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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于單片機(jī)的智能清潔機(jī)器人
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本設(shè)計(jì)的清潔機(jī)器人是以路虎小車(chē)為底盤(pán)，STC89S52單片機(jī)為控制核心，加以直流電機(jī)、紅外線傳感器、電源電路、遙控電路以及其它電路構(gòu)成，主要分驅(qū)動(dòng)模塊、避障模塊、無(wú)線通訊模塊、清潔地面模塊、工作機(jī)構(gòu)升降裝置和供水系統(tǒng)等。設(shè)計(jì)的清潔機(jī)器人有兩種工作模式：一為遙控工作模式；二為自動(dòng)工作模式。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品為家用自動(dòng)/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(jù)手柄遙控其工作；二為自動(dòng)模式，依靠避障功能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作。 作品的底盤(pán)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(jī)，兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)完成小車(chē)的行走和轉(zhuǎn)向，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)芯片為L(zhǎng)298n，紅外避障。小車(chē)前方用步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)帶動(dòng)圓盤(pán)式拖布清潔地面，后方安裝類似吹風(fēng)機(jī)機(jī)構(gòu)將地面吹干，并且圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)速度和吹干機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)快慢與工具行走速度有關(guān)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 思路：本次設(shè)計(jì)的清潔機(jī)器人是以路虎小車(chē)為底盤(pán)，STC89S52單片機(jī)為控制核心，加以直流電機(jī)、紅外線傳感器、電源電路、遙控電路以及其它電路構(gòu)成，主要分驅(qū)動(dòng)模塊、避障模塊、無(wú)線通訊模塊、清潔地面模塊、工作機(jī)構(gòu)升降裝置和供水系統(tǒng)等。設(shè)計(jì)的清潔機(jī)器人有兩種工作模式：一為遙控工作模式；二為自動(dòng)工作模式。 創(chuàng)新點(diǎn)：工作部分能夠升降，不工作的時(shí)間升起來(lái)，易于清洗工作部分；采用兩種模式，即可以自動(dòng)工作也可以遙控工作，在閑暇之余可以控制它拖地，來(lái)休息放松；我們采用六通道無(wú)線傳輸裝置用于機(jī)器人的遙控；自動(dòng)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(shù)指標(biāo)：工作速度0.5m/s，效率10m2/min,0.3m處自動(dòng)避障，遙控半徑20米，驅(qū)動(dòng)電壓12V，控制電壓5V。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 與現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外的產(chǎn)品相比較，目前市場(chǎng)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(shè)計(jì)既有自動(dòng)模式又有遙控模式，現(xiàn)在人的壓力越來(lái)越大，在閑暇之余可以遙控它工作，既能清潔室內(nèi)又可以休息放松。同時(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)依靠重力的自動(dòng)給水系統(tǒng)，節(jié)能社會(huì)中我們注重節(jié)能環(huán)保，減少能源的消耗。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 未參加過(guò)任何活動(dòng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 非專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品、模型、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 目前市場(chǎng)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(shè)計(jì)既有自動(dòng)模式又有遙控模式，現(xiàn)在人的壓力越來(lái)越大我們?cè)陂e暇之余可以遙控工作，既能清潔室內(nèi)又可以休息放松；同時(shí)我們?cè)O(shè)計(jì)自動(dòng)給水系統(tǒng)并且它的工作采用重力，節(jié)能社會(huì)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(nèi)清潔，對(duì)于室內(nèi)的大小形狀沒(méi)有具體要求，而且可以越過(guò)較低的障礙物。 目前清潔機(jī)器人在市場(chǎng)上有廣闊的應(yīng)用前景，開(kāi)發(fā)它的廠家不是很多，效益相當(dāng)可觀。
