【導(dǎo)讀】經(jīng)濟(jì)方面，并且起到了很大的作用。清潔機(jī)器人的研究和發(fā)展對(duì)我們的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。這片文章主要通過闡述清潔機(jī)器人在服務(wù)行業(yè)的重要性，對(duì)清潔。然后進(jìn)一步介紹本自動(dòng)掃地機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)分析了該掃地機(jī)各。機(jī)穩(wěn)定工作的單片機(jī)控制方案。本文還添加了市場上沒有出現(xiàn)的的功能，將掃地。面的控制和自控制；以及避障系統(tǒng)的改進(jìn)方案。

　　

【正文】 輸出電流 200mA，自然冷卻，使用方便。由于其性能穩(wěn)定，使用可靠，因此成本稍高。采用 L7805 芯片為電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制模塊提供單獨(dú)的 5V 電壓，由于輸入電壓較高，發(fā)熱較大，因此需要加裝散熱片。 清掃避障系統(tǒng) 本自動(dòng)掃地機(jī)的清掃避障系統(tǒng)利用的是 在房間內(nèi)按照坐標(biāo)的形式 ， 橫向和縱向結(jié)合的清掃路徑。 在本 設(shè)計(jì) 中 ， 掃地機(jī)的路徑大體分為兩類 ： ①面覆蓋的過程 ， 機(jī)器人走直線 ， 相當(dāng)于一個(gè)”迂回推進(jìn)”的過程 ； ②從當(dāng)前點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的尋徑過程 ， 從定位的準(zhǔn)確性考慮 ， 路徑段也為直線。開始的時(shí)候機(jī)器人 選擇房間的一個(gè)角落 （ 2座墻壁的交接點(diǎn) ， 便于機(jī)器人定位 ） 作為初始點(diǎn) ， 坐標(biāo)為 （ 0， 0） ， 即機(jī)器人上的p點(diǎn)坐標(biāo)為 （ 0， 0）（ 本文中的坐標(biāo)都是指 p點(diǎn)坐標(biāo) ） ， 沿一側(cè)墻的方向建立 X軸 ，第一次清掃沿 X 軸的方 向 ， 完成后 ， 返回原點(diǎn) ， 沿 Y軸方向進(jìn)行第二次清掃。這樣既保證了清潔質(zhì)量 ， 又在很大程度上避免了 1次清掃所帶來的死角問題。而且由于 2個(gè)方向的互補(bǔ)性 ， 并不需要為了遍歷的完整性而采用更為煩雜的 路徑 ， 通過 2次數(shù)據(jù)融合就可以得到較為精確的環(huán)境信息機(jī)器人的路徑為迂回前進(jìn)的路徑段 ， 每個(gè)路徑段的間隔為機(jī)器人清潔機(jī)構(gòu)的清掃直徑 ， 碰到障礙物 后 ， 機(jī)器人的轉(zhuǎn)向 90176。并且側(cè)移 20cm， 在轉(zhuǎn)向 90176。，這個(gè)動(dòng)作由控制系統(tǒng)做好保存 ， 直接調(diào)用 ， 記為 micro1。 （ 在前進(jìn)過程中 ， 發(fā)生碰撞時(shí) ， 機(jī)器人的轉(zhuǎn)向所采取的方向 ，取值可以為”左”或者”右” ， 由碰撞次數(shù)的奇偶性決定。 圖 沿 X 軸方向的遍歷圖 圖 沿 Y 軸方向的遍歷圖 安 徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 前可行的方法就是 — 通過建立被控制對(duì)象的模糊模型來實(shí)現(xiàn)模糊控制器。 所謂建立被控制對(duì)象的模糊模型就是用“如果一一那么”的形式來描述 被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性。一條“如果 — 那么”表達(dá)式就是一條控制規(guī)則，因此被控制對(duì)象的模型是由多條控制規(guī)則組成的，這樣通過該模型就可以從輸入推理得出輸出。 具體到本課題，模 糊規(guī)則設(shè)定如下 ： 規(guī)則 1： 如果機(jī)器人前方為階梯（沿 X軸方向遍歷），那么它應(yīng)該左轉(zhuǎn)一前行一再左轉(zhuǎn)； （ 把此類型障礙物當(dāng)作墻來處理 ） 規(guī)則 2： 如果機(jī)器人前方有障礙物（沿 X軸方向遍歷），同時(shí)左側(cè)也有障礙物，那么它應(yīng)該原地轉(zhuǎn)彎 180度；（記為左轉(zhuǎn)為不可行） 規(guī)則 3： 如果機(jī)器人懸空，那么它應(yīng)該執(zhí)行電源關(guān)操作 規(guī)則 4： 如果機(jī)器人前方為階梯（沿 Y軸方向遍歷），那么它應(yīng)該從右轉(zhuǎn)一前行一再右轉(zhuǎn)； （ 把此類型障礙物當(dāng)作墻來處理 ） 規(guī)則 5： 如果機(jī)器人前方有障礙物（沿 Y軸方向遍歷），同時(shí)右側(cè)也有障礙物，那么它應(yīng)該原地轉(zhuǎn)彎 180度；（記 為右轉(zhuǎn)為不可行） 規(guī)則 6： 如果機(jī)器人右前方?jīng)]有障礙物，那么它應(yīng)該直線前行； 規(guī)則 7： 如果機(jī)器人沿 X軸方向遍歷完成，那么執(zhí)行沿 Y軸方向的遍歷；（完成與否的判定根據(jù)是否有連續(xù)兩次轉(zhuǎn)彎不可行） 規(guī)則 8： 如果機(jī)器人完成了沿 X 軸和 Y 軸方向的遍歷，那么小車執(zhí)行回充電插座充電。 