可拆裝式家用智能清潔機(jī)器人產(chǎn)品設(shè)計(jì)

劉鑫　周瑞強(qiáng)

關(guān)鍵詞：可拆裝式;清潔機(jī)器人;產(chǎn)品設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2021）12-0155-02

1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

1.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的家用智能清潔機(jī)器人大同小異。首先，造型上呈現(xiàn)簡(jiǎn)約風(fēng)格，形狀有圓形、方形和三角形等，其中圓形是市場(chǎng)上較為普遍的款式。其次，功能上，隨著人工智能時(shí)代的到來(lái)，科技水平的提高，家用智能清潔機(jī)器人的功能日漸完善。家用智能清潔機(jī)器人這一產(chǎn)品已有20多年歷史，發(fā)展到今天已經(jīng)趨于完善、成熟[1]。

家用智能清潔機(jī)器人最初是由傳統(tǒng)的真空吸塵器演變而來(lái)，依靠塵刷向內(nèi)清掃，然后利用真空吸塵口將灰塵吸入集塵盒，并且可以利用超聲波技術(shù)察覺(jué)障礙物并迅速避開(kāi)[2]。目前的家用智能清潔機(jī)器人還可以進(jìn)行濕拖地功能，即實(shí)現(xiàn)掃拖一體更全面的工作方式，自主充電功能可使產(chǎn)品不會(huì)在工作中中斷，APP手機(jī)遠(yuǎn)程控制功能還可以讓產(chǎn)品按照自己設(shè)定的模式去工作。但是現(xiàn)有家用智能清潔機(jī)器人只能在地面環(huán)境上進(jìn)行清潔工作，而無(wú)法進(jìn)行屋內(nèi)沙發(fā)、床具、桌面等家具表面的保潔工作。

服務(wù)型智能機(jī)器人是我國(guó)智能化產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的重點(diǎn)研究項(xiàng)目之一，早期掃地機(jī)器人的研究主要在各大高校與研究院所。隨著市場(chǎng)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)一些公司也相繼研發(fā)掃地機(jī)器人，功能越來(lái)越強(qiáng)大。我國(guó)家用智能清潔機(jī)器人的代表是科沃斯，市場(chǎng)上較熱銷的是科沃斯生產(chǎn)的地寶系列產(chǎn)品等。小米掃地機(jī)器人也采用創(chuàng)新概念設(shè)計(jì)，電池續(xù)航時(shí)間較長(zhǎng)，可以遠(yuǎn)程控制掃地機(jī)器人。同時(shí)其裝配了測(cè)距傳感器，可以精準(zhǔn)地獲取環(huán)境信息，高效率的清掃[3]。此外，還有石頭科技、美的、海爾等國(guó)內(nèi)家用智能清潔機(jī)器人知名品牌（如圖1）。盡管目前國(guó)內(nèi)在這方面的研究開(kāi)發(fā)已經(jīng)取得一定的成果，但是清潔機(jī)器人在國(guó)內(nèi)并未得到廣泛的普及和應(yīng)用，仍有很多技術(shù)問(wèn)題需要解決或者提高。

1.2國(guó)外研究現(xiàn)狀

家用智能清潔機(jī)器人起源于北歐的瑞典，伊萊克斯2002年推出一款名為“三葉蟲”的自動(dòng)掃地機(jī)器人，這也是世界上第一款家用智能清潔機(jī)器人。但是伊萊克斯三葉蟲家用智能清潔機(jī)器人與傳統(tǒng)真空吸塵器相比，還在初期探索階段有一些缺陷[4]。如今，德國(guó)斐納TOMEFON在家用智能清潔機(jī)器人領(lǐng)域?qū)儆谛袠I(yè)頂尖品牌，作為一款規(guī)劃式機(jī)器人，斐納TOMEFON-TF-G85款型的智能清潔機(jī)器人工作方式比較特別，主要可分為四大階段：高精度定位、影像構(gòu)圖、運(yùn)算生成工作路線、清潔。這種嚴(yán)格的規(guī)劃方式不僅體現(xiàn)出高度的智能化，而且工作十分全面高效，既是前代產(chǎn)品的升級(jí)，也是創(chuàng)新技術(shù)的體現(xiàn)。美國(guó)iRobot家用智能清潔機(jī)器人，離家外出后可用手機(jī)上特定APP遠(yuǎn)程操控設(shè)定規(guī)劃，使用靈活，將清潔機(jī)器人和日常生活更好地結(jié)合在了一起，非常人性化[5]（如圖2）。此外還有日本松下MC-WRC67、荷蘭的飛利浦Philips、韓國(guó)的三星SAMSUNG和美國(guó)的戴森Dyson等也是國(guó)外家用智能清潔機(jī)器人的知名品牌。

