摆臂式擦窗机器人的设计与实现

《摆臂式擦窗机器人的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文论文题目：摆臂式擦窗机器人的设计与实现作者姓名李壮指导教师欧林林、禹鑫燚学科专业控制工程培养类别全日制专业学位硕士所在学院信息工程学院提交日期2016年10月18日浙江工业大学硕士学位论文摆臂式擦窗机器人的设计与实现作者姓名：李壮指导教师：欧林林教授禹鑫燚老师浙江工业大学信息工程学院2016年10月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFSWING-ARMGLASS-WALLCLEANINGROBO

2、TCandidate:LiZhuangAdvisor:Professor.OULin-LinLecturerYUXin-YiCollegeofInformationEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyOct2016浙江工业大学学位论文原创性声明？：所提交的学位论文是本人在导师的指导下本人郑重声明，独立进行研究工作所取得的研巧成果。除文中己经加标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重耍贡

3、献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：寺才ｔ日期：Ｗ佔月日＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于＾１、保密口，在年解密后适用本授权书。２、保密□，在Ｈ年解密后适用本授权书。３、不保密过。＂＂（请在Ｗ上相应方框内

4、打Ｖ）＾亡作者签名＇：外Ｘ曰期Ｉ：Ｗｉ年月５曰导师签名：＿日期：年７／月日《＾浙江工业大学硕士学位论文摆臂式擦窗机器人的设计与实现摘要随着城市的现代化发展，人们对生活的健康性、舒适性、便捷性要求越来越高，擦窗机器人作为一款能够解放人力、降低高层擦窗风险的智能家居产品深受人们喜爱。本文针对现有擦窗机器人容易出现擦窗死区、清洁度较低的缺点提出了一种擦除率高、可靠性好的新型摆臂式擦窗机器人，并对其进行了机械结构、主控系统、运动控制系统等方面的设计和实现。本文按照模块化的方法和可拓展的原则，使用SolidWorks绘制了擦窗机器人的各个零部件，主要包括

5、驱动部件、气道结构和底座外壳。采用四个独立圆柱齿轮内外啮合的方式设计了驱动结构部件，并根据负压吸附的相关工作原理设计了高效的气流通路。然后设计了以STM32F103C8T6单片机为微处理器，以CN3704电源处理、电机驱动、功率检测、姿态反馈、数据传送和UPS备用电源切换等电路为外设的摆臂式擦窗机器人主控系统，实现了低成本、高性能的主控板设计目标。其中，采用PWM脉宽调制控制电机驱动芯片A4950实现电机转向转速控制，电机的功率大小则通过微处理器内部ADC采样计算而来。在所设计的机械结构与主控系统的硬件基础之上，进行了摆臂式擦窗机器人控制系统的软件设计，主要包括A

6、D采样、电机驱动、无线通信和运动控制等。为了降低软件编写和维护的难度、增加程序灵活性和扩展性，本文将擦窗机器人的完整擦窗任务分解为环境监测、上边缘寻找、正常行走和擦窗完成四个顺序执行的模式并给出进行模式切换控制的具体方法；同时，为了有效减少擦窗死区的出现、增大清洁力度以及提高擦除率，在软件设计中引入容错判断方法用以实现玻璃边缘所在位置的准确判断，并给出交叉移动计数方法以实现摆臂式擦窗机器人在玻璃边缘位置的向下移动。在将所设计软件控制方法应用于擦窗机器人硬件平台上后，本文对擦窗机器人的基本擦除功能、安全保障功能和遥控控制功能进行了验证。实验结果表明，本文设计与实现的

7、摆臂式擦窗机器人能够实现家用擦窗的基本功能，满足了设定的性能指标，具备擦除率高、可靠性好的优点。关键词：擦窗机器人,负压吸附,功率反馈,运动控制,容错判断I浙江工业大学硕士学位论文DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFSWING-ARMGLASS-WALLCLEANINGROBOTABSTRACTWiththemodernizationofthecity,peoplehavemuchhigherrequirementsonhealth,confortandconvenience.Asasmarthomeproductwhichcanliberatema

8、npowe