一款高效的家用清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)研究

黃緯

摘要：以智能家居產(chǎn)品的興起為引，論述了空氣凈化器和掃地機(jī)器人在未來的發(fā)展?jié)摿ΓM(jìn)而通過研究其功能、結(jié)構(gòu)、使用方式等，發(fā)現(xiàn)了一些可改良和創(chuàng)新的地方。從降低噪音、提高凈化面積、精簡結(jié)構(gòu)、節(jié)約成本和能源等方面設(shè)計(jì)了一款高效的家用清潔機(jī)器人。

關(guān)鍵詞：智能家居產(chǎn)品；空氣凈化；掃地；改良創(chuàng)新設(shè)計(jì)

0引言

由于人們對于生活品質(zhì)的逐漸提高和科技的發(fā)展，滿足人們各種需求的智能產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，而與生活息息相關(guān)的應(yīng)該就是智能家居產(chǎn)品了，在眾多的智能家居產(chǎn)品中，掃地機(jī)器人和空氣凈化器毫無疑問是令人印象深刻的，兩者分別解決了生活中非常棘手的衛(wèi)生、健康問題，它們在一定程度上完好的履行了自己的職責(zé)，但世上沒有完美的產(chǎn)品，通過解構(gòu)、重組它們的功能、結(jié)構(gòu)、使用方式等，會讓人驚喜的發(fā)現(xiàn)，它們還有更好的能力表現(xiàn)。

1研究意義

目前，人們的生活節(jié)奏正處于一個加快的趨勢，并且社會和城市化還處于發(fā)展階段，人們越來越忙于工作將會是一個普遍的社會現(xiàn)象，而隨著社會財(cái)富的上升，人們對于生活品質(zhì)的追求特別是健康上的需求將會達(dá)到一個空前的高度，但是霧霾頻發(fā)，空氣污染嚴(yán)重且治理起來復(fù)雜、困難等現(xiàn)實(shí)告訴我們未來不短的時間內(nèi)空氣質(zhì)量是你我生活中關(guān)注的重點(diǎn)；另一方面，對于如何減輕辛苦工作帶來的精力上負(fù)擔(dān)也會是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)注點(diǎn)，而營造一個干凈整潔的家無疑是一個優(yōu)秀的解決思路，因此掃地機(jī)器人也是一個發(fā)展?jié)摿薮蟮漠a(chǎn)品。

2用戶需求研究

通過研究發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)空氣凈化器以風(fēng)扇驅(qū)動空氣經(jīng)過過濾網(wǎng)為原理凈化空氣，良好的風(fēng)扇、風(fēng)道設(shè)計(jì)會減少噪音的產(chǎn)生，但是為了提高產(chǎn)品凈化空氣的效率，增加風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是最簡便的方法，而在這種情況下產(chǎn)生的較大噪音會給予用戶較差的體驗(yàn)；并且大多數(shù)空氣凈化器為定點(diǎn)工作，因此凈化面積固定，但是不同用戶對于凈化面積的需求不同，一款空氣凈化器難以滿足多種用戶，適用性低。

3解決思路

整合掃地機(jī)器人的風(fēng)道結(jié)構(gòu)，當(dāng)掃地機(jī)器人內(nèi)部的風(fēng)機(jī)把空氣吸入、排出后，通過導(dǎo)氣管把排出的空氣輸送至空氣凈化模塊，接著排出進(jìn)入空氣凈化系統(tǒng)中的過濾網(wǎng)，達(dá)到凈化空氣效果。但是這種情況下風(fēng)量較少，凈化效果較差，因此空氣凈化模塊上部設(shè)計(jì)一個管狀圓環(huán)，將導(dǎo)氣管與管狀圓環(huán)連通，該管狀圓環(huán)的中央靠內(nèi)側(cè)開有一條細(xì)縫，當(dāng)空氣從導(dǎo)氣管進(jìn)入管狀圓環(huán)后，使得空氣從管狀圓環(huán)內(nèi)側(cè)的細(xì)縫中排出后形成康達(dá)效應(yīng)，帶動該產(chǎn)品上方大量待凈化空氣流過過濾網(wǎng)，運(yùn)用這種原理，氣流會較平穩(wěn)、安靜，并且空氣流量將會增加到狹縫中排出氣體的35倍[1]，這樣就極大的提高了空氣凈化的效率，同時又由于風(fēng)機(jī)位于掃地機(jī)器人內(nèi)部，噪音難以傳播開來，因此達(dá)到了降低噪音的目的；又因整合了掃地機(jī)器人，因此使用其驅(qū)動功能，產(chǎn)品將能識別障礙，可進(jìn)入不同的工作空間，達(dá)到提高凈化效率和面積的目的[2]；并且通過在掃地模塊、空氣凈化模塊與充電模塊之間增加電磁鐵吸附結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)應(yīng)對用戶不同需求的不同功能形態(tài)的轉(zhuǎn)變且節(jié)約能源和成本。

