最新掃地機(jī)器人設(shè)計-文庫吧在線文庫
【正文】 2 掃地機(jī)器人功能框圖三、功能簡介清掃模式：清掃模式包括隨機(jī)清掃、螺旋式清掃、交叉清掃、沿邊清掃、定點(diǎn)清掃、預(yù)約清掃等。(1)行走驅(qū)動輪及驅(qū)動電機(jī)該部分主要保證機(jī)器人能夠在平面內(nèi)移動。二、機(jī)械及系統(tǒng)設(shè)計掃地機(jī)器人機(jī)械設(shè)計如圖1所示。前輪是轉(zhuǎn)向輪，使得轉(zhuǎn)向時的行駛方向容易控制，不容易出現(xiàn)過度轉(zhuǎn)向的現(xiàn)象，轉(zhuǎn)向安全性也得到提高。掃地機(jī)器人路徑自動規(guī)劃有兩種方法：：隨機(jī)式全區(qū)域覆蓋和規(guī)劃式全區(qū)域覆蓋。先假設(shè)室內(nèi)只有一個孤立的障礙物，以房屋左下角O點(diǎn)為起始點(diǎn)。超聲波測距傳感器安裝位置如圖4所示。為了防止掃地機(jī)器人遇到臺階時跌落，在掃地機(jī)器人背面安裝3個防跌落傳感器。同時設(shè)計掃地機(jī)器人在發(fā)出求救信號3分鐘后自動關(guān)閉掃地機(jī)器人電源功能，防止家中無人的情況。庫侖計測量原理如圖9所示。為實(shí)現(xiàn)此功能，在掃地機(jī)器人正面安裝8個光敏傳感器。當(dāng)傳感器接收到這些環(huán)境信息時，經(jīng)過放大、濾波、轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號，掃地機(jī)器人控制器對這些信息進(jìn)行處理。掃地機(jī)器人自動尋找充電基座位置原理示意圖如圖12所示。圖14 電容傳感器安裝示意圖當(dāng)灰塵盒中灰塵高度到達(dá)電容傳感器高度時，電容傳感器中的介質(zhì)發(fā)生改變，由于灰塵的介電常數(shù)與空氣的介電常數(shù)不同，從而引起傳感器電容變化，傳感器將信號傳給控制器，控制器控制掃地機(jī)器人發(fā)出報警信號，知道灰塵盒被清空。當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。當(dāng)掃地機(jī)器人檢測到電池電量小于規(guī)定值時，掃地機(jī)器人上的紅外發(fā)射裝置在控制器的控制下發(fā)射一個傳播距離較遠(yuǎn)并且覆蓋角度較窄的紅外信號，用于搜尋充電基座的位置，同時掃地機(jī)器人向充電基座發(fā)送信號；充電基座接收到掃地機(jī)器人發(fā)射的信號后，基座上的紅外發(fā)射裝置發(fā)射一個傳播距離近且覆蓋角度窄的紅外信號，用于在機(jī)器人到達(dá)充電站附近與充電站進(jìn)行對接時使用。掃地機(jī)器人在床底或柜子底清掃路徑的規(guī)劃可以參考智能導(dǎo)航系統(tǒng)中路徑規(guī)劃的方法。圖10 灰塵傳感器安裝示意圖灰塵傳感器利用可變間距電容傳感器實(shí)現(xiàn)。在這一領(lǐng)域,一般采用化學(xué)電池作為移動電源,如鉛酸電池、NiCd等。掃地機(jī)器人防止跌落示意圖如圖7所示。避障功能的實(shí)現(xiàn)正是利用了這一超聲波測距的原理。這樣就可以在清掃過程中自動避開障礙物。往返式路徑規(guī)劃清掃路徑的規(guī)則為當(dāng)掃地機(jī)器人置
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