家居智能清扫机器人系统设计

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/6b7680963.html,

家居智能清扫机器人系统设计

作者：郑文君李丹

来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2014年第12期

摘要：本文设计了一台家居智能清扫机器人，详细阐述了系统的总体构成，硬件电路设计和软件程序设计方案。该机器人能实现移动、垃圾清扫、自主避障等功能，能够在家庭、图书馆、展览馆等室内环境中进行清扫作业。该智能清扫机器人的推广应用能够很大程度的提高工作效率，降低劳动成本。

关键词：清扫机器人单片微型计算机传感系统

随着计算机技术与人工智能技术的发展，智能家居已成为现在电子行业的热门话题，机器人的应用更是受到人们的关注。服务型机器人已经渗透到了我们的生活、工作的各个领域，为了能够彻底的将人们从家居清洁工作中解放出来，深入研究清扫机器人这类服务型机器人变得越来越重要。

1清扫机器人的总体设计

智能清扫机器人在室内环境下运动，实现清扫、避障、路径规划等功能，利用自身各个系统部件的调节与控制，尽可能遍历每一个角落，实现清扫的智能化。机器人的时间记录功能可以实现定时清扫，在完成清扫之后自动回到起始点。机器人将自身的感知功能和控制功能结合起来，实现路径的规划与避障等功能。机器人的清扫功能较为完善，在运动的过程中，它将地面上的垃圾清扫到一起，集中拾取到垃圾箱内。根据机器人功能需求分析，设计系统整体结构如图1所示。[1]

2清扫机器人硬件设计

2.1控制核心模块设计。清扫机器人的控制系统采用微控制器STC89C52作为核心，它能负责指令的接收与发送，控制电机的转向，完成清扫、避障等功能。如图1所示，处理器与多个模块相连接，有红外避障传感器、超声波测距传感器、测速光电编码器、电机驱动器接口模块、状态显示器、无线通信接口等，这些模块在微控制器的控制下，互相协调工作，保证了清扫机器人各项功能的实现。

2.2车体结构设计。为了满足机器人的性能要求，机器人的机械结构应该具有稳定性，运动灵活性和足够强度等特点，同时尺寸要小，容量要大，重量要轻。清扫机器人的机械结构主要由外部躯壳、小车底盘、驱动轮、传感器、垃圾清扫模块等组成。

小车的外部躯壳和底盘采用铝合金框架，以增大其坚固性，减轻重量，传感器安装在小车的适当部位，用导线连接，使小车重心降低提高小车的稳定性。垃圾清扫模块由垃圾收集装置