智能清潔機器人

1、智能清潔機器人設(shè)計傳感器項目匯報答辯指導老師：徐曉冬 匯報人：卯春秋 目錄一背景及意義二國內(nèi)外研究現(xiàn)狀三總體功能四各模塊設(shè)計五結(jié)論與展望背景及意義背景及意義隨著人們生活水平的提高，健康、舒隨著人們生活水平的提高，健康、舒適的家居環(huán)境越來越被更多的人所關(guān)注。適的家居環(huán)境越來越被更多的人所關(guān)注。衛(wèi)生清潔成為人們茶余飯后談論的熱點衛(wèi)生清潔成為人們茶余飯后談論的熱點話題，但又臟又累的衛(wèi)生清掃工作，成話題，但又臟又累的衛(wèi)生清掃工作，成為困擾家庭主婦的又一大難題。對不少為困擾家庭主婦的又一大難題。對不少家庭而言，清潔機器人已成為清潔家庭家庭而言，清潔機器人已成為清潔家庭的必備小家電的必備小家電。改進型創(chuàng)新

2、綠色環(huán)保設(shè)計改進型創(chuàng)新綠色環(huán)保設(shè)計 背景及意義國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀體型小體型小功率大功率大無塵袋設(shè)計無塵袋設(shè)計干濕兩用干濕兩用過熱保護過熱保護塵滿提醒塵滿提醒輕巧移動輕巧移動人性化人性化噪音小噪音小外觀操作性功能總體功能總體功能智 能 清 潔 機 器 人利用了超聲波測距的原理，通過向前進方向發(fā)射超聲波脈沖，并接收相應的返回聲波脈沖，對障礙物進行判斷。紅外線傳感器的應用使它具備避免墜落及自動充電功能，與此同時，由其自身攜帶的小型吸塵及滾刷部件，對經(jīng)過的地面進行必要的吸塵清掃。通過以單片機為核心的控制器實現(xiàn)對超聲發(fā)射和接收的選通控制，并選定相應的控制策略。水過濾清潔裝置和HEPA高效過濾網(wǎng)

3、清潔過濾所吸入的空氣。采用全新智能控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)自動清掃，自動回充，智能分析，路徑規(guī)劃，智能防撞，以及遙控的功能。通過驅(qū)動兩個步進電機，帶動360全向輪移動機構(gòu)動作，從而實現(xiàn)前進、后退、轉(zhuǎn)彎等避障功能總體流程圖各模塊設(shè)計各模塊設(shè)計傳感器控制部分驅(qū)動部分移動機構(gòu)吸塵及處理電源傳感器電源部分控制器驅(qū)動部分移動機構(gòu)吸塵及處理 相當于人的五官，起到對外界的感知作用各模塊設(shè)計超聲波傳感器 超聲波是一種一定頻率范圍的聲波，它具有在同種媒介中以恒定速率傳播的特性，而在不同媒介的界面處，會產(chǎn)生反射現(xiàn)象，超聲波傳感器采用直接反射式的檢測模式。位于傳感器前面的被檢測物通過將發(fā)射的聲波部分地發(fā)射回傳感器的接收器

4、，從而使傳感器檢測到被測物，經(jīng)單片機系統(tǒng)處理判斷前方物體的大小、遠近及大體屬性。傳感器模塊紅外測距傳感器 紅外測距傳感器利用紅外信號遇到障礙物距離的不同反射的強度也不同的原理，進行障礙物遠近的檢測。紅外測距傳感器具有一對紅外信號發(fā)射與接收二極管，發(fā)射管發(fā)射特定頻率的紅外信號，接收管接收這種頻率的紅外信號，當紅外測距傳感器的檢測方向遇到障礙物時，紅外信號反射回來被接收管接收，經(jīng)過處理之后，即可利用紅外線的返回信號來識別周圍環(huán)境。傳感器模塊接觸式傳感器 接觸式厚度傳感器，通常采用電感式位移傳感器、電容式位移傳感器、電位器式位移傳感器、霍耳式位移傳感器等（見位移傳感器）進行接觸式厚度測量。為了連續(xù)測

5、量移動著的物體的厚度，常在位移傳感器的可動端頭上安裝滾動觸頭，以減少磨損。接觸式厚度傳感器可測量物體高度,空間大小。傳感器模塊紅外光電傳感器 把渾濁度傳感器的外殼固定在被測箱體內(nèi)，采用一定波長的紅外發(fā)光二極管作為檢測光源，穿透被測溶液，檢測其透射光強來檢測溶液渾濁度的程度。紅外發(fā)光二極管發(fā)射的紅外光穿透被測溶液的介質(zhì)，被接收端的光電三極管接受，產(chǎn)生光電流。由于溶液含有的介質(zhì)、灰塵的顆粒大小、密度不同，光電三極管的光電流近似為線性變化。經(jīng)濾波后輸出，即得到與渾濁度相關(guān)的檢測信號。傳感器模塊傳感器電源部分控制器驅(qū)動部分移動機構(gòu)吸塵及處理相當于人的大腦，起到連接對肢體的支配各模塊設(shè)計各模塊設(shè)計控制器

