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基于计算机技术的智能家庭扫地机器人设计分析摘要：在普通家庭中，智能扫地机器人的应用已经实现了普及化，扫地机器人的功能深受用户的认可。
本文围绕智能家庭扫地机器人展开研究，在明确其设计方法的基础上，根据现有扫地机器人存在的设计问题，提出相应的优化方案，以供参考。
关键词：计算机技术；智能家庭；扫地机器人引言：消费水平提升使人们更加追求生活的精致性，这也为家电结构变化提供了契机。
近年来，智能扫地机器人应用较为广泛，能够有效提升人们劳动效率，并进一步改善人们生活质量。
1.研究背景结合经济社会发展，各项先进技术的应用，使家用电器也逐渐向智能化发展发[1]。
通过将智能控制系统应用在家用电器中，配合相应的语音控制技术、动态监控技术、远程控制技术，可有效提升电器智能化水平，在保证清扫质量的同时，给予人们更加人性化的体验感[2]。
智能家庭扫地机器人属于智能家用电器，能够对室内平整地面完成相应的清扫工作，其高效性以及便捷性深受用户认可[4]。
因此，要求行业应高度重视对扫地机器人的研究，并切实予以技术完善，通过不断推陈出新，提升用户使用体验感[5]。
2.设计方法当前大部分扫地机器人主要以红外线传感原理作为依托，完成控制工作。
还有少部分扫地机器人采取超声波仿生技术完成控制工作[6]。
本文主要对前者展开研究，红外线传感原理在成本控制方面优势显著，但是结合实际应用，在环境方面要求较为严格，即在碰到浅色物质的情况下，射线将无法有效返回，这将会导致机器人机身碰撞到物体中[7]。
虽然经过感知系统，机器人能够在后续工作中避开该物体，但是在长期使用的情况下，仍然不可避免会对物体的表面造成损坏[8]。
而超声波仿生技术虽然能够避免接触到物体，并且具有较为良好的灵敏度，但是该技术成本较高，机器人的价格也相对昂贵，普及性较差[9]。
借助微电脑，能够实现清扫机器人控制，在这一过程中，可选择三个清扫刷安装在机器人底部，与滚刷相配合，进一步提高清扫的彻底性。
基于语音识别技术的智能扫地机器人设计与实现随着科技的不断进步，我们的生活也变得越来越便利。
智能家居已经开始受到越来越多人的关注，智能扫地机器人也是我们家庭中不可或缺的一员。
在这个复杂的市场中，基于语音识别技术的智能扫地机器人是最具有竞争力的一种。
本文将介绍如何设计和实现一个基于语音识别技术的智能扫地机器人。
一、概述为了能够更好地了解本文，我们首先需要了解什么是语音识别技术和智能扫地机器人。
语音识别技术是一种计算机技术，它能够将人的语音转换成可被计算机识别的信号。
智能扫地机器人则是一种用于清洁家庭地面的自动机器人。
基于语音识别技术的智能扫地机器人可以根据用户的声音进行指令，实现更加智能化和个性化的服务。
二、硬件设计基于语音识别技术的智能扫地机器人需要具备以下硬件设计：1.语音识别模块这是实现语音识别功能的关键模块。
采用高灵敏度收音器件，与嵌入式处理器进行联动，可以高效地完成用户的指令转换。
该模块可以通过阈值设置实现语音识别的精度调整。
同时，还需要有一个语音训练模组，以便解决用户口音和不同方言对语音识别的干扰问题。
2.扫地机器人底盘扫地机器人底盘应该具有良好的机动性能，以便在各种情况下自由转动和移动。
同时，还需要安装一个红外线检测模组，它可以依靠底盘前端的红外线避障传感器，及时检测到前方障碍物，并根据检测结果，做出相应的避障动作，确保扫地机器人的行进安全。
3.清洁装置清洁装置是扫地机器人非常重要的部件之一。
因此，我们需要确保清洁装置拥有优秀的清洁能力以及灵活性，能够在不同的环境下导航和清洁地面。
三、软件设计为了能够实现更加智能化的服务，我们需要在扫地机器人中集成一些软件模块，以便提高扫地机器人工作的精度和效率。
1.语音指令处理引擎利用该模块，我们可以实现对用户语音输入指令的识别和处理。
