基本信息
- 項目名稱：
- 基于單片機的智能清潔機器人
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本設計的清潔機器人是以路虎小車為底盤，STC89S52單片機為控制核心，加以直流電機、紅外線傳感器、電源電路、遙控電路以及其它電路構成，主要分驅動模塊、避障模塊、無線通訊模塊、清潔地面模塊、工作機構升降裝置和供水系統(tǒng)等。設計的清潔機器人有兩種工作模式：一為遙控工作模式；二為自動工作模式。
- 詳細介紹：
- 本作品為家用自動/遙控拖地工具，主要功能為拖地并將地面吹干。有兩種工作模式：一為遙控模式，可根據手柄遙控其工作；二為自動模式，依靠避障功能實現(xiàn)自動工作。 作品的底盤為履帶式，使其有更好的穩(wěn)定性和跨越障礙能力。主控芯片為51系列單片機，兩個步進電機完成小車的行走和轉向，電機的驅動芯片為L298n，紅外避障。小車前方用步進電機或直流電機帶動圓盤式拖布清潔地面，后方安裝類似吹風機機構將地面吹干，并且圓盤轉動速度和吹干機構運動快慢與工具行走速度有關。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 思路：本次設計的清潔機器人是以路虎小車為底盤，STC89S52單片機為控制核心，加以直流電機、紅外線傳感器、電源電路、遙控電路以及其它電路構成，主要分驅動模塊、避障模塊、無線通訊模塊、清潔地面模塊、工作機構升降裝置和供水系統(tǒng)等。設計的清潔機器人有兩種工作模式：一為遙控工作模式；二為自動工作模式。 創(chuàng)新點：工作部分能夠升降，不工作的時間升起來，易于清洗工作部分；采用兩種模式，即可以自動工作也可以遙控工作，在閑暇之余可以控制它拖地，來休息放松；我們采用六通道無線傳輸裝置用于機器人的遙控；自動供水裝置使用重力，不需額外能量的輸入，減少能源的使用；采用吹干裝置快速吹干，使清潔效果更好。 主要技術指標：工作速度0.5m/s，效率10m2/min,0.3m處自動避障，遙控半徑20米，驅動電壓12V，控制電壓5V。
科學性、先進性
- 與現(xiàn)有國內外的產品相比較，目前市場上主要的是智能吸塵器，很少有既能拖地又能吹干的。而且我們的設計既有自動模式又有遙控模式，現(xiàn)在人的壓力越來越大，在閑暇之余可以遙控它工作，既能清潔室內又可以休息放松。同時，我們設計依靠重力的自動給水系統(tǒng)，節(jié)能社會中我們注重節(jié)能環(huán)保，減少能源的消耗。
獲獎情況及鑒定結果
- 未參加過任何活動
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 非專利技術轉讓
作品可展示的形式
- 實物、產品、模型、現(xiàn)場演示、圖片
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 目前市場上主要的是智能吸塵器，很少有既能拖地又能吹干的；而且我們的設計既有自動模式又有遙控模式，現(xiàn)在人的壓力越來越大我們在閑暇之余可以遙控工作，既能清潔室內又可以休息放松；同時我們設計自動給水系統(tǒng)并且它的工作采用重力，節(jié)能社會中我們注重節(jié)能環(huán)保，減少能源的消耗。 我們的作品主要用于室內清潔，對于室內的大小形狀沒有具體要求，而且可以越過較低的障礙物。 目前清潔機器人在市場上有廣闊的應用前景，開發(fā)它的廠家不是很多，效益相當可觀。
同類課題研究水平概述
- 國內目前已開始有關的研究開發(fā)工作，特別是在移動機器人的運動規(guī)劃與控制方面取得了一定的成就，為研究開發(fā)清潔機器人奠定了技術基礎。大學開發(fā)研制了全方位移動地面清掃機器人，該機器人的控制系統(tǒng)能夠準確解讀遙控信號，并對機體下達工作指令，隨時接收“眼睛”（即紅外光電開關和超聲傳感器）感知的四個方向的外部障礙信息，并據此要求機器人做直線或轉向運動，行進中，它不停轉動地板刷，把地面上的灰塵全部填進“肚”內，這種機器人一次充電可持續(xù)工作半小時，具有智能電源管理功能，延長了運行時間，平均每分鐘行走速度為15 m。此外，該清潔機器人采用開放式機器人控制結構，實現(xiàn)硬件可擴展、軟件可移植、可集成，使得機器人作為服務載體具有更好的功能適應性。目前國內最新全力出擊的國產KV8智能清潔機器人，各款都相繼推出，功能也在不斷的完善之中。 國外各國發(fā)展程度不盡相同。日本某公司在2002年上半年推出了家庭用吸塵器機器人的試制機。該機器人可以根據房間的形狀、地板狀況、垃圾量進行自動清掃，工作時，首先會沿房間四周走一圈記憶房間形狀，然后，在避開障礙物的同時以縱、橫向方式來回移動進行清潔，清潔工作完成后會自動停止。該吸塵器機器人配備有50個傳感器，可一邊自動行走一邊進行清掃。它利用光及超聲波的測距傳感器、壓力傳感器來避開障礙物，內置有回轉傳感器，用來控制行走姿勢以保持既定的行進方向，安裝了方向舵?zhèn)鞲衅?，可以檢測出由于地毯花紋影響而產生的行進方向偏差，因此即使在鋪有地毯的地板上也能夠直線前進；澳大利亞的V4吸塵機器人，澳大利亞某公司也研制出可自動行駛并打掃房間的V4型機器人，這種全自動吸塵器表面光滑，體積很小，呈圓形，內置搜索雷達，可以搜索各種房間里的每一處，不會碰撞家具或其它障礙物。微處理小電腦使它具備在拐至屋角處能探測方向、選擇前進路線的能力。只要將全自動吸塵器放在地面上，它便可自動開始工作；美國倫巴吸塵器，由美國某學院人工智能實驗室開發(fā)的智慧型自動吸塵器，運用人工智能運轉與導航偵測技術，聰明地打掃每一寸地板，搭配獨有的真空吸孔與旋轉刷，清潔效果特別好。被美國TIME評選為2002年最酷的發(fā)明之一。只要按下開關倫巴就會全自動在指定區(qū)域吸塵打掃，碰到障礙物會自動轉向，遇到樓梯也會自動偵測不會掉下去，特殊的真空吸孔、旋轉刷與旋轉邊刷設計無論是地毯或地板，清潔都很方便。還有瑞士三葉蟲吸塵器一系列清潔機器人。