同類課題研究水平概述
- 國(guó)內(nèi)目前已開(kāi)始有關(guān)的研究開(kāi)發(fā)工作，特別是在移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制方面取得了一定的成就，為研究開(kāi)發(fā)清潔機(jī)器人奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大學(xué)開(kāi)發(fā)研制了全方位移動(dòng)地面清掃機(jī)器人，該機(jī)器人的控制系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確解讀遙控信號(hào)，并對(duì)機(jī)體下達(dá)工作指令，隨時(shí)接收“眼睛”（即紅外光電開(kāi)關(guān)和超聲傳感器）感知的四個(gè)方向的外部障礙信息，并據(jù)此要求機(jī)器人做直線或轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，行進(jìn)中，它不停轉(zhuǎn)動(dòng)地板刷，把地面上的灰塵全部填進(jìn)“肚”內(nèi)，這種機(jī)器人一次充電可持續(xù)工作半小時(shí)，具有智能電源管理功能，延長(zhǎng)了運(yùn)行時(shí)間，平均每分鐘行走速度為15 m。此外，該清潔機(jī)器人采用開(kāi)放式機(jī)器人控制結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)硬件可擴(kuò)展、軟件可移植、可集成，使得機(jī)器人作為服務(wù)載體具有更好的功能適應(yīng)性。目前國(guó)內(nèi)最新全力出擊的國(guó)產(chǎn)KV8智能清潔機(jī)器人，各款都相繼推出，功能也在不斷的完善之中。 國(guó)外各國(guó)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(jī)器人的試制機(jī)。該機(jī)器人可以根據(jù)房間的形狀、地板狀況、垃圾量進(jìn)行自動(dòng)清掃，工作時(shí)，首先會(huì)沿房間四周走一圈記憶房間形狀，然后，在避開(kāi)障礙物的同時(shí)以縱、橫向方式來(lái)回移動(dòng)進(jìn)行清潔，清潔工作完成后會(huì)自動(dòng)停止。該吸塵器機(jī)器人配備有50個(gè)傳感器，可一邊自動(dòng)行走一邊進(jìn)行清掃。它利用光及超聲波的測(cè)距傳感器、壓力傳感器來(lái)避開(kāi)障礙物，內(nèi)置有回轉(zhuǎn)傳感器，用來(lái)控制行走姿勢(shì)以保持既定的行進(jìn)方向，安裝了方向舵?zhèn)鞲衅?，可以檢測(cè)出由于地毯花紋影響而產(chǎn)生的行進(jìn)方向偏差，因此即使在鋪有地毯的地板上也能夠直線前進(jìn)；澳大利亞的V4吸塵機(jī)器人，澳大利亞某公司也研制出可自動(dòng)行駛并打掃房間的V4型機(jī)器人，這種全自動(dòng)吸塵器表面光滑，體積很小，呈圓形，內(nèi)置搜索雷達(dá)，可以搜索各種房間里的每一處，不會(huì)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(cè)方向、選擇前進(jìn)路線的能力。只要將全自動(dòng)吸塵器放在地面上，它便可自動(dòng)開(kāi)始工作；美國(guó)倫巴吸塵器，由美國(guó)某學(xué)院人工智能實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的智慧型自動(dòng)吸塵器，運(yùn)用人工智能運(yùn)轉(zhuǎn)與導(dǎo)航偵測(cè)技術(shù)，聰明地打掃每一寸地板，搭配獨(dú)有的真空吸孔與旋轉(zhuǎn)刷，清潔效果特別好。被美國(guó)TIME評(píng)選為2002年最酷的發(fā)明之一。只要按下開(kāi)關(guān)倫巴就會(huì)全自動(dòng)在指定區(qū)域吸塵打掃，碰到障礙物會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向，遇到樓梯也會(huì)自動(dòng)偵測(cè)不會(huì)掉下去，特殊的真空吸孔、旋轉(zhuǎn)刷與旋轉(zhuǎn)邊刷設(shè)計(jì)無(wú)論是地毯或地板，清潔都很方便。還有瑞士三葉蟲(chóng)吸塵器一系列清潔機(jī)器人。