该模块可采用有监督学习的算法进行训练，以提高精度和效率。
2.自适应路径规划引擎其主要作用是实现扫地机器人的路径规划。
关于智能扫地机器人的市场调查报告以及总体设计杨浩荣王健聪(北京理工大学珠海学院电气工程及其自动化系)引言：机器人技术作为20世纪最伟大的发明之一，自上世纪60年代问世以来，已获得巨大的进步。
在机器人技术不断成熟的今天，机器人在工业领域大放异彩的同时，它已快速地在农业、军事、服务等非工业领域不断拓展，并取得一定的成果。
关键词：市场需求智能扫地机器人寻路算法Market research report on intelligent robot sweeps the floor, andthe overall designYang Haorong Wang JianlinAbstract:robot technology as one of the greatest inventions of the 20th century, since the 1960 s, has acquired great progress. In today's robot technology continues to mature, to shine in the field of industrial robot at the same time, it has quickly in non-industrial sectors such as agriculture, military and service development, and achieved certain results.Key words: market demand intelligent sweeping robot pathfinding algorithm1.市场需求及其调查：作为新兴的朝阳产业，机器人出现的时间虽然短暂，但是对社会的影响是巨大的，对人类的影响也是深远的。
其中，服务型机器人因更为贴近人类的生活已经有越来越多的大企业把目光投注到服务型机器人上，并制定了一些列的产品开发战略规划，产品内容包括从提供家庭日常服务的机器人到机器人玩具。
基于用户无意识行为的智能垃圾桶创新设计研究目录1. 内容概览 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (3)1.3 研究目标 (4)1.4 研究内容及范围 (5)2. 相关研究综述 (6)2.1 智能垃圾桶现状及发展趋势 (7)2.2 用户行为识别技术研究 (9)2.3 无意识行为研究现状 (10)2.4 与智能垃圾桶相关的设计研究 (11)3. 用户无意识行为分析 (12)3.1 无意识行为的类型及其特征 (13)3.2 用户对智能垃圾桶无意识行为预期的研究 (15)3.3 用户无意识行为的感知方法 (16)3.4 数据采集及分析方法 (17)4. 智能垃圾桶设计方案 (18)4.1 用户无意识行为识别模型 (20)4.2 智能垃圾桶功能设计 (21)4.3 智能垃圾桶交互设计 (22)4.4 交互模式设计及用户体验评估 (23)5. 原型开发及测试 (25)5.1 原型设计及开发 (26)5.2 用户测试设计及方法 (27)5.3 实验结果分析及讨论 (29)6. 结论与展望 (30)6.1 本研究结论 (31)6.2 未来研究方向 (32)1. 内容概览本研究旨在探讨并设计一种新型的智能垃圾桶，该垃圾桶能够通过分析用户的无意识行为来优化垃圾投放的效率和用户的体验。
当前市面上的垃圾桶存在一些不足之处，例如垃圾倾倒不方便、无法准确分类垃圾等问题。
我们的目标是利用用户的行为模式，如垃圾投放的频率、数量、惯性和种类等，来预测和指导用户的操作，从而减少错误投放的可能性，提高垃圾分类的准确性。