2可拆裝式家用智能清潔機(jī)器人產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路

2.1智能化設(shè)計(jì)

如今，智能化設(shè)計(jì)已經(jīng)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為不可或缺的技術(shù)，智能化的產(chǎn)品帶給人們智能化的生活，它讓人們享受了極大的便利。對(duì)于家用智能清潔機(jī)器人來(lái)說(shuō)，智能化設(shè)計(jì)讓產(chǎn)品產(chǎn)生不同種功能，讓人們使用起來(lái)更加方便，工作起來(lái)更加全面高效。同時(shí)，在不斷完善優(yōu)化的過(guò)程中，家用智能清潔機(jī)器人的造型上也發(fā)生了或多或少的變化，其目的是為了滿足不同時(shí)代人們的審美需求。家用智能清潔產(chǎn)品已經(jīng)逐漸將人們的雙手解放出來(lái)，更趨向于智能化、自動(dòng)化。

隨著智能化時(shí)代的到來(lái)，家用清潔機(jī)器人的智能化設(shè)計(jì)是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)?，F(xiàn)存的家用智能清潔機(jī)器人的問(wèn)題主要來(lái)自功能、操作兩個(gè)方面，智能掃描規(guī)劃清掃路線功能、APP遙控操作功能、語(yǔ)音控制功能，以及智能識(shí)別防撞、防跌落功能等智能化相關(guān)理論都應(yīng)在家用智能清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)中有所體現(xiàn)。

2.2可拆裝式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了改變家用智能清潔機(jī)器人的工作方式，提高工作效率，在家用智能清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)過(guò)程中必須要考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。移動(dòng)結(jié)構(gòu)、吸塵結(jié)構(gòu)、清掃結(jié)構(gòu)、擦地結(jié)構(gòu)等重要部分都需要進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，這樣才能使家用智能清潔機(jī)器人在工作過(guò)程中克服更多阻礙，適應(yīng)不同的環(huán)境，更快、更全面的工作。

可拆裝式家用智能清潔機(jī)器人設(shè)計(jì)，不僅能像現(xiàn)在的清潔機(jī)器人一樣自動(dòng)清潔屋內(nèi)地板衛(wèi)生，而且也能像手持無(wú)線吸塵器一樣清潔屋內(nèi)家具表面的衛(wèi)生。產(chǎn)品可自動(dòng)清潔，也可手動(dòng)清潔，減小工作的局限性，擴(kuò)大清潔范圍，讓清潔工作更加全面。

3可拆裝式家用智能清潔機(jī)器人產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)踐

3.1設(shè)計(jì)思路

3.1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

此次設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在吸塵模塊與主機(jī)之間的連接結(jié)構(gòu)，利用合適的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)產(chǎn)品的可拆裝形式，然而并不會(huì)影響各模塊的工作。

移動(dòng)結(jié)構(gòu)：一個(gè)萬(wàn)向輪、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作下使智能清潔機(jī)器人自由移動(dòng)，這樣可防止產(chǎn)品在移動(dòng)過(guò)程中碰撞跌落，保護(hù)產(chǎn)品不受損壞，從而保證產(chǎn)品能高效的工作。

清掃結(jié)構(gòu)：兩個(gè)塵刷在電機(jī)的帶動(dòng)下進(jìn)行工作，在移動(dòng)過(guò)程中將地面上的灰塵等臟東西掃入吸塵口。

吸塵結(jié)構(gòu)：制造強(qiáng)大的吸力，將灰塵吸入灰塵存儲(chǔ)箱中。這個(gè)部位與手持吸塵器類似，也正好作為此次設(shè)計(jì)的方向，深入思考。

