版扫地机器人设计.docx

版扫地机器人设计.docx精品文档
精品文档
1
精品文档
扫地机器人设计报告
一、功能综述
1、清扫模式：随机清扫、螺旋式清扫、交叉清扫、沿边清扫、定点清扫、预约清扫等相结合，实现全方位立体清扫；
2、智能导航系统：实现对房间地形的重构，自动，然后沿障碍物的上边沿行进到障碍物的最左端点，再沿Y轴方向进行往返清扫，行进路径和障碍物下边沿的行进路径类似。这样就可以在清扫过程中自动避开障碍物。清扫路径自动规划示意图如图3所示。
图3清扫路径自动规划示意图
3、智能安全监控
精品文档
精品文档
4
精品文档

扫地机器人在工作过程中难免遇到各种障碍物，如果不及时躲避障碍物，将影响扫地机器人正常工作。因此在扫地机器人内部安装三个超声波测距传感器，
精品文档
精品文档
10
精品文档
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
所示。
前
超声波测距传感器
左 右
扫地机器人顶部 扫地机器人顶部
右 左
传感器感应窗
图4防撞传感器分布
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恒定速率传播的
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。超声波传感器测距原理如图 5所示。
图5超声波传感器测距原理
超声波传感器接收到反射信号，检测出前方有障碍物时，向控制器发出信号，控制器控制扫地机器人转向，躲避障碍物，根据信号的幅值大小，也可以初步确定障碍物的大小。选用超声波测距传感器，实现非接触式测量，避免与家具等物品发生碰撞，从而避免损坏相应物品。

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个防跌落传感器。防跌落传感器安装位置如图6所示。
防跌落传感器利用超声波进行测距。当扫地机器人行进至台阶边缘时，防跌落传感器利用超声波测得扫地机器人与地面之间的距离超过限定值，向控制器发送信号，控制器控制扫地机器人进行转向，改变扫地机器人行进方向，从而实现防止跌落的目的。扫地机器人防止跌落示意图如图7所示。
精品文档
精品文档
6
精品文档
前
扫地机器人顶部
防跌落传感器
前
扫地机器人底部
防跌落传感器
图6防跌落传感器分布扫地机器人顶部
防跌落传感器
图7扫地机器人遇台阶示意图
：
扫地机器人工作过程中，可能会遇到细线缠绕清扫刷的情况，使清扫刷无法正常旋转，从而造成扫地机器人不能正常工作。为了解决此问题，可以在扫地机器人中安装接近传感器，利用接近传感器测量电动机的转速，以此来判断清扫刷工作是否正常。当细线缠绕清扫刷时，致使清扫刷停止旋转，从而导致电动机停止转动，此时传感器测得电动机转速为零，控制器接收此信号后向扫地机器人发送控制信号，切断电动机电流，同时发出求救信号。同时设计扫地机器人在发出求救信号3分钟后自动关闭扫地机器人电源功能，防止家中无人的情况。扫地机器人防止线缠绕流程示意图如图8所示。
细线缠绕清
清扫刷停止
电动机转速
接近传感