我们的目标是通过“基于用户无意识行为的智能垃圾桶”的创新设计，有效地提高垃圾处理的效果，减少环境污染，同时提升用户的体验，促使更多人参与到垃圾分类的环保行动中来。
1.1 研究背景随着城市化进程加速和生活节奏的不断加快，垃圾处理问题日益突出。
传统的垃圾桶依赖手动操作，存在清理不便、卫生差、资源浪费等问题。
智能垃圾桶的出现为解决这些痛点提供了新的思路，通过传感器、人工智能等技术，实现垃圾分类、自动投放、污水处理等功能。
扫地机器人硬件与软件设计一、本文概述随着科技的快速发展和的广泛应用，扫地机器人作为智能家居的重要组成部分，已经逐渐进入千家万户。
本文旨在深入探讨扫地机器人的硬件与软件设计，以期为读者提供全面、深入的了解，并推动扫地机器人技术的进一步创新与发展。
本文将首先介绍扫地机器人的基本概念和分类，然后分别阐述其硬件和软件设计的基本原理和实现方法，包括传感器技术、控制算法、路径规划、导航技术、电池管理等方面。
本文还将讨论扫地机器人设计中的关键问题和挑战，如续航能力、清扫效率、智能避障等，并探讨未来的发展趋势和潜在应用场景。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解扫地机器人的硬件与软件设计，为未来的研究和开发提供有益的参考和启示。
二、扫地机器人硬件设计扫地机器人硬件设计是打造高效清洁机器人的关键所在。
一个优秀的扫地机器人需要具备出色的导航能力、强大的清洁能力、稳定的电源供应以及优秀的硬件结构。
导航系统是扫地机器人的“眼睛”。
大多数现代扫地机器人采用激光雷达或视觉传感器进行导航。
激光雷达通过发射激光束并接收反射回来的信号，生成环境的精确地图，进而规划清扫路径。
而视觉传感器则通过摄像头捕捉环境图像，利用图像处理和计算机视觉算法进行导航和定位。
清洁能力是扫地机器人的核心。
扫地机器人的清洁系统通常包括吸尘器和拖地装置。
吸尘器负责吸取灰尘和颗粒物，而拖地装置则用于擦拭地面。
为了增强清洁效果，一些高端扫地机器人还配备了自动升降的拖布和智能调节的吸力。
电源供应是扫地机器人的“动力源泉”。
扫地机器人通常采用可充电电池作为电源，如锂离子电池。
为了延长使用时间，一些扫地机器人还配备了节能模式和自动回充功能。
硬件结构是扫地机器人的“骨架”。
优秀的硬件结构应保证扫地机器人的稳定性和耐用性。
扫地机器人通常采用圆润的外形设计，以减少碰撞和损坏。
内部结构也需要进行精心的设计和优化，以确保各个部件之间的协同工作。
扫地机器人硬件设计涉及到导航、清洁、电源和硬件结构等多个方面。
智能吸尘器毕业设计智能吸尘器毕业设计在现代社会中，科技的快速发展为我们的生活带来了许多便利。
智能家居产品作为其中的一种代表，已经逐渐走进了我们的生活。
而智能吸尘器作为智能家居产品中的一员，正受到越来越多人的关注和青睐。
因此，设计一款智能吸尘器成为了许多学生的毕业设计课题。
智能吸尘器是一种能够自主工作的机器人，可根据用户的需求自动清扫家中的灰尘和杂物。
它具备自主导航、避障、识别和清扫等功能，能够有效地减轻人们的家务负担。
在设计智能吸尘器的过程中，需要考虑到多个方面的因素。
首先，智能吸尘器需要具备良好的导航系统。
通过搭载激光雷达等传感器，智能吸尘器可以实时感知周围环境，并制定清扫路径。
同时，导航系统还需要具备较高的定位精度，以确保智能吸尘器能够准确地清扫每一个角落。
其次，智能吸尘器需要具备强大的避障能力。
在清扫过程中，智能吸尘器可能会遇到各种障碍物，如家具、地毯等。
因此，设计师需要通过算法和传感器的配合，使智能吸尘器能够智能地绕过这些障碍物，避免碰撞和损坏。
另外，智能吸尘器还需要具备识别功能。
通过搭载图像识别技术，智能吸尘器可以识别出家中的不同区域，并根据不同区域的特点进行清扫。
例如，对于厨房和卫生间等易脏区域，智能吸尘器可以加强清扫力度，以确保彻底清洁。
