自动扫地机器人.doc

自动扫地机器人(DOC)
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工程导论
题目：自动扫地机器人
组长：史亚龙
组员：董祥军,郝成祥,孔超,李晓强,李喆人,任杰,王轩，魏剑,
费沈扬，王健
班级：12FH
专业安装有靠近开关，靠近
开关与超声波距离传感器一同，组成清扫机测距系统；清扫机装有直流电机；在清扫机的底
部安装有吸尘器机构。自动清扫机器人的功能是自动达成房间空阔地面尤其是家居空阔地面
的清打扫尘任务，打扫前，要把房间里的物体紧靠四周墙壁，腾出空阔地面。清扫机达成的
主要功能：能自动走遍所以可进入的房间，能够自动清扫吸尘，可在遥控和手控状态下清扫
吸尘。
本论文所研究的自动清扫机器人的总体布局方案如下图，后两轮为驱动轮，前轮为转
向轮。考虑到机器人实际应用的实用性，本驱动系统设计成一个独立的可方便替换的模块，
当机器人驱动系统发生故障时，只要简单步骤就能够对驱动部分进行替换。同时为了机器人
能够灵活的运动，从动轮采用万向轮。
下列图为该扫地机器人的演示图:
自动扫地机器人(DOC)
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整个吸尘器原理上能够分为五个主要部分：传感器部分、控制器部分、驱动部分、吸尘
部分和电源部分。各部分的原理及详细功能实现如下：
１传感器部分
超声波测距
超声波是一种一定频次范围的声波。它拥有在同种媒质中以恒定速率流传的特性，而在
不同媒质的界面处，会产生反射现象。利用这一特性，就能够根据测量发射波与反射波之
间的时间间隔，进而达到测量距离的作用。
在扫地机器人中，避障功能的实现正是利用了这一超声波测距的原理。它的传感器部分
由两对（每对包括一个发射探头和一个接收探头）和六个超声波传感头组成。当超声信号向
外发射，该信号碰到障碍物时，产生反射波，这一反射波被接收探头接收后，根据前述测距
的原理，就能够精准地判断障碍物的远近；同时，根据信号的幅值大小，也能够初步确定障
碍物的大小。
（2）探测范围确实定
由于每一个超声波探头都有一定的指向性，所以在测量时必定存在盲区。因此，两对传
感器以一定的尺寸散布在吸尘器的前端，进而使传感器测量的范围包含整个吸尘器所必须经过的空间。
2控制器部分
自动清扫机器人控制系统硬件主假如以单片机AT89C51作为核心，协助其外围电路、电
机驱动电路、传感器检测电路以及红外遥控电路等，各模块在单片机的控制下，相互协调工作，保证自动清扫机器人各样功能的实现。下列图为清扫机的硬件系统：
3驱动部分
采用直流电机对机器人的两后轮进行驱动。后轮驱动的利处是：转向性能获得改良。前轮是转向轮，使得转向时的行驶方向容易控制，不容易出现过分转向的现象，转向安全性也获得提高。为了保证小车优秀的直线性，可采用双电机驱动左右两轮的方式，且在车体的前
端装有一个不锈钢万向滚珠，这样能够使小车获取较好的灵活性和灵活性。底盘采用铝合金
框架，以增大其牢固性，减少重量经过内置驱动器驱动两主动轮，前端被动轮用于协助转向，其三角设计便于保持机器人运行时的稳定。
4吸尘部分
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挡尘板左右上角的起尘刷负责把尘埃或许纸屑推到后边，由清扫电机配合吸