基本信息
- 项目名称：
- 基于单片机的智能清洁机器人
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本设计的清洁机器人是以路虎小车为底盘，STC89S52单片机为控制核心，加以直流电机、红外线传感器、电源电路、遥控电路以及其它电路构成，主要分驱动模块、避障模块、无线通讯模块、清洁地面模块、工作机构升降装置和供水系统等。设计的清洁机器人有两种工作模式：一为遥控工作模式；二为自动工作模式。
- 详细介绍：
- 本作品为家用自动/遥控拖地工具，主要功能为拖地并将地面吹干。有两种工作模式：一为遥控模式，可根据手柄遥控其工作；二为自动模式，依靠避障功能实现自动工作。 作品的底盘为履带式，使其有更好的稳定性和跨越障碍能力。主控芯片为51系列单片机，两个步进电机完成小车的行走和转向，电机的驱动芯片为L298n，红外避障。小车前方用步进电机或直流电机带动圆盘式拖布清洁地面，后方安装类似吹风机机构将地面吹干，并且圆盘转动速度和吹干机构运动快慢与工具行走速度有关。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 思路：本次设计的清洁机器人是以路虎小车为底盘，STC89S52单片机为控制核心，加以直流电机、红外线传感器、电源电路、遥控电路以及其它电路构成，主要分驱动模块、避障模块、无线通讯模块、清洁地面模块、工作机构升降装置和供水系统等。设计的清洁机器人有两种工作模式：一为遥控工作模式；二为自动工作模式。 创新点：工作部分能够升降，不工作的时间升起来，易于清洗工作部分；采用两种模式，即可以自动工作也可以遥控工作，在闲暇之余可以控制它拖地，来休息放松；我们采用六通道无线传输装置用于机器人的遥控；自动供水装置使用重力，不需额外能量的输入，减少能源的使用；采用吹干装置快速吹干，使清洁效果更好。 主要技术指标：工作速度0.5m/s，效率10m2/min,0.3m处自动避障，遥控半径20米，驱动电压12V，控制电压5V。
科学性、先进性
- 与现有国内外的产品相比较，目前市场上主要的是智能吸尘器，很少有既能拖地又能吹干的。而且我们的设计既有自动模式又有遥控模式，现在人的压力越来越大，在闲暇之余可以遥控它工作，既能清洁室内又可以休息放松。同时，我们设计依靠重力的自动给水系统，节能社会中我们注重节能环保，减少能源的消耗。
获奖情况及鉴定结果
- 未参加过任何活动
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 非专利技术转让
作品可展示的形式
- 实物、产品、模型、现场演示、图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 目前市场上主要的是智能吸尘器，很少有既能拖地又能吹干的；而且我们的设计既有自动模式又有遥控模式，现在人的压力越来越大我们在闲暇之余可以遥控工作，既能清洁室内又可以休息放松；同时我们设计自动给水系统并且它的工作采用重力，节能社会中我们注重节能环保，减少能源的消耗。 我们的作品主要用于室内清洁，对于室内的大小形状没有具体要求，而且可以越过较低的障碍物。 目前清洁机器人在市场上有广阔的应用前景，开发它的厂家不是很多，效益相当可观。
同类课题研究水平概述
- 国内目前已开始有关的研究开发工作，特别是在移动机器人的运动规划与控制方面取得了一定的成就，为研究开发清洁机器人奠定了技术基础。大学开发研制了全方位移动地面清扫机器人，该机器人的控制系统能够准确解读遥控信号，并对机体下达工作指令，随时接收“眼睛”（即红外光电开关和超声传感器）感知的四个方向的外部障碍信息，并据此要求机器人做直线或转向运动，行进中，它不停转动地板刷，把地面上的灰尘全部填进“肚”内，这种机器人一次充电可持续工作半小时，具有智能电源管理功能，延长了运行时间，平均每分钟行走速度为15 m。此外，该清洁机器人采用开放式机器人控制结构，实现硬件可扩展、软件可移植、可集成，使得机器人作为服务载体具有更好的功能适应性。目前国内最新全力出击的国产KV8智能清洁机器人，各款都相继推出，功能也在不断的完善之中。 国外各国发展程度不尽相同。日本某公司在2002年上半年推出了家庭用吸尘器机器人的试制机。该机器人可以根据房间的形状、地板状况、垃圾量进行自动清扫，工作时，首先会沿房间四周走一圈记忆房间形状，然后，在避开障碍物的同时以纵、横向方式来回移动进行清洁，清洁工作完成后会自动停止。该吸尘器机器人配备有50个传感器，可一边自动行走一边进行清扫。它利用光及超声波的测距传感器、压力传感器来避开障碍物，内置有回转传感器，用来控制行走姿势以保持既定的行进方向，安装了方向舵传感器，可以检测出由于地毯花纹影响而产生的行进方向偏差，因此即使在铺有地毯的地板上也能够直线前进；澳大利亚的V4吸尘机器人，澳大利亚某公司也研制出可自动行驶并打扫房间的V4型机器人，这种全自动吸尘器表面光滑，体积很小，呈圆形，内置搜索雷达，可以搜索各种房间里的每一处，不会碰撞家具或其它障碍物。微处理小电脑使它具备在拐至屋角处能探测方向、选择前进路线的能力。只要将全自动吸尘器放在地面上，它便可自动开始工作；美国伦巴吸尘器，由美国某学院人工智能实验室开发的智慧型自动吸尘器，运用人工智能运转与导航侦测技术，聪明地打扫每一寸地板，搭配独有的真空吸孔与旋转刷，清洁效果特别好。被美国TIME评选为2002年最酷的发明之一。只要按下开关伦巴就会全自动在指定区域吸尘打扫，碰到障碍物会自动转向，遇到楼梯也会自动侦测不会掉下去，特殊的真空吸孔、旋转刷与旋转边刷设计无论是地毯或地板，清洁都很方便。还有瑞士三叶虫吸尘器一系列清洁机器人。