此外，智能吸尘器还可以通过连接互联网，实现远程操控和智能化管理。
用户可以通过手机APP或者智能音箱等设备，随时随地对智能吸尘器进行控制和监控。
这样，即使不在家中，用户也能够随时了解智能吸尘器的工作情况，并进行相应的操作。
在智能吸尘器的毕业设计中，还可以考虑一些创新的功能。
例如，可以添加除菌功能，使智能吸尘器不仅能够清扫灰尘，还能够杀灭细菌，提高家居环境的卫生程度。
另外，可以设计智能吸尘器的外观，使其更加美观大方，融入家居装饰，提升用户的使用体验。
总之，设计一款智能吸尘器是一项有挑战性的毕业设计课题。
在设计过程中，需要考虑到导航系统、避障能力、识别功能、远程操控和创新功能等多个方面。
随着消费水平与生活方式的改变，人们对精致生活、高效生活方式的追求，导致了家电消费结构转变升级。
智能扫地机器人等新式生活家电的消费环境逐渐成熟，在消费升级趋势下成为新的家电市场消费增长点。
智能扫地机器人作为一种新型的家庭服务型机器人，能够自主进行清扫工作，将人们从繁重的家务劳动中解脱出来，提高了生活质量和工作效率[1]。
目前智能扫地机器人功能众多，但没有考虑用户的使用习惯和使用环境，在添加了智能化功能之后反而使用户操作更加繁琐。
本文针对这一现状，通过对用户在使用扫地机器人时的行为进行分析研究，找出产生行为障碍的原因，提出解决方案，并从产品角度提出对应的优化设计策略。
一、基于用户行为的智能家居产品设计用户在使用一个产品时，往往经历两个阶段：执行和评估。
执行是用户作用于外部世界的动作，评估是将行动目标与外部世界的状态进行比较[2]。
对应这两个阶段的是行为的七个步骤：即制定目标，及计划、确认、执行三个执行步骤和感知、诠释、对比三个评估步骤[3]。
用户的使用行为通常是在无意识情况下发生的，只有当用户行为受阻，产生了明显的执行和评估鸿沟，才开始进行有意识的关注和思考[3]。
对用户行为进行分析，也就是从执行和评估两阶段寻找用户受阻的原因。
从用户行为出发的设计有利于从行为存在的背景和过程中探索产品存在的问题。
智能化家居产品设计初衷是解放人们的双手，使人们从家务中解脱。
但目前智能化产品由于功能盲目叠加，导致用户需要花费大量时间和精力进行学习和操作。
另外，在使用过程中由于操作繁琐引发失误，且不能找到更优的解决方案，最终导致用户放弃使用该产品。
如果是以牺牲用户的良好使用感来换取智能化设计，将难以得到推广。
因此智能化产品设计更应关注如何增强用户在使用过程中对功能的良好体验和“愉悦感”[4]。
基于用户行为的智能化设计，就是要实现两个方面的平衡：尽可能多地开发产品功能；尽可能适应现有行为模式，减少用户操作步骤，使用户行为变得简单，并最终渗入到人们的日常生活中。
因此，从用户行为来发现并解决产品问题，既能保留产品的齐全功能，又能让用户在使用过程中获得幸福感，提高用户的生活品质。
二、扫地机器人的设计诉求及研究方法（一）用户特征及需求分析通过查阅艾瑞咨询的《2017年家电数码消费趋势研究报告》发现，在所有家电数码消费群体中，28-47岁的中青年人群在提高生活品质和生活便利性产品的购买上处于主导位置，他们对扫地机器人的购买决策TGI 超过1.0，处于主导位置。
数据表明，该人群平均月收入不超过一万元，超过80%拥有稳定住所，超过77%拥有本科及以上学历。
他们更愿意尝试和接受新事物，愿意购买自身经济条件允许下的高质量产品，以提高生活舒适度和品质感[5]。
为了选取典型用户来进行用户行为实验，本文采用问卷调查法进行用户调研。
问卷设计完成之后，通过线上网络、线下实体店如国美电器、苏宁电器等发放问卷，共计发放问卷100份，有效问卷85份，有效样本率为85%，数据结果可信。
问卷主要面向有意购买或已经购买扫地机器人的用户，以此获得调研扫地机器人潜在用户人群与消费目标用户的用户特征、使用动机、用户需【摘 要】基于用户行为分析结果研究智能家庭扫地机器人优化设计策略。
