设计题目：基于单片机的扫地机器人设计 学生姓名：学院名称：电气与信息工程学院 专业名称：自动化 班级名称：232 指导教师：教师 职称：副教授 2015 年硕士研究生 一、选题依据 1、设计目的及意义 自动扫地机是一种智能扫地、吸尘工具。 它是一种配有微电脑系统的电动清洁设备。 它可以根据人们的设置清洁房间的特定部分或全部。 清洁机器人最早出现在美国，随后在欧美发展，流行于港澳台地区，并于20世纪90年代中期进入中国大陆。 国产自动扫地机主要有几个品牌：（美国）、凯驰（德国）、QQ（台湾）、三叶虫（瑞典）、（国产）、（国产）、威朗（国产）等。 人类已经步入机器人时代的大门。 10年内，在中国，机器人将融入公民的日常生活，机器人将像汽车一样成为必需品。 从用途来看，这些机器人包括教育机器人、服务机器人、制造机器人等。 其中，自动扫地机属于服务机器人。 机器人的发展就像20世纪80年代的个人电脑和90年代中期的手机一样。 当前正处于行业真正腾飞的前夜，巨大的市场前景已经显露出来。 数据显示，2003年至2007年，全球机器人年增长率约为40%。
据统计，截至2009年底，全球投入使用的服务机器人数量已达450台。 自动扫地机相对于普通吸尘器的优势主要体现在：省时省力。 整个清洗过程不需要人为控制，减轻了您的操作负担； 它也比普通吸尘器好。 一般来说，吸尘器的噪音较低，清洁房间的过程没有噪音； 它们还可以净化空气，内置活性炭，可以吸附空气中的有害物质。 粉尘净化率高达96%，净化效率接近100%； 轻巧紧凑：用普通吸尘器即可轻松清理无法清理的死角。 总之，自动扫地机具有操作简单、使用方便、智能、安全、清洁效果显着等特点。 2、设计要解决的实际工程问题。 本次设计的扫地机器人具有以下技术指标：（1）能够实现灰尘识别； (2)可实现多种清洁模式； (3)具有防摔、防碰撞、自动返回充电功能。 和其他功能； （4）可提供电量低、垃圾箱已满等信息提示； (5)可实现无线遥控功能。 3、设计中应用的现场数据汇总。 本设计中，扫地机的路径大致分为两类：表面覆盖的过程，机器人沿直线行走，相当于“电路前进”过程； 当前点到目标点的路径 在寻路过程中，考虑到定位的精度，路径段也都是直线。 一开始，机器人选择房间的一个角落（两点的坐标为（0, 0）（本文中的坐标指的是点p的坐标），并沿着方向建立X轴方向一侧墙进行二次清洗，这样既保证了清洗质量，又很大程度上避免了一次清洗造成的死角问题。
而且，由于两个方向的互补性，不需要为了遍历的完整性而采用更复杂的路径。 通过子数据融合可以获得更准确的环境信息。 机器人的路径是一个迂回的路径段，每个路径段之间的间隔就是机器人清洁机构的清洁直径。 遇到障碍物后，机器人转90°并侧移20cm。 当转90时，该动作被控制系统保存并直接调用，记为。 （在前进过程中，当发生碰撞时，机器人转向的方向可以是“左”或“右”，这是由碰撞次数的奇偶性决定的。 4. 预期应用的文献综述根据设计内容，拟引用以下参考资料来完成本设计：《智能家用扫地机器人设计原理研究与分析》对家用智能扫地机器人的工作原理进行研究与分析。在实践中发现机器人在工作过程中存在清扫区域划分不完全、无法完全避开不规则物体、无法吸入和清扫大颗粒等问题。采用碰撞板和大直径真空吸嘴来解决上述问题，市场研究证明了这些解决方案的有效性和可行性。《智能扫地机器人技术的研究与实现》本文自主研发了一套智能扫地机器人模型机研究了智能扫地机器人的定位导航技术，提出了一套基于传感器检测生成栅格地图的智能扫地机器人。 扫地机器人全覆盖路径规划算法。 在研究了现有智能扫地机器人的技术指标和功能特点后，本文选择了路径估计与定位方法、网格地图创建方法和单位区域分割路径规划方法。
硬件是微控制器，它处理传感器系统提供的各种环境信息，并根据既定的算法驱动机器人沿着规定的路径移动。 该软件以传感器和电机底层驱动为基础，以计算和数据处理为核心，以全覆盖路径生成为应用，完成智能扫地机器人既定功能。 本文坚持易用性、成本控制、效率提升三个出发点，重点从原理分析、硬件设计、软件设计三个角度，遵循理论可行性、功能实现、算法优化的顺序讨论与室内智能扫地机器人相关的传感器技术。 对定位技术和路径规划算法一一进行了开发、描述和讨论。 《家庭清洁机器人自动电源对接系统》 家庭清洁机器人的自动充电功能是家庭清洁机器人系统的一个重要方面。 由于机器人清扫时的电量需求比较大，一次充电几乎不可能完成所有清扫任务。 因此，对于清洁机器人来说，如何有效寻找充电站并自动对接是衡量清洁机器人性能的重要指标。 鉴于此，本文对家庭清洁机器人的自动充电问题进行了详细的研究。 本文首先介绍了国内外家庭清洁机器人的研究现状以及自动充电技术的发展现状。 然后介绍了模拟环境中采用的基于栅格地图的环境建模方法，为了模拟实际环境，采用颜色识别方法识别静态障碍物和地面。 考虑到实际应用，在寻找充电站之前对原地图坐标进行平移，以机器人需要充电的位置为原点构建新地图。
