【正文】 工作時(shí)較靈活。m式中，a—是考慮扭矩和彎矩的加載情況及產(chǎn)生的循環(huán)特性差異系數(shù),扭剪應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變換取 =（5）校合軸的強(qiáng)度已知軸的計(jì)算彎矩后，對(duì)危險(xiǎn)截面作強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算，按第三強(qiáng)度理論，計(jì)算彎曲應(yīng)力由公式（3—7） （ Mpa） （3—7）][)(122??????WcacaTM =＜59MPa 式中 W—軸的抗彎截面系數(shù)[ ]軸的許用彎曲應(yīng)力（Mpa） ，45調(diào)質(zhì)處理經(jīng)，取 59Mpa1?經(jīng)計(jì)算滿足要求，設(shè)計(jì)軸符合調(diào)節(jié)。m 75 M （圖 37彎矩圖）（3）做出扭矩圖（如圖 38） T= p/n106 =77N(如圖 36)(圖 36 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖)(2)做出彎矩圖根據(jù)上述簡(jiǎn)圖，分別按水平面和垂直面計(jì)算做出各力產(chǎn)生的彎矩，并按照計(jì)算結(jié)果分別做出水平面上的彎矩 Mh圖和垂直面上的彎矩 Mv圖，然后由公式（3—5）進(jìn)計(jì)算總彎矩M。 計(jì)算由公式（3—3） ， d≥ A (mm) （3—3）3/NP式中 P—為軸所傳地的功率（KW）N—為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速（r/min） A—為軸的許用應(yīng)力系數(shù)（其值可以查《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材表，在這里選取軸的材料為 45號(hào)鋼，則 A=108,由步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)由公式（3—4）可知；P=VI （3—4）=12=取轉(zhuǎn)速 n=12r/min計(jì)算得d≥108 312/048.≥軸的截面上有一個(gè)鍵槽，將直徑增大 5﹪，得 d≥(1+5﹪) ≥ 取標(biāo)準(zhǔn)值 d=10mm ,即為軸直徑最小直徑。)57BYG005 4 12V 176。根據(jù)供電電壓為 12V選取步進(jìn)電極電機(jī),根據(jù)《小功率電機(jī)手冊(cè)》,選擇永磁式步進(jìn)電機(jī),其具體參數(shù)如下:表 31。停萬(wàn) 向 輪 停( 圖 04 轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)圖 )則由公式（3—1）U=CN （3—1）式中 C—車輪的周長(zhǎng)（cm） N—車輪的轉(zhuǎn)速（r/min）N=U/C≈12r/min設(shè)計(jì)多功能吸塵器的質(zhì)量在 3Kg則。211。187。181。189。由于智能吸塵器是邊行走邊工作的，所以要求速度很低，一般要求 3m／min 左右，這樣能夠保證多功能吸塵器行走平穩(wěn)，而且有很高的效率，設(shè)計(jì)車輪的直徑為 8cm, 停243。這一設(shè)計(jì)的最大優(yōu)點(diǎn)是吸塵器能夠在任意半徑下，以任意速度實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，甚至當(dāng)兩后輪相互反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)零轉(zhuǎn)彎半徑（即繞軸中點(diǎn)原地施轉(zhuǎn)） 。 通過改變作用于步進(jìn)電機(jī)的脈沖信號(hào)的頻率，可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)較高精度的調(diào)速。步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)兩驅(qū)動(dòng)輪（后輪） ，從而推動(dòng)吸塵器運(yùn)動(dòng)。吸塵器的處灰箱一般為 2～3L ，多功能吸塵器的儲(chǔ)灰容量設(shè)計(jì)為 ，其完全能夠滿足家用地面的清潔。風(fēng)機(jī)有密封罩，有封閉的電機(jī)罩降噪效果好。過濾網(wǎng)不僅僅能擋住較大顆粒的垃圾，而且能阻止細(xì)小的塵埃通過，性能好的過濾網(wǎng)，排出的灰塵在直徑 5微米以下，此外，過濾網(wǎng)的透氣性好，能長(zhǎng)時(shí)間過濾而不被堵塞，使電機(jī)得到充分的冷卻，其基本結(jié)構(gòu)如圖 33所示，灰塵通過吸塵器的吸嘴進(jìn)入到吸塵器吸管，而后經(jīng)過過濾網(wǎng)的過濾，沉積在儲(chǔ)灰箱里，氣流由電動(dòng)風(fēng)機(jī)吸入口吸入，而后排出。 全自動(dòng)能吸塵器吸塵部位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多功能吸塵器的吸塵部位，主要由吸嘴﹑ 吸管﹑儲(chǔ)灰箱﹑電動(dòng)風(fēng)機(jī)等部位組成。用于多功能吸塵器外殼的工程塑料主要是 PP和 ABS，用于吸管的材料可以是聚丙烯等。外殼一般用金屬材料沖制，或采用工程塑料，金屬材料有較高的強(qiáng)度，由于重量﹑絕緣材料性能查﹑制造工藝復(fù)雜成本高，因此，除了老式的吸塵器及工業(yè)吸塵器外，現(xiàn)代家用吸塵器很少采用。前殼頭部為吸入口，后殼內(nèi)按裝吸塵部件，里面主要安裝電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)及一些功能性機(jī)構(gòu)；兩側(cè)可以用來安裝車輪，此外在后殼處有排風(fēng)口，便于風(fēng)機(jī)的工作。 （圖 26控制系統(tǒng)原理圖 ）超聲波傳感器接收端發(fā)射端紅外線熱釋電傳感器單片機(jī)電源發(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)吸塵部件電子羅盤紅外傳感器第三章 全自動(dòng)吸塵器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 全自動(dòng)吸塵器外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)吸塵器的外殼起著支撐吸塵器各零部件并將它們與外界隔離的作用，這樣既能保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，又能保證安全。功能多功能吸塵器實(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(duì)經(jīng)過的地面進(jìn)行必要的吸塵清掃。該多功能吸塵器利用了超聲波測(cè)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(duì)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(duì)超聲發(fā)射和接收的選通控制，并在處理返回脈沖信號(hào)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)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(hào)、VCC、GND，在多功能吸塵器中它以開關(guān)量的方式向單片機(jī)提供信號(hào)。這種傳感器在常溫下工作穩(wěn)定可靠，使用簡(jiǎn)單，時(shí)間響應(yīng)能到微秒級(jí)，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(chǎng)所，亦適于對(duì)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。超聲波傳感器不適用的情況有：戶外、極熱的環(huán)境、有壓力的容器內(nèi)及有泡沫的物體。 超聲波傳感器還有使用的是獨(dú)立的發(fā)射器和接收器的型號(hào)，當(dāng)檢測(cè)緩慢移動(dòng)的物體或者在潮濕環(huán)境中應(yīng)用時(shí)，這種對(duì)射示的超聲波傳感器就非常適用。比較具有代表性的，一個(gè)傳感器可以通過按鈕的設(shè)定來?yè)碛薪嚯x和遠(yuǎn)距離兩種設(shè)定，無論物體在那一種界限里，傳感器都可以檢測(cè)到。超聲波傳感器是利用傳感器頭部的壓振陶瓷的振動(dòng)，產(chǎn)生高頻的人耳聽不見的聲波來進(jìn)行感應(yīng)的，如果這聲波碰到了某個(gè)物體，傳感器就能接收到返回波。超聲波傳感器為了容易反射聲波，對(duì)測(cè)定物體成直角安裝。反之，如果兩電極間未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這時(shí)它就成了超聲波接收裝置。超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖23所示，它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。總體上講，超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。利用超聲波檢測(cè)往往比較迅速、方便、計(jì)算簡(jiǎn)單、易于做到實(shí)時(shí)控制，并且在測(cè)量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求，因此在移動(dòng)機(jī)器人的研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。 超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）及縱和振蕩（縱波） 。 超聲波傳感器的原理及性能人們能聽到聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的，它的頻率在 20HZ20KHZ范圍內(nèi)，超過 20KHZ稱為超聲波，低于 20HZ的稱為次聲波。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1時(shí)，/EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。　　/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間?！　?RXD（串行輸入口）　　 TXD（串行輸出口）　　 /INT0（外部中斷 0）　　 /INT1（外部中斷 1）　　 T0（記時(shí)器 0外部輸入）　　 T1（記時(shí)器 1外部輸入）　　 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）　　 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）　　P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng) P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2 口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口作為第八位地址接收。　　P1 口：P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口，P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。　　P0 口：P0 口為一個(gè) 8位漏級(jí)開路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL門電流。