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扫地机器人传感器设计
传感器与检测技术设计
姓名：徐雷
班级：电信12-1班
学号：1206110123
扫地机器人
扫地机器人，乂称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电 器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板活理工作。 一般采用 刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒， 从而完成地面活理
的功能。本设计扫地机器人采用刷扫吸尘方式，机身为无线机器，以圆盘型为主， 使用充电电池运作，操作方式使用遥控器、或是按机器上的操作面板相应按钮。 本次设计的扫地机器人可设定时间预约打扫，自行充电。前方设置超声破测距传 感器，可侦测障碍物，如碰到墙壁或其他障碍物，会自行转弯，从室内边沿开始 走矩形路线，有规划活扫地区。下面来介绍一下其所需的传感器类型， 数量及实 现功能。
智能扫地机器人所需传感器类型及个数：
（1）防撞传感器（超声波测距传感器 ZH543。： 3个。
⑵ 防跌传感器（超声波测距传感器 ZH543。： 3个。
⑶ 防过热传感器（温度传感器 DS18B20） : 2个。
⑷ 床底深度活扫（光敏传感器 CDS-3： 8个。
（5）灰尘盒防满传感器（介质型电容传感器 ZCS1100）: 2个。
⑹ 低电量自动返回充电功能（红外线传感器 RB-03T005） : 2个。
（7） 边缘检测传感器（光电边缘检测传感器 PBZ-CL007V ）: 2个。
（8） 遥控器控制功能（红外线传感器 RB-03T005）: 4个。
功能
防撞传感器
扫地机器人内部安装三个超声波测距传感器， 用来检测扫地机器人行进路线 上是否有障碍物。超声波测距传感器安装位置如图 3-1所示。
扫地机器人顶部
右 I / I 左
传感器感应窗
图3-1防撞传感器设计图
超声波传感器原理：超声波是一种一定频率范围的声波。它具有在同种媒质 中以包定速率传播的特性，而在不同媒质的界面处，会产生反射现象。利用这一 特性，就可以根据测量发射波与反射波之间的时间间隔， 从而达到测量距离的作
用。避障功能的实现正是利用了这一超声波测距的原理， 当前方有障碍物时，通
过超声波测量与其距离，根据信号的幅值大小，也可以初步确定障碍物的大小。 当测量距离小丁限定值时向控制器发送信号，控制器控制扫地机器人进行转向。
由此可避免与家具等物品发生碰撞，从而避免损坏相应物品。
智能行进路线
本设计扫地机器人采用往返式路径规划方法，家中摆放有不少的家具，那么 扫地机器人如何避开这些家具对家里进行整体的打扫呢。 就用到防碰撞功能里的
6个超声波传感器，可通过超声波测距传感器的信息来判断它放置丁墙边还是房 屋中问。在房屋中间，则先设为它沿某一方向运动到靠近墙边的某一点。 机器入
就可从墙边的某一点开始，按逆时针方向绕墙运动一周，先对室内墙边地面进行 一次预活扫。扫地机器人在绕完一圈后再向左或向右行走到墙壁的最左端， 以此
来作为它活挡路径的起始点，正式开始活扫，每快遇到墙时便运动路线的水平方 向平一些距离，转向继续行进。当遇到障碍物时先绕其一周回到原位置在继续往 返活扫。这样既可对室内进行无死角的整体活扫了。路线示意图如图 3-2所示。
防跌落
为了防止扫地机器人遇到台阶时跌落，在扫地机器人背面安装3