安 徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 結(jié)論 本文是對(duì)自動(dòng)掃地機(jī)的設(shè)計(jì)，在查看大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)自動(dòng)掃地機(jī)的行走機(jī)構(gòu)，紅外控制機(jī)構(gòu)，各傳感器機(jī)構(gòu)以及主控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了一系列的研究設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是用單片機(jī) AT89C51 實(shí)現(xiàn)對(duì)各模塊的控制。并且通過本設(shè)計(jì)，讓我對(duì)次單片機(jī)及其他所用 到的芯片等有了深刻的認(rèn)識(shí)，更好的設(shè)計(jì)出了一款有我思想的自動(dòng)掃地機(jī)。 本文分析了自動(dòng)掃地機(jī)的移動(dòng)方式，針對(duì)掃地機(jī)的盡量不重復(fù)掃和盡量遍歷整個(gè)房間以及掃地的干凈程度的特點(diǎn)，提出了掃地機(jī)橫向和縱向結(jié)合的清掃路徑，以及碰到障礙物按照碰撞奇偶次數(shù)的不同進(jìn)行方向不同的轉(zhuǎn)向理念，從而實(shí)現(xiàn)掃地機(jī)的各種功能。 安 徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 參考文獻(xiàn) [1]張西良 ,丁飛等 .能力風(fēng)暴機(jī)器人 ASUⅡ目標(biāo)搜索研究 [J].機(jī)器人技術(shù) , [2]叢爽 ,錢輝環(huán) .廣茂達(dá)機(jī)器人幾個(gè)實(shí)際應(yīng)用問題的解決方案 [J].機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用 , [3]郭洪紅 .工業(yè)機(jī)器人運(yùn)用技術(shù) .北京 :科學(xué)出版社 ,2021 [4]章小兵 ,宋愛國 .地面移動(dòng)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J].機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用用 ,2021,2 。1923. [5]李磊 ,葉濤 ,譚民 ,陳細(xì)軍 .移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)研究現(xiàn)狀與未來 [J].機(jī)器人 ,2021(9),V(24),N(5)。475480. [6]高學(xué)山 ,徐殿國 ,王炎等 .全方位地面移動(dòng)清掃機(jī)器人 [J].機(jī)電工程學(xué)報(bào) ,2021,44(3)。228233. [7]王義杰 ,王書銼等 . 壁面移動(dòng)自控車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) . 哈爾濱科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào) . Feb. 1995, 19(1): 4850 [8]奇正 .“清洗巨人”世界上最大的機(jī)器人 . 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用 . 1996, (5): 78 [9]王巍 ,靈巧擦窗機(jī)器人相關(guān)問題研究 ,北京航空航天大學(xué)博士論文 ,202108。 [10]李玉榕 ,郭智疆 ,蔣靜坪等著 .多傳感器融合在移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用 .儀器儀表學(xué)報(bào) .2021, 23(1): 106110 [11] Jailles Quirk． Achieving greater efficiency in NDT inspection sensor Review,V01． 1 9,No． 4:1999:286—2 72 [12] Longo D., Muscato G..(2021)SCIDA nonactuated robot for wall exploration. Proc. of IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, 874–879. [13] Lal Tummala, R.。 Mukherjee, R.。 Ning Xi。 Aslam, D.。 Dulimarta, H.。 Jizhong Xiao。 Minor, M.。 Dang, G.。 Climbing the walls [robots]. Robotics amp。 