掃地機器人設(shè)計方案-資料下載頁
2025-04-25 01:30本頁面
【正文】 大驅(qū)動電流也只有3mA，功率約lOmW， V，最大驅(qū)動電流65mA(實際受到所選振子交流阻抗的限制，輸出電流不會大于1OmA，最大驅(qū)動能力大幅提升。為了方便總控制對模塊進行操作，單片機內(nèi)有一段程序用于檢測超聲波啟動發(fā)射命令和返回超聲波測距結(jié)果。TL074構(gòu)成的一系列電路與四向超聲波檢測原理相同，用于檢測、調(diào)理超聲波接收器接收的超聲波返回信號。 路徑規(guī)劃模塊 路徑規(guī)劃示意圖，路徑規(guī)劃模塊實現(xiàn)的效果如下，沿墻邊和角落清掃，不會損壞易碎物件，可以清掃家具四周，探測污垢后重點處理集中區(qū)域，而且不會從樓梯上跌落，徹底清掃每一個房間后，才會移動至下一個房間繼續(xù)清掃，多次反復(fù)清掃地板每個區(qū)域，清掃家具底下，有效清掃各種地板表面。 外殼的有限元分析由于掃地機器人不大，很容易被人或家里的寵物踩到，那么必須要考慮它能否承受得住這種壓力，下面模擬掃地機器人局部被重物壓住，做了有限元分析，驗證機器人能否被壓壞。假設(shè)掃地機器人被30Kg的物體壓中，用ansys對掃地機器人上殼進行了有限元仿真。根據(jù)呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)面板中的最大應(yīng)力為270，小于材料的屈服強度，掃地機器人不會被壓壞。 掃地機器人上殼應(yīng)力分布圖5. 總結(jié) 世上無難事，只要肯登攀，歷時兩個周，早起晚睡加班加點終于完成了機械電子學(xué)大作業(yè)，此刻回想本次掃地機器人設(shè)計的整個過程，收獲良多，受益匪淺。為了完成這次的設(shè)計，我給自己制定了計劃，每天完成一定的設(shè)計任務(wù)，這樣才保證了作業(yè)的按時完成。整個設(shè)計過程中不乏有困難，每一個模塊都會遇到或大或小的問題，好在養(yǎng)成了積極解決問題的好習(xí)慣，那么我主要是通過查閱論文文獻資料、去圖書館尋找相關(guān)書籍、和教研室小伙伴們討論以及利用網(wǎng)絡(luò)資源搜索等方式來排除障礙的，我很感謝這段寶貴的經(jīng)歷，因為它不僅讓我對學(xué)術(shù)研究方面所必須的工具有所了解，而且再一次鍛煉了解決實際問題的能力。這次設(shè)計我是按照這樣的步驟進行下去的，首先，根據(jù)對淘寶網(wǎng)上面在售的掃地機器人的仔細調(diào)研，和對用戶需求的深刻分析，堅持經(jīng)濟性和先進性的原則，選定了一款掃地機器人，并確定了其各項技術(shù)指標。然后，進行了總體方案的設(shè)計，其中包括定位方案、路徑規(guī)劃方案和地圖建立方案。最后，著重進行了機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和電路設(shè)計，采用SolidWorks進行了3維模型的繪制，其中機械結(jié)構(gòu)設(shè)計詳細介紹了本方案與市場上普通掃地機器人所不同的部分，并逐一分析了它的優(yōu)勢，電路設(shè)計也從四個方面分別進行了介紹。在設(shè)計過程中遇到了哪些難題呢，下面我舉兩個小例子，比如在總體設(shè)計時定位方案的選取和機器人在實際工作過程中較易出現(xiàn)踩壓問題。對于定位方案的選取，通過查閱資料了解到目前主流的定位方案有三種，包括航跡推算方法、信標定位方法和視覺成像定位方法，通過對比各自優(yōu)缺點選定航跡推算方法為最優(yōu)定位方案，原因在于：該定位功能的實現(xiàn)不需要借助外部傳感器，定位穩(wěn)定性不引入外界因素；理論上不存在定位盲區(qū)，適合清掃任務(wù)的復(fù)雜地形；累進誤差是在時間上的累加，清掃任務(wù)每次時間不會超過45分鐘，誤差控制在可以接受的范圍內(nèi)；節(jié)省硬件成本，有利于控制產(chǎn)品價格或者增厚利潤。對于在實際工作過程中較易出現(xiàn)踩壓問題，使用ansys對掃地機器人上面板進行了有限元仿真，從而保證了設(shè)計方案的可行性。最后，要感謝***老師在課堂上講授的電路方面的知識，對本次的電路設(shè)計方案有很大幫助，同時也感謝幾位教研室的同學(xué)的幫助，自己能順利的完成本次的作業(yè)也非常有成就感，在以后的學(xué)習(xí)和工作過程中我會不斷進步，以求做到更好。參考文獻[1] 柴劍. 智能掃地機器人技術(shù)的研究和實現(xiàn). 西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文. [2] 周天. 基于嵌入式系統(tǒng)的輪式機器人自主導(dǎo)航技術(shù)的研究與實現(xiàn). 西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文. [3] 王鴻鵬. 復(fù)雜環(huán)境下輪式自主移動機器人定位與運動控制研究. [4] 王惠南. GPS導(dǎo)航原理與應(yīng)用. 北京:科學(xué)出版社. 2003[5] 冉昕. 室外自主移動機器人導(dǎo)航系統(tǒng)及其仿真軟件的設(shè)計與實現(xiàn). [6] 周華. 多傳感器融合技術(shù)在移動機器人定位中的應(yīng)用研究.
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