6、 單片機執(zhí)行控制程序中指令，根據(jù)指令的功能，產(chǎn)生相應的操作控制信號，發(fā)給相應的部件，從而控制這些部件按指令的要求進行動作。 向傳感器部分分別發(fā)送路選信號：當路選信號是高電頻時，該路導通；反之，就截止這樣，通過路選信號，就可以完成各路信號的順序掃描以及對發(fā)射和接收的計時功能。 作為控制器的核心，它要根據(jù)接收的各路信號的幅值，進行信息處理，在確定了避障措施后，要向步進電機的控制器輸出相應的控制脈沖，驅(qū)動步進電機，帶動全向輪移動機構(gòu)以具體實現(xiàn)避障。傳感器電源部分控制器驅(qū)動部分移動機構(gòu)吸塵及處理 相當于人的肢體，被控制起到協(xié)調(diào)作業(yè)各模塊設(shè)計各模塊設(shè)計 用于清潔器的全向輪驅(qū)動，步進電機將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

7、角位移。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。步進電機串勵電機各模塊設(shè)計 單相串勵電動機屬于單相交流異步電動機，是交直流兩用的，所以又稱為交直流兩用串勵電動機。由于它轉(zhuǎn)速高、體積小、啟動轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速可調(diào)，電機主要由定子轉(zhuǎn)子及支架三部分組。普通電機各模塊設(shè)計 用于掃地刷和起塵刷的微型直流齒輪減速電機12V正反轉(zhuǎn)可調(diào)速電動機。實際進展傳感器電源部分控制器驅(qū)動部分移動裝置吸塵及處理總體功能相當于人的肢體，被控制起到協(xié)調(diào)作業(yè)移動機構(gòu)各模塊設(shè)計 基于麥克納姆輪的全方位移動平臺由于能夠?qū)崿F(xiàn)前后、左右和自轉(zhuǎn)

8、3 個自由度的運動及其復合運動而受到越來越廣泛的關(guān)注，本體無需做出任何轉(zhuǎn)動便可實現(xiàn)任意方向的運動。因此采用了基于麥克納姆輪的全方位移動平臺的智能清潔器非常適合工作在空間狹窄有限、對機動性要求高的場合。與傳統(tǒng)移動機構(gòu)相比，全方位移動機構(gòu)可以沿任意方向平動，其移動性能卓越。傳感器電源部分控制器驅(qū)動部分移動機構(gòu)吸塵及處理 在智能吸塵器里面嵌入真空吸塵器部分各模塊設(shè)計水過濾裝置各模塊設(shè)計 水過濾系統(tǒng)原理是用水洗滌含塵空氣，在吸塵器專用的串勵電機高轉(zhuǎn)速下（20000r/min），大量抽壓空氣和水的慣性碰撞而形成的，利用形成的液膜、水滴和水泡來捕捉帶有的粉塵和細小顆粒，也從而使細小的顆粒得到擴散，使增濕并

9、產(chǎn)生粘附的顆粒利用自身的重量沉人水底，隨液體循環(huán)排出?？諝庠谒膿胶拖碌玫絻艋疕EPA過濾裝置各模塊設(shè)計 HEPA過濾網(wǎng)對于0.1微米和0.3微米的有效率達到99.7%，HEPA網(wǎng)的特點是空氣可以通過，但細小的微粒卻無法通過。它對直徑為0.3微米（頭發(fā)直徑的1/200）以上的微粒去除效率可達到99.97%以上，是煙霧、灰塵以及細菌等污染物最有效的過濾媒介。采用熔噴滌綸無紡布材質(zhì)的HEPA高效過濾網(wǎng)，特點:風阻小，容塵量大，過濾精度高，持久耐用。垃圾收集流程各模塊設(shè)計傳感器電源部分控制器驅(qū)動部分移動機構(gòu)吸塵及處理提供機器所需要的動力系統(tǒng)，也是至關(guān)重要的一部分，往往會被人忽視各模塊設(shè)計電池及充電裝置各模塊設(shè)計 采用隨身攜帶的24V鎳氫動力電池，它具有高功率、電流充放電大、無污染、安全性能好等特點這樣不但可實現(xiàn)無人控制，而且工作時較靈活一次充電可以連續(xù)工作四五個小時 充電設(shè)備是采用裝有紅外線接收器的專用電源，當清潔器電量較低時，清潔器上的中央處