,董慧芳,杨佳宾,王海波,席盈盈,王明鑫,胡健.一种高层建筑楼梯清扫机器人的结构设计[J].科技风,2022(36).
[2] 张云秀,周建荣,张宏.桨式路面清扫机的设计与研究[J].林业机械与木工设备,2014,42(10): 22-25.
[3] 韩文翔,石荣玲,朱亚.小型电动清扫车洒水收集系统设计及研究[J].河南科技, 2018(19): 3.
5. 计划与进度安排
（1）2024-1-15～2024-3-5 调研文献资料，进行文献综述，撰写开题报告，翻译英文文献；
（2）2024-3-6～2024-3-31 查阅相关资料，深入了解路面清扫系统组成，开展系统初步的机械结构设计、控制方案研究；
（3）2024-4-01～2024-4-30 优化路面清扫系统机械设计方案，开展关键部件参数选型计算和自动控制系统设计，完善相关辅助系统；
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