Automation Magazine, IEEE ,Volume: 9 ,Issue: 4 ,Dec. 2021. . [14] IMing Chen, Song Huat Yeo (2021) Lootion of a twodimensional walkingclimbing robot using a closedloop mechanism: From gait generation to navigation. International Journal of Robotics Research 22(1): 2140. [15] , , , (1997)Development of a semi selfcontained wall climbing robot with scanning type suction cups. Robots and Systems 2:900905. [16]K． Ikeda． T． Nozaki． Fundamental study on a wail— climbing robot． Proc． Of the 5“ int． sympo sium on robotic s in COnStruction,1 988:4494 58 [17]D． Howa rd, D． J． Sanger, et a1． Walkers and climbers: Valuable insight s for 安 徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 mechanics． design and COntr01． Clawar’98 Fi rst International Symposium,November． 1 998:9 5— 100 [18] S. . Satar, A. Khalid etc. Climbing RobotsOf the Shelf. Industrial Robot. 19 95, 21(5):27 30 [19]B. L. Luk, A. A. Collie and J. Billingsky. ROBUG II: An intelligent wall climbing robot. Proceedings of the1991 IEEE Int. Conf. On Robotics and Automation. 1991:2342 2347 [20] etc. Internallybalanced Mag Unit. Advanced Robotics. 1986,1(3): 225 242 安 徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 致謝 本設(shè)計(jì)是在 副教授的悉心指導(dǎo)下順利完成的，設(shè)計(jì)中 的每一環(huán)節(jié)無不凝聚著老師對(duì)我們的照顧和心血。在畢業(yè)之前仍能取得的每一點(diǎn)成績、學(xué)業(yè)上的每一點(diǎn)長進(jìn)都與 老師的關(guān)懷分不開，老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)和高尚的人格使本人終生受益，不僅給予我了很多學(xué)習(xí)上指導(dǎo)和生活上的關(guān)懷，還使我獲得了豐富的專業(yè)知識(shí)和處理問題的能力，在此特向胡老師致深深的感謝！ 同時(shí)感謝本次設(shè)計(jì)中各位同學(xué)朋友的無私幫助。 最后，要感謝我的家人，在他們默默的關(guān)心和支持下，才使我得以順利的完成學(xué)業(yè)。 安 徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 安 徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 4 7 04 7 03412U 1 1 AT L P 5 2 187651 K1 KR 7R 8U 1 1 BT L P 5 2 1R 1R 24 7 04 7 03412U 1 2 AT L P 5 2 187651 K1 KR 9R 1 0U 1 2 BT L P 5 2 1R 3R 44 7 04 7 03412U 1 1 3 AT L P 5 2 187651 K1 KR 1 1R 1 2U 1 3 BT L P 5 2 1D I R 1D I R 2P W M AD I R 3D I R 4P W M BS _ 5 V1 61 51 81 71 41 31 21 1B 1B 0B 2B 3B 4 B 5B 6B 7A 0A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7D I REP 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 7P 1 8234567891 00A T 8 9 C 5 1VCCCurrentACurrentBVCCGNDVPPV C C 1 2 VD 1 D 2 D 3 D 4D 5 D 6 D 7 D 8M 1M 2M O T O RM O T O RC 10 . 1 u FS _ 5 VL 2 9 8 ND I R 1D I R 2D I R 3D I R 4P W M AP W M BO U T P U T 1O U T P U T 2O U T P U T 3O U T P U T 4I N O U T 1I N P U T 2I N P U T 3I N P U T 4E N A B L E 1E N A B L E 2U 298 451 071 261 1115231 31 4圖 4 10 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電路 安 徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 30