并且有针对性地介绍了机器人和充电站的一些功能，这是仿真算法的前提。 机器人与充电站的对接分为近距离对接和远程对接两个方面。 在远程对接中，使用基于网格地图的外螺旋搜索算法。 由于环境中可能存在障碍物，因此还介绍了机器人在寻找目标过程中如何有效静态阻挡障碍物的策略。 接下来讨论机器人如何在多个房间中寻找充电站的过程。 机器人近距离对接分为三个阶段：目标跟踪阶段、目标对接阶段和断点恢复阶段。 这部分内容在第4章中介绍。最后，开发了机器人自动充电系统仿真平台，并利用该平台进行了机器人在单房间和多房间寻找充电器的仿真实验，验证了可行性以及所提出的模型和算法的正确性。 。 5、国内外设计相关现状。 如今，扫地机器人在国内外市场的引进如雨后春笋般涌现。 国外品牌中，美系和Neato扫地机器人比较受欢迎。 国内比较知名的有科沃斯、迪贝、福玛特等，其中进军扫地机市场的台湾也是比较热门的品牌。 太平洋电器评测室目前有5款扫地机器人，包括欧美、国产科沃斯、台湾、国产智宝、KV8等。 本文将从整体外观、特殊功能、清洁能力等多个角度进行对比评测，让五大机器比拼一下，看看谁的清洁能力更强。
研究现状：自动扫地机作为服务机器人领域的新产品，国内研发已取得一定成果，但仍存在许多关键技术问题需要解决或改进，例如路径规划等。 一个比较重要的技术。 有些可以在房间内随机移动，有些可以在单个房间内相对简单地按一定路线移动（不能100%移动）。 事实上，虽然有些企业推出了一些样品或产品，但并不能取得令人满意的效果：清洁效果不好，通过时间长。 目前，自动扫地机已广泛应用于一些发达国家的办公室、工厂、车站、机场等场所。 随着科技的进步和社会的发展，人们希望能够从繁琐的日常事务中解脱出来，这使得自动扫地机走进家庭成为可能。 如果自动扫地机的性价比足够高，那么自动扫地机的市场将是大有可为的。 2、设计方案及技术路线为了实现上述指标，扫地机器人设计由系统主控部分、执行电机部分、传感器部分、输入输出部分和电源部分5部分组成。 主控系统由单片机控制，包括红外遥控接收模块、输入输出器件的操作、执行电机的控制、传感器的响应等。执行电机部分是整个系统的主要组成部分。吸尘器机器人，包括行走驱动子系统和吸尘吸力子系统。 行走结构采用圆形外壳的轮式结构。 底盘为三轮电动小车。 前两个轮由两个电机独立驱动，后轮为万向轮。
吸尘系统利用电机带动清洁刷旋转，扫除灰尘并将其集中在吸口处。 吸尘机构产生强大吸力，将灰尘吸入储尘盒内。 清扫和吸尘后，使用安装在外壳下方的清洁布擦去地板上残留的细小灰尘。 轮毂电机、真空电机、有刷电机均采用无刷直流电机； 传感器部分是检测子系统，主要是保证机器人能够安全工作； 输入输出部分包括远程控制子系统和显示子系统，可以更好地实现人机交互的功能； 电源部分采用可充电5伏锂电池。 3、可能出现的问题 智能家居清洁机器人自研发以来，已经基本普及。 智能扫地机器人虽然体积小，比其他吸尘机清扫面积更广，减轻了人类操作的负担，但仍然存在一定的缺点。 。 以下是本文对智能家居清洁机器人进行分析研究后发现的问题。 （1）清扫区域划分不完整（2）对不规则、圆柱形物体有一定损伤（3）大颗粒清扫不够充分4.设计结果5.进度计划6.参考资料李伯成。 基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计[M]． 电子工业出版社. .弗洛伊德。 数字电子技术(第九版)[M]． 电子工业出版社. 胡光恕. 数字信号处理理论、算法与实现(第二版)[M]． 清华大学出版社。 [4] 黄继昌. 传感器工作原理及应用实例[M]． 北京：人民邮电出版社，1998 [5]罗庆生，韩宝玲。 一种基于超声波和红外检测技术的测距定位系统[J]． 计算机测量与控制，2005，(4)：304-306党红社。 智能汽车系统发展概况及其关键技术[J]. 《公路交通科技》2002，（6）：[10]Lilia． [M].:,2000;89. ---------------------------------- ----------最新优质资讯推荐-提供全程指导服务-------------------------------------------------------- 2016全新优质素材 - 全新官方文档模板 - 写作全程指导 - 独家原创 57 以上完毕。 以下是附加官方文档示例。 如果不需要，下载后可以编辑删除。 谢谢你！ 在卫生计生委家庭发展科科长竞聘上的讲话 尊敬的领导、同事们： 非常感谢国家卫生计生委党委给我这次站在这里参赛的机会担任家庭发展科科长。 我认为这是我过去工作的反映。 这是对我今后工作的肯定，也是对我的期望。 我会珍惜这个机会。
