最新掃地機(jī)器人設(shè)計(jì)-wenkub.com
2025-06-27 03:11 本頁(yè)面
【正文】 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(shí)，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(hào)傳給控制器，控制器控制掃地機(jī)器人發(fā)出報(bào)警信號(hào)，知道灰塵盒被清空。當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，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。掃地機(jī)器人自動(dòng)尋找充電基座位置原理示意圖如圖12所示。當(dāng)掃地機(jī)器人檢測(cè)到電池電量小于規(guī)定值時(shí)，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(gè)傳播距離較遠(yuǎn)并且覆蓋角度較窄的紅外信號(hào)，用于搜尋充電基座的位置，同時(shí)掃地機(jī)器人向充電基座發(fā)送信號(hào)；充電基座接收到掃地機(jī)器人發(fā)射的信號(hào)后，基座上的紅外發(fā)射裝置發(fā)射一個(gè)傳播距離近且覆蓋角度窄的紅外信號(hào)，用于在機(jī)器人到達(dá)充電站附近與充電站進(jìn)行對(duì)接時(shí)使用。當(dāng)傳感器接收到這些環(huán)境信息時(shí)，經(jīng)過(guò)放大、濾波、轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)，掃地機(jī)器人控制器對(duì)這些信息進(jìn)行處理。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。為實(shí)現(xiàn)此功能，在掃地機(jī)器人正面安裝8個(gè)光敏傳感器。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)。庫(kù)侖計(jì)測(cè)量原理如圖9所示。在這一領(lǐng)域,一般采用化學(xué)電池作為移動(dòng)電源,如鉛酸電池、NiCd等。同時(shí)設(shè)計(jì)掃地機(jī)器人在發(fā)出求救信號(hào)3分鐘后自動(dòng)關(guān)閉掃地機(jī)器人電源功能，防止家中無(wú)人的情況。掃地機(jī)器人防止跌落示意圖如圖7所示。為了防止掃地機(jī)器人遇到臺(tái)階時(shí)跌落，在掃地機(jī)器人背面安裝3個(gè)防跌落傳感器。避障功能的實(shí)現(xiàn)正是利用了這一超聲波測(cè)距的原理。超聲波測(cè)距傳感器安裝位置如圖4所示。這樣就可以在清掃過(guò)程中自動(dòng)避開(kāi)障礙物。先假設(shè)室內(nèi)只有一個(gè)孤立的障礙物，以房屋左下角O點(diǎn)為起始點(diǎn)。往返式路徑規(guī)劃清掃路徑的規(guī)則為當(dāng)掃地機(jī)器人置于室內(nèi)時(shí)，可通過(guò)超聲波測(cè)距傳感器的信息來(lái)判斷它放置于墻邊還是房屋中間。掃地機(jī)器人路徑自動(dòng)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。掃地機(jī)器人功能框圖如圖2所示。前輪是轉(zhuǎn)向輪，使得轉(zhuǎn)向時(shí)的行駛方向容易控制，不容易出現(xiàn)過(guò)度轉(zhuǎn)向的現(xiàn)象，轉(zhuǎn)向安全性也得到提高。為此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，盡量減小運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量，并注意運(yùn)動(dòng)部件對(duì)轉(zhuǎn)軸的質(zhì)心裝配。二、機(jī)械及系統(tǒng)設(shè)計(jì)掃地機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì)如圖1所示。
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