一種智能清掃、自主充電、自動傾倒的工業(yè)清掃機(jī)器人的制作方法

一種智能清掃、自主充電、自動傾倒的工業(yè)清掃機(jī)器人的制作方法在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，清潔衛(wèi)生非常重要。然而，工業(yè)生產(chǎn)車間往往十分龐大，污垢也不容易清理干凈，特別是對于那些高難度的區(qū)域。為了解決這個問題，人們研發(fā)出了一種智能清掃、自主充電、自動傾倒的工業(yè)清掃機(jī)器人。設(shè)計(jì)思路基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這個機(jī)器人采用了較為普及的硬件設(shè)備，如電機(jī)、傳感器和控制板等，同時(shí)融合了嵌入式技術(shù)和云服務(wù)。其主要設(shè)計(jì)思路如下：清掃系統(tǒng)：采用塵埃清掃裝置和濕水清洗裝置，可以同時(shí)完成清掃和清洗操作。定位系統(tǒng)：裝有多種傳感器，可以實(shí)現(xiàn)較為準(zhǔn)確的位置定位和運(yùn)動控制。動力系統(tǒng)：采用高效、低噪音的電機(jī)驅(qū)動和輪式驅(qū)動方式，能夠在不同地形上自如行駛。充電系統(tǒng)：可以自主找到充電站，并且自主充電。自動傾倒系統(tǒng)：裝有自動傾倒的裝置，可以自動將垃圾清空至垃圾站。硬件設(shè)備電機(jī)：完整機(jī)器人采用四輪驅(qū)動，每個輪子都配有一個電機(jī)。傳感器：系統(tǒng)中最重要的傳感器是激光雷達(dá)，用于掃描環(huán)境，進(jìn)行定位和生成地圖?？刂瓢澹汉诵陌宀捎昧烁咝阅艿腁RM處理器，在實(shí)現(xiàn)定位、運(yùn)動控制和路徑規(guī)劃等方面具有很大優(yōu)勢。電池：采用高效電池供電，保證機(jī)器人的長時(shí)間運(yùn)行。軟件實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)：機(jī)器人的核心是嵌入式操作系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)處理和控制。路徑規(guī)劃：利用激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)構(gòu)建地圖，通過算法生成機(jī)器人的移動路線，并在移動中實(shí)時(shí)映射。運(yùn)動控制：在路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)上控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動控制。自動充電：通過云服務(wù)和傳感器，可以自動找到充電站，并充電，以保證機(jī)器人長時(shí)間運(yùn)行。自動傾倒：裝有自動傾倒的裝置，通過算法和傳感器的配合，將垃圾自動傾倒至垃圾桶。制作過程第一步：機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作。根據(jù)機(jī)器人的功能和在工廠中的環(huán)境考慮，我們設(shè)計(jì)了四個輪子的機(jī)器人。機(jī)器人的底盤采用鐵板材料，輪子采用模具制作。第二步：制作傳感器模塊。我們使用嵌入式的單板電腦、ROS系統(tǒng)和激光雷達(dá)進(jìn)行機(jī)器人的路徑生成和安排操作。文件包括：機(jī)器人開始的位置、目標(biāo)位置、過渡路徑的生成等。第三步：電機(jī)控制系統(tǒng)的組裝。我們使用控制芯片驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動和操作；涉及的功能包括輪式運(yùn)動控制、運(yùn)動方向控制、速度控制等。第四步：垃圾桶清理設(shè)計(jì)。機(jī)器人還具有自動傾倒垃圾的功能。在機(jī)器人內(nèi)部，我們安裝了一個自動傾倒垃圾桶的機(jī)械臂，該機(jī)械臂能夠?qū)⒗白詣拥沟侥繕?biāo)位置并將垃圾倒入收集器。第五步：充電模塊的安裝。機(jī)器人還配備了一個自動尋找充電將本機(jī)充滿電的充電器模塊，該充電器模塊僅需要插上電源即可。當(dāng)電池電量低于某個閾值時(shí)，機(jī)器人將自動開啟充電模式，連接充電器并裝置正常充電。第六步：軟件系統(tǒng)的編寫。我們使用嵌入式電腦編寫了ROS程序管理用于移動路徑規(guī)劃、運(yùn)動控制和操作控制等主要功能；其中運(yùn)動控制包括輪式運(yùn)動控制、運(yùn)動方向控制、速度控制等。使用效果在實(shí)際工廠環(huán)境中，該機(jī)器人的使用確實(shí)能夠有效地縮短清洗維護(hù)時(shí)間，減輕工作負(fù)擔(dān)，為工廠管理提供了一種新的選擇；為企業(yè)節(jié)約勞動成本，縮短生產(chǎn)時(shí)間