自动扫地机设计

　　hbzhan内容导读：自动清扫机器人是当今服务机器人领域一个热门的研究方向。从理论和技术上讲，自动清扫机器人比较具体地体现了移动机器人的多项关键技术具有较强的代表性，从市场前景角度讲，自动清扫机器人将大大降低劳动强度、提高劳动效率，适用于宾馆、酒店、图书馆、办公场所和大众家庭。因此开发自动清扫机器人既具有科研上的挑战性又具有广阔的市场前景。
　　
　　1、总体原理：
　　
　　主要经过4个接近传感器的感应，在机器和周围墙体靠近的时候，通过plc对步进电机的控制之下进行合适的转弯。在完成整个房间的打扫之后停下来。在整个过程中，小车身上的吸尘器和扫地部件会全程对房间打扫。
　　
　　2、功能实现：
　　
　　如下图可视：红点为传感器，该小车的前轮是万向轮，可以配合后轮不同转速实现转弯功能，接近传感器可以为扫地机提供转弯需要信号以及障碍物信号。同时在行走的同时，起尘器和扫地机构也在旋转，洗尘部分也同时在运行，确保垃圾能够清理干净。


　　
　　整个机器从原理部分可以分为五个部分：传感器部分、驱动部分、控制器部分、洗尘部分。
　　
　　3、机构设计：
　　
　　自动扫地机器人车厢采用框架式结构，从上到下一共分为3个空间，*层是装配各运动的驱动电机、传动机构；第二层为垃圾储存空间，第三层装配机器控制系统plc、驱动板、电源、开关等等。
　　
　　驱动部分是由两个四相步进电机以及相应的驱动机构组成的，步进电机带动两驱动轮（后轮）从而推动吸尘器运动，前轮不再采用传统的双轮结构，而采用万向轮。这既减小了结构复杂度，又提高了转弯的灵活性，通过改变作用于步进电机的脉冲信号的频率，可以对步进电机实现较高精度的调速。同时在对两电机分别施加相同或不同脉冲信号时，通过差速方式，可以方便的实现吸尘器前进、左转、右转、后退、调头等功能。这一设计的zui大优点是吸尘器能够在任意半径下，以任意速度实现转弯，甚至当两后轮相互反向运动时，实现零转弯半径，即绕轴中点原地施转，同时转弯的速度可通过改变plc的程序来调节。