一种保洁机器人装置的设计与制作.pdf

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1、第29卷第3期2016年5月机电产品开发与钐)新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsV01．29．No．3May．．2016文章编号：1002-6673(2016)03—014—03一种保洁机器人装置的设计与制作杨鹏，王馥宇(北京电子科技职业学院，北京100176)摘要：论文设计和制作了一种保洁机器人装置，描述了功能，提供了动作流程图，着重在传感器技术应用、路径规划和控制器的串口通讯方面进行了阐述，试验结果证明设计和制作行之有效。关键词：保洁机器人；设计；制作中图分类号：TP242文献标识

2、码：Adoi：lO．3969／j．issn．1002-6673．2016．03．005DesignmidProductionofaCkIni】喀RobotDeviceYANGPe昭，WANG凡一Yu(BeijingPolytechnic，Beijing100176，China)Abstract：Inthepaper，designandproductionofacleaningrobotdeviceisintroduced．Anddescribethefunctionandprovideaflowchartofactions，focusOiltheappli

3、cationofsensortechnology，pathplanningandserialcommunicationofcontroller．TheexperimentresultsshowthatthedesignandproductionisSIICCeSSfUI．Keywords：cleaningrobot；design；production0引言2015年世界机器人大会上展示了工业机器人、服务机器人和特种机器人等。保洁机器人是服务机器人中的一种，目前国内外厂家已经生产了Dc06、三叶虫、Room-ba、VC—RP30W、KV8等保洁机器人，它必将

4、走进千家万户，所以对保洁机器人的研究很有现实意义。本项目设计和制作了一种保洁机器人装置，它由机械本体、电源、控制系统、传感检测系统和执行装置组成。可实现清扫清洁、路径规划、自动充电、防跌落、防碰撞等功能。1原理简介(1)路径规划。保洁机器人通过CPU控制机器人的左右轮转速．实现圆弧形清洁路线。当圆弧的半径拓展到一定范围的时候。CPU程序会控制机器人离开当前路线，在该范围以外处再次执行圆弧清洁路线。大量的圆弧对地面实行无缝覆盖．从而达到全面清洁地面的目的。(2)自动充电。保洁机器人在机器人电量快要耗完时，修稿日期：2016_o仁27项目来源：2015年北京市

5、大学生科学研究与创业行动计划项目(保洁机器人装置的设计与制作一201510858054)资助作者简介：杨鹏(1994一)，男，14卓越技能人才实验班学生。所学专业机电一体化技术；王馥宇(1995-)，女，14卓越技能人才实验班学生，所学专业机电一体化技术。14机器人顶部的红外线发射头发射出无电信号．当充电基座上的两个红外线接收头接收到此信号时．机器人便与充电基座取得了联系。通过两个红外线接收头对机器人的引导，使其慢慢靠拢，最终实现对接。(3)防跌落。保洁机器人在机器人底部前段．安装了几对红外线感应头，每一对感应头包含一个发射头和一个接收头。红外线发射头发射

6、的红外经地面发射后。被对应的接收头所接收。如果机器人底部距离地面的高度超过一定范围，CPU便会控制机器人，使其后退并调整行走方向。从而避免从高空跌落。(4)防碰撞。机器人防碰撞功能：机器人正面具有红外传感器，在遇到障碍物需要做出避障判断。2功能描述(1)遥控方式。通过手柄的按键控制机器人的开机或关机，清洁模式的选择，机器人的前进后退，顺时针旋转和逆时针旋转。(2)机器人路劲规划能力。十字交叉法(覆盖率在足够的时间内为98％以上)，内螺旋式算法和随机式算法三种。(3)机器人防跌落功能。机器人底部装有红外传感器，当检测到离地面高度超过设定距离时．机器人后退至安

7、全地带进行正常工作。(4)机器人防碰撞功能。机器人正面具有4个红外传感器，在遇到障碍物需要做出避障判断。·开发与创新·(5)机器人运动控制功能。机器人具有i个直流电机，两个直流电机进行运动功能(带有编码器)，另一个直流电机带动清洁装置运动。(6)机器人具有自动充电功能。在工作过程，机器人会自主进行电量检测，在电量不足的时候，会由机器人本身发出红外光敏信号，寻找充电装置，进行充电。(7)机器人具有自救功能。当机器人进入死角的地方无法移动时。等待30秒后机器人会自己自动关机。(8)其他方面。机器人本体上留有一些常用的指示灯，如电源和电量显示情况，还有出错指示，

8、电源开关，启动机器人扫地和设置一般模式和最大模式选择等。(9)动作