4設(shè)計(jì)內(nèi)容

4.1掃地模塊設(shè)計(jì)

為了盡量壓縮體積，通過改良設(shè)計(jì)，合理的調(diào)整了掃地模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，把內(nèi)部的風(fēng)機(jī)和排氣孔前移，在兼顧美觀的同時讓空氣凈化模塊能更好的配合在一起，同時沒有過多的增加其高度。并在外殼與空氣凈化模塊接觸部位的內(nèi)面設(shè)計(jì)有兩個電磁鐵，用于帶動空氣凈化模塊工作時吸附住空氣凈化模塊。

4.2空氣凈化模塊設(shè)計(jì)

空氣凈化模塊不需要動力部件，其外形為一個圓柱腔體，腔體上部設(shè)計(jì)有防墜物蓋子，腔體內(nèi)部中央放置空氣過濾網(wǎng)，外殼周圍分部有許多排氣孔和兩個楔形凹槽，凹槽內(nèi)面嵌有吸附鐵塊，整個結(jié)構(gòu)用于被吸附懸掛在充電模塊上，吸附鐵塊還存在于模塊底部與掃地模塊電磁鐵對應(yīng)位置，最重要的一個結(jié)構(gòu)位于模塊上部的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，這個圓環(huán)以一個緊靠模塊內(nèi)測的導(dǎo)氣管連接至模塊下部的開孔，開孔對應(yīng)掃地模塊的排氣孔。

4.3充電模塊設(shè)計(jì)

充電模塊也是改良設(shè)計(jì)，增加了用于吸附懸掛空氣凈化模塊的結(jié)構(gòu)，其余主要結(jié)構(gòu)為底座，底座上有充電彈片和距離傳感器，用于引導(dǎo)機(jī)器人充電，懸掛結(jié)構(gòu)上對應(yīng)空氣凈化模塊吸附凹槽位置為凸起結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)內(nèi)面設(shè)計(jì)有電磁鐵。

4.4使用方式

4.4.1操作

產(chǎn)品通過無線通訊手段與手機(jī)連接，使用專門設(shè)計(jì)的APP操作，通過控制功能模塊的開閉，使產(chǎn)品具有只掃地、只空氣凈化及掃地加空氣凈化三種功能形態(tài)。當(dāng)切換不同形態(tài)和需充電時，產(chǎn)品會自動尋路返回充電模塊，掃地模塊外殼上設(shè)計(jì)有提示燈用于顯示工作狀態(tài)以及剩余電量。

4.4.2安裝

1.把充電模塊靠墻放置，連接電源；2.在充電模塊上放置掃地模塊，使掃地模塊的充電觸點(diǎn)與充電模塊的充電彈片接觸進(jìn)行充電；3.放置空氣凈化模塊于掃地模塊上，并配合好空氣凈化模塊的懸掛凹槽和充電模塊上的電磁鐵突起。

5產(chǎn)品的改良和創(chuàng)新點(diǎn)

（1）提供了一個全新的思路改善空氣凈化的噪音問題；

（2）讓空氣凈化動起來，提高凈化效率和面積；

（3）當(dāng)用戶提出不同需求時，通過吸附與分離，能夠形成不同的功能形態(tài)來滿足，節(jié)約了能源和成本；

（4）操作界面可視化，交互人性化、情感化。

6結(jié)語

毫無疑問，智能家居產(chǎn)品會走入我們的生活，但現(xiàn)在這個行業(yè)還缺乏許多標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)是阻礙智能家居產(chǎn)品發(fā)展的一個重要因素，因?yàn)橹悄芗揖赢a(chǎn)品應(yīng)以形成智能家居為目的而設(shè)計(jì)，而不同產(chǎn)商設(shè)計(jì)的產(chǎn)品如何在這個智能家居系統(tǒng)中使用而不形成干擾呢？不同產(chǎn)品由于“語言不通”，當(dāng)它們在運(yùn)作中“相遇”肯定發(fā)生一些設(shè)計(jì)人員難以預(yù)料的問題，最明顯的就是由于使用界面不同，用戶在使用這些產(chǎn)品時肯定會增加時間和精力成本，這不符合設(shè)計(jì)原則，從這個結(jié)論來看，或許如本文中所探討的設(shè)計(jì)會是一個思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]王旱祥等.無葉風(fēng)扇環(huán)繞出口分析與優(yōu)化[J].流體機(jī)械，2013，41（5）：19-21

[2]沁寶空氣凈化機(jī)器人 巡航凈化清新全家[Z].家電科技，2015，01：18