基于Arduino的自動拖地機器人-結構設計

緒論隨著生活節(jié)奏越來越快，人們越來越感到耗時和乏味地打掃房間。每天打掃房間對很多人來說是一場噩夢。他們希望有一個聰明的人。掃除機器人代替人完成日常清理工作[L，4]。傳統(tǒng)的真空吸塵器不僅需要人們參與[5,6]，而且還有其他不便之處，效率低，效果差。因此，清洗作業(yè)的自動化和智能化是實現(xiàn)高質量、高效率清洗的有效途徑。在這個背景下，我們設計了一種家用智能掃地機，這是一種智能清洗具有實時的功能。汽車具有采集傳感器信號的實時功能，對外界環(huán)境進行智能分析和路徑信息和自動方向控制。清掃車作為一種環(huán)保、健康、智能化的服務清掃車，具有良好的市場前景和廣闊的市場需求。它以AT89C51單片機為基礎，接收超聲波傳感器的信號，控制RoBO4智能避障的驅動。以L298N作為驅動控制模塊的核心，驅動機器人車輪。這個避障模塊采用轉向器和超聲波傳感器作為距離測量，避開障礙物模塊，檢測精度可達0.15m。2總體設計采用AT89C51單片機作為整個機器人的控制單元，使系統(tǒng)更加靈活。軟件取代了復雜的硬件電路部分，使系統(tǒng)硬件更加簡單，各種功能易于實現(xiàn)，降低了成本，滿足了課題的要求。轉向單元：智能車由前輪驅動，后輪配備與腳輪。車輪可以在縱向上向前旋轉，在水平面上反轉。其結構簡單，易于加工。智能清掃機的結構由兩部分組成：第一部分包括塑料底盤、兩個從動輪、兩個驅動輪和驅動電機。這部分的主要功能是確保機器人可以在平面內移動。紅外傳感器安裝在塑料底盤的前部，用作碰撞檢測傳感器；電池倉置于底座上方，方便更換機器人的動力；汽車為四輪結構，前輪為驅動輪，分別由直流電機驅動；因此，汽車可以通過車輪的前進或后退避開障礙物。第二部分是清洗裝置。清潔布安裝在塑料基材的后端，可擦除地面上的細小灰塵，恢復地面整潔。3硬件設計清掃車的兩個前輪分別由兩個直流電動機控制的驅動輪。通過控制直流電動機的轉速或啟動和停止，我們可以控制清掃機的轉向。紅外傳感器放置在清掃機前方正的中間，當檢測到障礙物時，主芯片將給出信號并控制向后和轉向的運動，以避開障礙物。主要控制部分的設計：選擇合適的控制器用于控制系統(tǒng)是非常重要的。考慮到需要控制整個系統(tǒng)的設計，以及熟悉微控制器，我們選用AT89C51單片機作為主控芯片。驅動模塊：驅動模塊采用L298N驅動芯片。L298N芯片可驅動兩個兩相電機或四相電機，輸出電壓高達50V，通過電源直接調節(jié)輸出電壓，可直接使用單片機I/0端口的信號，電路簡單，使用方便。超聲波模塊：我們設計的超聲波模塊的主要技術參數(shù)為：電壓：DC-5V、靜態(tài)電流小于2mA、電平輸出高電平VCC-0.2V和小于0.2V；感應角不超過15度；檢測距離0.02m~5m；檢測精度3mm。蜂鳴器電路：在設計中，我們還加入蜂鳴器單元，它由8550晶體管放大器構成蜂鳴器。當機器人返回和轉彎時，蜂鳴器會發(fā)出一個“比特”的聲音。4結論完成了清掃機器人的結構、硬件和軟件設計，并在正常情況下完成掃除機器人的智能避障和清掃工作。清掃機器人的結構簡單。該設計采用超聲波傳感器進行測量，并利用單片機控制避障掃除等動作。由于使用的傳感器數(shù)量少，無法對各種障礙物進行測量，因此其操作模式非常簡單，無法在復雜情況下完成避障和清洗工作。我們將在今后的設計中解決這個問題。該智能清掃機只在正常情況下完成避障和清掃工作，