首先，研究用户行为和智能化设计之间的关系；然后，运用半结构化访谈法得到用户特征、用户需求和体验要素，在用户进行模拟实验后，将其行为按任务过程进行整合并分析；最后，将分析结果结合用户体验蜂窝模型,提出优化设计策略。
现有扫地机器人设计仅关注功能的扩展，而缺乏对用户行为的理解，从而使“智能”变为负担。
用户使用过程中存在功能障碍、记忆障碍和效能障碍。
我们从解决障碍的方法中归纳出感官性、交互性、智能性、安全性和有效性五个优化设计维度。
运用以用户行为为中心的设计方法，由“人”的行为归纳出“物”的设计维度，以此提高设计的智能化和人性化。
【关键词】扫地机器人；用户行为；行为障碍；行为分析；智能化设计中图分类号：TP24 文献标志码：A 文章编号：1007-0125(2019)15-0181-03作者简介：陈茜朦（1993- ），广西人，重庆大学，硕士研究生，研究方向：工业设计与信息交互设计。
基于用户行为的智能扫地机器人优化设计研究陈茜朦（重庆大学 重庆 401331）任务操作行为清洁地面吸尘及辅助行为湿擦及辅助行为手机APP 控制连接智能设备，如通过wifi 或蓝牙连接设置清扫方案，如区域、模式、时间、地点维护保养清洁部件，如机身、集尘盒、滤材、真空吸尘口、两侧边刷和中扫滚刷、万向轮等序号性别年龄学历职业月收入1女28硕士公务员85002女35本科中学教师80003女45硕士单位职员70004男28博士高校教师80005男40本科银行职员65006男47大专国企职员5000求和体验影响因素等。
用户特征：基础属性：以在大中型城市生活且受过高等教育、工作休闲两不误的20世纪70-90年代出生的中青年人群为主；社会关系：大部分为新生家庭，是刚需；消费能力：处于稳定状态，财务宽松；行为特征：关注新式生活电器，对新品体验、产品升级等功能要求较突出，对产品购买决策有较大的主导力；心理特征：对生活品质和产品便利性要求较高。
使用动机：提升生活便利度和品质感。
用户需求：包括吸尘、湿擦、避障、可遥控、自动充电。
体验影响因素：外观设计良好；操作步骤简单；清洁有效；安全性高；电池续航时间长；噪音小；自动充电，断电续扫；维护保养方便；可远程控制。
（二）实验任务在可用性测试的形成性研究中，对每一次设计迭代的评估，6-8人的样本量是最合适的。
最重要的可用性发现通常会在大约前6个参加者的测试过程中观察到[6]。
因此，选取了6名目标用户来进行此次实验。
用户基本信息见表1。
表1 实验用户基本信息对于用户行为分析不能单纯对与及其本身的交互动作进行分析，还应该结合用户使用该机器前后的用户行为对扫地机器人进行系统设计[7]，因此实验分为以下几个部分。
自由操作：初次接触扫地机器人时，进行自由操作和体验。
人物操作：经过深度学习后，进行规定任务操作，见表2。
后续行为：任务完成后，用户的行为反馈。
表2 用户操作任务（三）用户行为分析对用户行为进行分析，从中挖掘出用户行为习惯以及使用产品过程中存在的阻碍。
把用户使用扫地机器人的行为具体分为7个步骤，即确立意图、计划操作方案、确认操作顺序、实施操作、感知环境反馈、分析机器结果、评估分析与目标，见图1。
图1 扫地机器人执行和评估七步骤实验中的用户行为都属于目标驱动型的行动。
行为周期从设立的任务目标开始，分别经过执行和评估三个步骤。
在评估的最后一步中，如果最终结果与设立的任务目标不一致，用户将重复执行阶段，直至达到目标；若一致，则转到下一个任务目标，开始新的周期。
通过观察、记录、分析与归纳总结，在执行与评估阶段，用户行为表现出以下三方面的障碍。
功能障碍：在自由体验阶段，用户往往会在第一时间尝试按下面板上较大的按钮，即用户基于经验而被认为的开关按钮。
当用户对按钮进行短按或长按、单击或双击操作时，往往不能得到与预期相符的效果。
