【正文】 務院發(fā)布的《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》對服務機器人的定義為：“智能服務機器人是在非結構環(huán)境下為人類提供必要服務的多種高技術集成的智能化裝備”。包括清潔機器人在內的各種可以直接或者間接為人類服務的機器人都屬于服務機器人的范疇。全自主移動機器人涉及諸如驅動器控制、傳感器數(shù)據(jù)融合、圖像處理、模式識別、神經網絡等許多方面的研究。全自主移動機器人的最重要的特點在于它的自主性和適應性。 機器人按照智能化程度的高低，可以分為外部受控機器人、半 自主機器人和全自主機器人。第一代機器人是示教再現(xiàn)型工業(yè)機器人，它們裝有記憶存儲器，由人將作業(yè)的各種要求示范給機 器人，使之記住操作的程序和要領。清潔機器人作為家庭服務機器人的一員，結合了傳感器、移動機器人技術等多個領域的關鍵技術，實現(xiàn)地面的半自動或全自動清潔，替代人類完成繁重的清潔工作。 Abstract Cleaning robot is a bination of sensors, the key technology of mobile robot technology, and other fields, the implementation of the indoor environment of semiautomatic or fully automatic cleaning, replacing the traditional manual cleaning, has the very broad market prospect. This article first summarizes the domestic and foreign research present situation of cleaning robot, on the basis of prehensive parison of the various typical products at home and abroad, puts forward overall design scheme suitable for lowend users use cleaning robot. Cleaning robot system consists of a cleaning robot and charging station. Cleaning is the main part of the intelligent cleaning robot, this paper introduces the part of the cleaning robot, and the realization of the hardware circuit are pleted. Considering storage, interface resources and the reliable performance, and the host controller chose STC89C52 singlechip puter, made up of single chip microputer application system function is strong and high cost performance, fully meet the requirements of control function. Are designed in detail, and the infrared sensors, collision detection, power supply module, the charging module, keyboard, LCD display and a variety of motor control circuit and so on. In the aspect of software design, the use of C51 language to pile the various parts of the control system software, including the main program and interrupt service, infrared and collision sensors DengZi program. Finally, the prehensive design results made experimental prototype, experiment research. Results show that the production of the cleaning robot can plete the room cleaning work, achieved the desired design effect. Key words: cleaning robot, intelligent cleaning, MCU system 目 錄 1 緒論 ............................................................ 1 題目背景及目的 ............................................. 1 機器人技術概述 ........................................ 1 . 2 服務機器人出現(xiàn)原因 ................................... 2 清潔機器人特點 ........................................ 3 國內外研究狀況 ............................................. 4 國外產品研究現(xiàn)狀 ...................................... 4 國內產品研究現(xiàn)狀 ...................................... 6 論文構成及研究內容 ......................................... 8 2 清潔機器人的總體設計 ............................................ 9 總體設計方案比較論證 ....................................... 9 核心模塊方案設計 ........................................... 9 避障模塊方案設計 .......................................... 10 清潔機器人系統(tǒng)的整體構架 .................................. 10 3 清潔機器人的硬件設計 ........................................... 12 STC89C52 單片機介紹 ........................................ 12 STC89C52 的主要性能 .................................. 12 STC89C52 單片機最小系統(tǒng) .............................. 13 電源轉換電路的設計 ........................................ 14 L298N 驅動芯片的介紹 ....................................... 14 L298N 的工作原理 ..................................... 15 左右輪驅動電機電路設計 .................................... 16 清潔機構電機驅動電路 ...................................... 17 紅外傳感器 ................................................ 18 紅外避障傳感器模塊 ................................... 18 紅外臺階檢測傳感器 ................................... 19 碰撞傳感器 ................................................ 19 4 脈沖調制技術 ................................................... 20 PWM 技術原理 ............................................... 20 PWM 技術 產生 ............................................... 21 PWM 控壓調速原理 ........................................... 21 5 清潔機器人軟件設計 ............................................. 24 行走電機控制程序 .......................................... 24 電機正反轉控制 ....................................... 24 電機轉速控制 ......................................... 25 臺階檢測 .................................................. 27 避障處理 .................................................. 28 未知環(huán)境探測 ......................................... 28 實時避障方法的實現(xiàn) ................................... 29 結 論 .............................................................. 32 參考文獻 ........................................................... 33 致 謝 ............................................................. 34 附錄 A ............................................................. 35 1 1 緒 論 題目背景及目的 隨著科學技術的不斷發(fā)展，智能機器人技術以始料不及的速度迅速地向各個領域滲透，成為人們日常生活的一部分，不斷地改變當今人們的生活方式。在軟件設計方面，采用 C51 語言編制了控制系統(tǒng)各部分的軟件，包括主控程序以及 中斷服務、紅外、碰撞傳感器檢測等子程序。 清潔機器人系統(tǒng)由清潔機器人和充電站組成。 ：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 本科畢業(yè)設計（論文） 清潔機器人系統(tǒng)設計 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內容。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項 （論文）的內容包括： 1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關鍵詞 4）外文摘要、關鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一 編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設計（論文）正文字數(shù)不少于 1 萬字（不包括圖