80年代，世界各大公司均競(jìng)相研制出品種多功能強(qiáng)的單片機(jī)，約有幾十個(gè)系列，300多個(gè)品種，此時(shí)的單片機(jī)均屬于真正的單片化，大多集成了 CPU、RAM、ROM、數(shù)目繁多的 I/O接口、多種中斷系統(tǒng)，甚至還有一些帶 A/D轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)，功能越來越強(qiáng)大，RAM 和 ROM的容量也越來越大，尋址空間甚至可達(dá) 64kB，可以說，單片機(jī)發(fā)展到了一個(gè)新的平臺(tái)． 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)和開發(fā)過程 單片機(jī)的引腳功能 、VCC：供電電壓。在 MCS48的帶領(lǐng)下，其后，各大半導(dǎo)體公司相繼研制和發(fā)展了自己的單片機(jī)，象Zilog公司的 Z8系列。1976年 INTEL公司推出了 MCS48單片機(jī)，這個(gè)時(shí)期的單片機(jī)才是真正的 8位單片微型計(jì)算機(jī)，并推向市場(chǎng)。第二章 全自動(dòng)吸塵器控制部分設(shè)計(jì) 單片機(jī)的由來單片機(jī)誕生于 20世紀(jì) 70年代，象 Fairchild公司研制的 F8單片微型計(jì)算機(jī)。 未來的吸塵機(jī)器人將向自主式和人工智能化發(fā)展,因此必須結(jié)合現(xiàn)有的基于自適應(yīng)控制、預(yù)測(cè)控制、模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和控制技術(shù),研究對(duì)環(huán)境障礙物具有安全可靠的防碰撞功能的智能運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制器及高效的傳感器融合算法,是在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)具有良好的自適應(yīng)性和魯棒性行為的機(jī)器人的關(guān)鍵。在吸塵器逐步走進(jìn)中國(guó)消費(fèi)者視野的同時(shí)，擁有時(shí)尚外觀、能夠提升生活檔次的吸塵器也在“攀比”中得到了發(fā)展空間。目前吸塵器之于中國(guó)人就像上世紀(jì) 80年代初洗衣機(jī)一樣，當(dāng)中國(guó)消費(fèi)者明白它的功用時(shí)，機(jī)會(huì)就來了。 全自動(dòng)吸塵器的發(fā)展前景近幾年來，國(guó)內(nèi)吸塵器市場(chǎng)發(fā)展迅速，每年的增幅都保持在 15%以上，在中國(guó)消費(fèi)者對(duì)家庭裝修有了更高要求的同時(shí)，對(duì)保持家庭環(huán)境衛(wèi)生的吸塵器也就漸漸重視起來。任何人、任何時(shí)間都可以進(jìn)行全部或局部清潔，確保了最清潔的室內(nèi)環(huán)境。6) 機(jī)器人吸塵器 （Robot）　　高端吸塵器，可自動(dòng)打掃和充電，但清潔效果有限，適合本來就很干凈的家居環(huán)境。4) 桶式吸塵器 （Pot）　　商用吸塵器，多為保潔公司，酒店，寫字樓所使用，特點(diǎn)是容量大，能吸水。臥式吸塵器也分為“塵盒式吸塵器”和“塵袋式吸塵器”2) 立式吸塵器 （Upright）　　美洲市場(chǎng)較為常見，適用于大面積的地毯清潔3) 手持式吸塵器 （Handy）　　體型小巧，攜帶及使用非常方便，主要用于車內(nèi)的清潔，對(duì)鍵盤，電器等也有良好效果。2. .按形狀大小分類目前民用吸塵器主要分為以下幾大類：1) 臥式吸塵器（Canister）　　在亞歐市場(chǎng)較為常見的吸塵器類型，占整體市場(chǎng)的 80%以上。地毯式主要用于地毯的清潔。干式吸塵器就是上面介紹的幾種吸塵器。該機(jī)器人操作簡(jiǎn)單,僅有３個(gè)按鈕:開始、結(jié)束以及暫停,人們只要簡(jiǎn)單地將它放置在需要清掃的區(qū)域或房間中,按下開始按鈕即可。當(dāng)打掃完可以行駛的場(chǎng)所后,機(jī)器人就自動(dòng)關(guān)閉電源。該吸塵機(jī)器人由于在主機(jī)的周圍３６０176。其搜索雷達(dá)會(huì)探測(cè)出距離最近的墻壁,先順著墻壁把地板四周的灰塵及異物吸盡。微處理小電腦使它具備在拐至屋角處能探測(cè)方向、選擇前進(jìn)路線的能力。目前在歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家,吸塵機(jī)器人開發(fā)較早,應(yīng)用范圍也較廣,近兩年來,已經(jīng)開發(fā)出多種面向市場(chǎng)的智能吸塵機(jī)器人。 全自動(dòng)吸塵器的研究目的與意義今年來,隨著中國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展,吸塵器的產(chǎn)銷量也大幅增加,在我國(guó)市場(chǎng)具有旺盛的生命力。特別適用于清潔墻邊、輻射式暖片、角落及淺窄地方。圓刷頭：也較小吸嘴，可做 360*回轉(zhuǎn)，方便清潔家具、精細(xì)網(wǎng)織物等。喉管：所有吸力式的吸塵器都會(huì)裝備硬喉管，用來連接清潔用的軟喉管及附件。　　吸塵器的原件：所有吸塵器都配有一個(gè)組裝刷頭，供清理地板及地毯是用。這樣不妨與外界形成較高的壓差。吸塵器配上不同的部件，可以完成不同的清潔工作，如配上地板刷可清潔地面，配上扁毛刷可清潔沙發(fā)面、床單、窗簾等，配上小吸嘴可清除小角落的塵埃和一些家庭器具內(nèi)的塵垢。一般吸塵器的功率為 4001000W或更高，便攜式吸塵器的功率一般為 250W及其以下，吸塵器靠電動(dòng)機(jī)高速驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)，使空氣高速排出，而風(fēng)機(jī)前端吸塵部分的空氣不斷地補(bǔ)充風(fēng)機(jī)中的空氣，致使吸塵器內(nèi)部產(chǎn)生瞬時(shí)真空，和外界大氣壓形成負(fù)壓差，在此壓差的作用下，吸入含灰塵的空氣，經(jīng)濾塵器過濾，排出清凈的空氣，負(fù)壓差越大風(fēng)量越大，則吸塵能力也越大。吸塵器主要由起塵、吸塵、濾塵三部分組成，一般包括串激整流子電動(dòng)機(jī)、離心式風(fēng)機(jī)、濾塵器（袋）和吸塵附件。s activities, reduce the influence of vacuum cleane