【正文】 在此，對母校的老師們表示深深的敬意和感謝！ 在這幾個(gè)月的設(shè)計(jì)中，指導(dǎo)老師盡心盡力，從不辭辛苦的帶領(lǐng)我們外出實(shí)習(xí)到不厭其煩的為我們講授知識，讓我們體會(huì)到了恩師的淳淳教導(dǎo)，老師，您辛苦了！忠心的謝謝您！同時(shí)還要感謝其他老師和同學(xué)的指導(dǎo)與幫助。全自動(dòng)吸塵器還可以做進(jìn)一步的完善，適應(yīng)更多的環(huán)境需要。為了減少人的活動(dòng)對吸塵器工作的影響 ,在吸塵器的前部還裝有紅外線熱釋電傳感器 ,它可以檢測人在吸塵器前面的活動(dòng) ,當(dāng)人在吸塵器的前面時(shí) ,吸塵器會(huì)自動(dòng)停止 ,與此同時(shí)由發(fā)聲器發(fā)出聲音 ,提醒人離開 ,從而減少因人的存在使吸塵器轉(zhuǎn)向?qū)е掠胁糠值孛鏇]有清掃。與此同時(shí)，由其自身攜帶 的小型吸塵部件，對經(jīng)過的地面進(jìn)行必要的吸塵清掃。 在設(shè)計(jì)中全自動(dòng)吸塵器利用超聲波傳感器的測距原理 ,通過向前方發(fā)射超聲波脈沖 ,并進(jìn)行接受相應(yīng)的返回聲波 ,對墻壁等進(jìn)行判斷 。 綜上所述，全自動(dòng)吸塵器的成本很低，它的銷售價(jià)格基本和現(xiàn)有家用普吸塵器接近，并且可以大規(guī)模生產(chǎn)制造，進(jìn)而全自動(dòng)吸塵器能像普通家電產(chǎn)品樣走進(jìn)千家戶，為這一高新技術(shù)產(chǎn)品帶來可觀的市 場和經(jīng)濟(jì)效益。 全自動(dòng)吸塵器的動(dòng)力部分主要由電機(jī)構(gòu)成，在設(shè)計(jì)中以步進(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力源，步進(jìn)電機(jī)在機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用廣泛，它可以實(shí)現(xiàn)精確的位移，它的價(jià)格比普通的直流電機(jī)略高一些，但考慮到其優(yōu)越的性能，它作為動(dòng)力源很合適，全自動(dòng)吸塵器的風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)采用了鐵氧體永磁直流電動(dòng)機(jī)，它的轉(zhuǎn)速很高，在小型吸塵器中經(jīng)常應(yīng)用，它的價(jià)格比較底在幾十元左右，而且很容易從一些電機(jī)生產(chǎn)廠家購進(jìn)。 15 第 4 章 全自動(dòng)吸塵器的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 全自動(dòng)吸塵器作為一種家用電器 ,要想得到家庭用戶的認(rèn)可和購買 ,必須價(jià)格低廉性能優(yōu)異 ,大規(guī)模投放市場后應(yīng)該能夠產(chǎn)生很高的經(jīng)濟(jì)效益。 表格 31 步進(jìn)電機(jī)的基本參數(shù) 型號 相數(shù) 額定電壓 (V) 電流（ A） 保持轉(zhuǎn)矩（ mN/cm） 步近角( 176。后車輪的的阻力矩由公式（ 3— 2） T=mg f r （ 3— 2） f—滾動(dòng)摩擦系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 117 取 （ K/CM) T=3 4 = T0=mg f r =3 = T1= mg f1 R f1=,由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 119 選取 . T1=。同時(shí)轉(zhuǎn)彎的速度可通過改變單片機(jī)的程序來調(diào)節(jié) 。同時(shí)在對兩電機(jī)分別施加相同或不同脈沖信號時(shí)，通過差速方式，可以方便的實(shí)現(xiàn)吸塵器前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、后退、調(diào)頭等功能。前輪不再采用傳統(tǒng)的雙輪結(jié)構(gòu)，而采用了應(yīng)用非常廣泛的萬向轉(zhuǎn)輪這既減小了結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，又提高了轉(zhuǎn)彎的靈活性（如圖 34）。 （圖 26 控制系統(tǒng)原理圖 ） 超聲波傳感器 接收端 發(fā)射端 單 片 機(jī) 發(fā)聲器 驅(qū)動(dòng)器 左步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)器 右步進(jìn)電機(jī) 電子羅盤 13 第 3 章 全自動(dòng)吸塵器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 全自動(dòng)吸塵器主要參數(shù)計(jì)算 全自動(dòng)吸塵器的驅(qū)動(dòng)部分是由兩個(gè)四相步進(jìn)電機(jī)以及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成的。功能全自動(dòng)吸塵器實(shí)際上是一個(gè)行走機(jī)器人和吸塵器的組合體，吸塵器行走的同時(shí) ，由其自身攜帶的小型吸塵部件，對經(jīng)過的地面進(jìn)行必要的吸塵清掃。 該全自動(dòng)塵器利用了超聲波測距的原理 （如圖 26 所示），通過向前進(jìn)方向發(fā)射超聲波脈沖，并接收相應(yīng)的返回聲波脈沖，對障礙物進(jìn)行判斷；通過以單片機(jī)為核心的控制器實(shí)現(xiàn)對超聲發(fā)射和接收的選通控制，并在處理返回脈沖信號的基礎(chǔ)上加以判斷，選定相應(yīng)的控制策略；利用電子羅盤進(jìn)行方向的判斷，通過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)器驅(qū)動(dòng)動(dòng)兩步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪，從而實(shí)現(xiàn)避障。 AM111 傳感器，內(nèi)部裝好了放大器當(dāng)然在需要時(shí)還可以在外接運(yùn)算放大器，如圖 25 所示，用補(bǔ)加電阻就可以輸出，其共有 3 個(gè)管角，分別為信號、 VCC、 GND，在全自動(dòng)吸塵器中它以開關(guān)量的方式向單片機(jī)提供信號。這種傳感器在常溫下工作穩(wěn)定可靠，使用簡單，時(shí)間響應(yīng)能到微秒級，已得到廣泛使用。 ” 熱釋電紅外傳感器不僅適用于防盜報(bào)警場所，亦適于對 人體傷害極為嚴(yán)重的商壓電及 x 射線、射線自動(dòng)報(bào)警等。 （圖 23 超聲波傳感器結(jié)構(gòu)）圖） 11 （圖 24 超聲波傳感器電路圖） 傳感器的調(diào)整通過可變電阻變化震蕩頻率，所以使其發(fā)射器的諧振點(diǎn)一致，通過可變電阻還可以改變比較電壓，由此來調(diào)整敏感度。 全自動(dòng)吸塵器選用了壓電陶瓷式超聲波傳感器，在超聲波信號發(fā)射側(cè)使用 T4016，在信號接受側(cè)使用 R4016，發(fā)射信號側(cè)由 40HZ 的通信電路、控制 ONOFF 及驅(qū)動(dòng)電路組成，接收信號側(cè)由放大、比較和積分電路組成，圖 24 是超聲波傳感器的電路。當(dāng)它的兩極外加脈沖 信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片將會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)，便產(chǎn)生超聲波。 壓電式超聲波發(fā)生器實(shí)際是利用壓電晶體的諧振來工作的。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動(dòng)型等；它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途 也各有 不相同 的地方 。 1. 超聲波發(fā)生器 為了研究和利用超聲波，人們已經(jīng)設(shè)計(jì)和制成了許多超聲波發(fā)生器。 10 超聲波傳感器的原理及性能 全自動(dòng)吸塵器對墻壁等障礙的判斷主要是通過超聲波傳感器來完成的，超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實(shí)現(xiàn)。 Vavg = = Vp = Vp 障礙傳感器的探測方法 由于每一個(gè)超聲波探頭都有一定的指向性（即發(fā)射或接受的空間范圍），所以在測量時(shí)必然存在盲區(qū)（如圖 2）。或曰 “均方根值 ”。 6 量化誤差 被測量的實(shí)際階梯特性與理想特性的偏差。 4 線性誤差 標(biāo)準(zhǔn)曲線與規(guī)定直線之間的