自動掃地機設計

　　hbzhan內(nèi)容導讀：自動清掃機器人是當今服務機器人領(lǐng)域一個熱門的研究方向。從理論和技術(shù)上講，自動清掃機器人比較具體地體現(xiàn)了移動機器人的多項關(guān)鍵技術(shù)具有較強的代表性，從市場前景角度講，自動清掃機器人將大大降低勞動強度、提高勞動效率，適用于賓館、酒店、圖書館、辦公場所和大眾家庭。因此開發(fā)自動清掃機器人既具有科研上的挑戰(zhàn)性又具有廣闊的市場前景。
　　
　　1、總體原理：
　　
　　主要經(jīng)過4個接近傳感器的感應，在機器和周圍墻體靠近的時候，通過plc對步進電機的控制之下進行合適的轉(zhuǎn)彎。在完成整個房間的打掃之后停下來。在整個過程中，小車身上的吸塵器和掃地部件會全程對房間打掃。
　　
　　2、功能實現(xiàn)：
　　
　　如下圖可視：紅點為傳感器，該小車的前輪是萬向輪，可以配合后輪不同轉(zhuǎn)速實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎功能，接近傳感器可以為掃地機提供轉(zhuǎn)彎需要信號以及障礙物信號。同時在行走的同時，起塵器和掃地機構(gòu)也在旋轉(zhuǎn)，洗塵部分也同時在運行，確保垃圾能夠清理干凈。


　　
　　整個機器從原理部分可以分為五個部分：傳感器部分、驅(qū)動部分、控制器部分、洗塵部分。
　　
　　3、機構(gòu)設計：
　　
　　自動掃地機器人車廂采用框架式結(jié)構(gòu)，從上到下一共分為3個空間，*層是裝配各運動的驅(qū)動電機、傳動機構(gòu)；第二層為垃圾儲存空間，第三層裝配機器控制系統(tǒng)plc、驅(qū)動板、電源、開關(guān)等等。
　　
　　驅(qū)動部分是由兩個四相步進電機以及相應的驅(qū)動機構(gòu)組成的，步進電機帶動兩驅(qū)動輪（后輪）從而推動吸塵器運動，前輪不再采用傳統(tǒng)的雙輪結(jié)構(gòu)，而采用萬向輪。這既減小了結(jié)構(gòu)復雜度，又提高了轉(zhuǎn)彎的靈活性，通過改變作用于步進電機的脈沖信號的頻率，可以對步進電機實現(xiàn)較高精度的調(diào)速。同時在對兩電機分別施加相同或不同脈沖信號時，通過差速方式，可以方便的實現(xiàn)吸塵器前進、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、后退、調(diào)頭等功能。這一設計的zui大優(yōu)點是吸塵器能夠在任意半徑下，以任意速度實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，甚至當兩后輪相互反向運動時，實現(xiàn)零轉(zhuǎn)彎半徑，即繞軸中點原地施轉(zhuǎn)，同時轉(zhuǎn)彎的速度可通過改變plc的程序來調(diào)節(jié)。