濕拖結(jié)構(gòu)：為了滿足不同用戶的需求，目前市場(chǎng)上家用智能清潔機(jī)器人都已具備濕拖部分，一次性完成掃地、拖地雙重清潔，以保證清潔工作的質(zhì)量。

3.1.2外觀設(shè)計(jì)

色彩上準(zhǔn)備選擇陶瓷白搭配少許黑色點(diǎn)綴，電源開(kāi)關(guān)符號(hào)選擇橙紅色，用簡(jiǎn)單的顏色表現(xiàn)出高級(jí)、簡(jiǎn)約、現(xiàn)代感極強(qiáng)的感覺(jué)。

造型上線條清晰明了，有明顯的分割線，突出產(chǎn)品的模塊化、層次感。此外，將圓形融入產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，營(yíng)造曲線美，給人一種舒適的感覺(jué)。

3.1.3組合設(shè)計(jì)

可拆裝式家用智能清潔機(jī)器人由無(wú)線手持吸塵器和掃地機(jī)器人組合而成。無(wú)線手持吸塵器可以適用不同環(huán)境的清潔工作，滿足用戶需求。市場(chǎng)上的無(wú)線手持吸塵器主要的功能是吸附多面體結(jié)構(gòu)物品上的灰塵，后面又發(fā)展出殺菌等功能，優(yōu)點(diǎn)是功能豐富、局限性小、清掃能力出色、較易操作等，缺點(diǎn)是使用比較耗費(fèi)體力等。此次設(shè)計(jì)的手持吸塵器的特點(diǎn)是既可以無(wú)線手持使用，不使用時(shí)又可以和掃地機(jī)器人合為一體，節(jié)省空間，實(shí)現(xiàn)一體收納的組合設(shè)計(jì)功能。

市場(chǎng)上掃地機(jī)器人主要實(shí)現(xiàn)掃地、吸塵、濕拖等功能。掃地機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)是功能較豐富、智能方便、省時(shí)省力等，缺點(diǎn)是工作場(chǎng)所局限性較大，只能在較為平整的地面上工作等。掃地機(jī)器人呈圓形，除滿足掃地機(jī)器人的功能結(jié)構(gòu)外，留足手持吸塵器的收納空間，手持機(jī)器人在不使用時(shí)可以與掃地機(jī)器人組合成一體，節(jié)省收納空間，實(shí)現(xiàn)掃地機(jī)器人和手持吸塵器的組合設(shè)計(jì)。

3.2設(shè)計(jì)呈現(xiàn)

此次設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)是取無(wú)線手持吸塵器能夠自由工作的優(yōu)勢(shì)，以及清潔機(jī)器人能夠自動(dòng)工作的優(yōu)勢(shì)，將二者優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，吸塵部位可脫離機(jī)身手持工作，機(jī)身主要負(fù)責(zé)產(chǎn)品的智能部分。產(chǎn)品方案成圓盤狀，直徑約30cm，高約12cm，如圖3所示。由手持吸塵器和拖地機(jī)器人兩部分組成，如圖4所示。產(chǎn)品的爆炸圖如圖5所示。

4結(jié)語(yǔ)

在日常居家生活中，繁雜的家務(wù)占據(jù)了人們生活中的一部分時(shí)間，但隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，各種智能產(chǎn)品能為人們分擔(dān)解憂。家用智能清潔機(jī)器人走進(jìn)了大眾消費(fèi)家庭，越來(lái)越受到大眾的認(rèn)同與喜歡。通過(guò)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外家用智能清潔機(jī)器人市場(chǎng)的調(diào)研，了解到當(dāng)前人們對(duì)家用智能清潔機(jī)器人功能的需求，以及當(dāng)前家用智能清潔機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn)。文章將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、智能化設(shè)計(jì)、極簡(jiǎn)主義設(shè)計(jì)的相關(guān)理論運(yùn)用到可拆裝式家用智能清潔機(jī)器人的創(chuàng)新設(shè)計(jì)之中，使其功能更加完善與人性化，滿足現(xiàn)代人們的生活需求，也符合信息化時(shí)代下產(chǎn)品更加智能化這一時(shí)代背景。