也存在机器由于指令错误停止工作，却没有给出即时反馈的情况，导致用户表现出迷茫、焦虑的情绪。
记忆障碍：第一类是用户记忆障碍。
用户在操作过程中，在开始动作与完成动作之间介入了意外事件导致记忆中断，或者对同一按键进行不同操作导致的记忆混乱，忘记动作的目标、计划或结果，使扫地机器人不能按预期工作。
第二类是扫地机器人记忆障碍。
在扫地机器人清洁过程中，机器遇障碍，或用户搬动机器人、临时开关房门等，将会导致与先前形成地图不符导致路线规划失败。
这些情况都会使扫地机器人不断重复一些步骤或停止工作。
效能障碍：首先，占用时间多。
当清洁面积较大、环境较复杂时，用户需要随时关注扫地机器人，在其遇到障碍时及时解决问题，或在尘盒满溢、水箱无水时及时处理，耗费用户大量时间和精力。
其次，清洁不到位。
市面现有扫地机器人将LDS激光传感器作为独立部件加于顶部，增加了产品的高度，无法清洁较低的沙发底、床底。
而圆形设计使墙边、角落和椅子底部无法清洁到位。
在湿擦过程中，由于水箱较小，用户需要多次对其进行灌水操作才能完成全屋湿擦任务。
湿擦清洁程度不高，用户需要手动进行二次清洁，加重了用户的负担。
三、基于用户行为的智能扫地机器人优化设计策略基于对用户行为进行分析后总结出的三方面障碍，可以明确看到产品问题所在。
探寻产品出现这类问题的原因，结合行为相符、行为相关、行为相似和行为相悖4个设计原则[8]，提出针对智能扫地机器人用户行为障碍的5个解决办法：降低用户操作难度可以解决功能障碍；减少用户行为数量；给用户行为即时反馈；不轻易中断用户行为均可解决记忆障碍；减少用户等待时间可以解决效能障碍。
Web3.0时代，用户体验蜂窝模型已经升级到以价值为核心，由有用性、可用性、可获性、可寻性、满意度、可信度、交互性和智能性8个因素构成[9]。
参考用户体验模型及相关文献，从5个解决办法中归纳智能扫地机器人优化设计的五个维度，见图2。
图2 优化设计的五个维度（一）感官性从感官性进行扫地机器人的优化设计，要考虑产品与用户之间五感的交流[10]，更多地调动用户的感官体验。
视觉上，产品所呈现的心理效果要与环境保持统一协调的基调。
作为一款清洁型家居产品，不宜使用视觉冲击力强的色彩，应采用白色作为主要色彩，给人以明亮、干净的感受；灰色具有智能感、科技感；粉色营造甜蜜、温馨的家居氛围。
运用白、灰、粉等柔和的色彩，可以让用户注意力集中在按键操作上。
听觉上，首先，产品要与产品功能相配合，通过五感交流与用户实现信息的传递，如通过声音提示开启、运行、关闭和危险状态，还可以对错误操作进行语音纠正，对用户需要完成的步骤提供生动有效的提醒，减少用户思考时间和降低用户操作难度。
其次，现有清洁方式是通过机械装置进行真空形成巨大气流旋涡,进行除尘动作，随之而来的是持续的噪音。
噪声是一种使人感到厌烦的声音，长期作用下可对人产生不良情绪影响，容易出现紧张、忧郁、疲惫、愤怒等情绪[11]。
现有解决方案是更换清洁模式，减小吸力以达到降噪处理，但清洁效率也会下降。
可以考虑在吸尘口采取消音措施，减少用户的焦虑情绪。
嗅觉上，在水箱内加入香熏油，湿擦后散发出清洁过后的香味，给用户满足感和愉悦感。
（二）交互性从用户行为的角度看，交互性体现在降低用户操作难度上。
对于扫地机器人来说，用户期待的主要功能是清洁地面，而定时、调节模式等都是围绕这一功能衍生的辅助功能。
因此，将该产品定义为一键功能产品，在色彩与造型设计上力求简洁大方，避免不必要的装饰，让用户无需过多辨识，就能将注意力集中到操作按钮上。
见图3。
图3 单按键和多按键扫地机器人将附属功能转移到手机APP上进行操作，具有两个优点：第一，一键化设计遵循用户的习惯，使用户能够轻易理解按钮的功能，在脱离使用说明书的情况下也能对其进行操作；第二，手机APP可以展示更详细的信息，如清扫地图、路线规划等，用户能通过交互界面的有效引导进行操作。
