扫地机器人已经越来越多地被人们应用于家庭地面的清洁工作,它既是服务机器人的一种,又属于智能家电的范畴,同时在市场和外观方面具有消费电子产品的一些属性,并且还是物联网终端之一。对于扫地机器人性能的评价,主要分为除尘能力、行走能力、噪音等级以及智能程度四个维度。其中除尘能力跟噪音等级这两大主要评价指标呈现较为明显的负相关。为了兼顾扫地机器人这两项关键性能指标,在扫地机器人的机械设计中,需要确保在不降低风机转速、滚刷转速、风道真空度等技术参数的情况下,通过各音源的针对性结构优化,从各个噪音影响模块逐一进行降噪处理,从而降低整机噪音。本文将探索如何寻找及分辨出各个噪音源,确定各噪音源对整机噪音的影响高低,并寻找出高影响噪音源的噪音产生机制,获得降噪措施,具体研究内容如下:(1)本文通过工程实践结合理论分析,研究扫地机器人各个运动模块的噪音产生机理,并探讨相应的噪声控制措施,为降噪设计提供理论基础。(2)在此基础上,采用简谐力激振的方法求解各个音源系统的基频,然后通过频谱分析手段,确定各个音源的频谱特性和噪音影响大小。(3)在确定主音源为风机进风道后,建立风道的空气动力模型及三维仿真模型,通过对风道模型的有限元分析,找出结构优化方案。(4)对经过优化后的风道方案,再次进行有限元分析,确定其优化有效性后,制作样机进行测试。并根据工程实践中可能会采用的其他方案,制作多方案样机进行对比测试。通过测试结果的对比分析,验证了仿真得到的方案所具备的最优性。最后对频谱分析方法在吸尘器、家电、服务机器人等行业的应用进行了方案的推广论证。