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智能扫地机

2017-09-02 4页 doc 15KB 33阅读

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智能扫地机智能扫地机 机电方向课程设计说明书 智能扫地机 院 (系) 专 班 学 业 级 生 指导老 师 2012 年 12 月 31 日 机电方向课程设计任务书 兹发给 班学生 设计任务书,内容如下: 1( 设计题目: 智能扫地机 2( 应完成的项目: (1) (2) (3) (4) (5) (6)编写 20 页左右的详细说明书 3( 参考资料以及说明: 4( 本设计任务书于 2012 年 11 月 30 日发出, 应于 2012 年 12 月 21 日前完 成,然后进行答辩。 指导教师 签发 2012 年 11 月 30 日 课...
智能扫地机
智能扫地机 机电方向课程设计说明 智能扫地机 院 (系) 专 班 学 业 级 生 指导老 师 2012 年 12 月 31 日 机电方向课程设计任务书 兹发给 班学生 设计任务书,如下: 1( 设计题目: 智能扫地机 2( 应完成的项目: (1) (2) (3) (4) (5) (6)编写 20 页左右的详细说明书 3( 参考资料以及说明: 4( 本设计任务书于 2012 年 11 月 30 日发出, 应于 2012 年 12 月 21 日前完 成,然后进行答辩。 指导教师 签发 2012 年 11 月 30 日 课程设计评语: 课程设计总评成绩: 指导教师签字: 年 月 日 目 录 附 件.............................................................................................................................................. 0 摘 要.................................................................................................................................................. 1 第一章 第二章 第三章 绪 论 ...................................................................................................................... 2 主题设 计 .............................................................................................................. 2 结论与展 望 .......................................................................................................... 6 参考文 献...................................................................................................................................... 7 参考文献 附件 摘 要 随着社会的进步和发展,人们的学习、工作越来越繁忙,于是怎样更大程度 地将人们从烦琐的日常事物中解脱出来,就成了新一代家电所追求的目标,而智 能化正是这一目标的集中体现。本文介绍的智能吸尘器初步实现了无人情况下的 自主工作方式。很大程度地提高了产品的自动化水平。 关键词:扫地机器人 1 第一章 绪论 清洁机器人系统的基本结构一般包括四部分,控制系统、移动机构、感知系 统、清洁系统。随着计算机技术、人工智能技术、传感器技术、移动机器人技术 的飞速发展?为清洁机器人的控制系统的研究和开发打下坚实的理论与技术基础 以及美好的未来发展蓝图, 感知系统依赖于传感器技术, 一般常用的传感器有 CCD 摄像机、超声波传感器、红外传感器、接近传感器和碰撞传感器等?感知外部的 环境信息,移动机构是清洁机器人的本体,一般的结构有轮式、履带式、步进式 或其他方式、轮式和履带式适合移动在平整的地面上、步进式适合与条件较差的 路面移动。清扫系统一般有喷水器、地刷和吸尘器、喷水器向地面喷洒清水、地 刷用于强力清扫地板上的吸附物、吸尘器吸取地板上较小的物体。近年来快速发 展、深刻影响着清洁机器人进步的关键技术有路径规划技术、传感器技术、吸尘 技术、控制技术、电源技术。 第二章 1、 选题的背景和意义: 主题设计 自动清扫机器人是当今服务机器人领域一个热门的研究方向。 从理论和技术 上讲,自动清扫机器人比较具体地体现了移动机器人的多项关键技术?具有较强 的代性,从市场前景角度讲,自动清扫机器人将大大降低劳动强度、提高劳动 效率,适用于宾馆、酒店、图书馆、办公场所和大众家庭。因此开发自动清扫机 器人既具有科研上的挑战性又具有广阔的市场前景。 2、 总体原理: 主要经过 4 个接近传感器的感应,在机器和周围墙体靠近的时候,通过 plc 对步进电机的控制之下进行合适的转弯。在完成整个房间的打扫之后停下来。 在整个过程中,小车身上的吸尘器和扫地部件会全程对房间打扫。 3、 功能实现: 如下图可视:红点为传感器,该小车的前轮是万向轮,可以配合后轮不同转速 实现转弯功能,接近传感器可以为扫地机提供转弯需要信号以及障碍物信号。 同时在行走的同时,起尘器和扫地机构也在旋转,洗尘部分也同时在运行,确 保垃圾能够清理干净。 2 整个机器从原理部分可以分为五个部分: 传感器部分、 驱动部分、 控制器部分、 洗尘部分。 4、 机构设计: 自动扫地机器人车厢采用框架式结构,从上到下一共分为 3 个空间,第一层 是装配各运动的驱动电机、传动机构;第二层为垃圾储存空间,第三层装配机器 控制系统 plc、驱动板、电源、开关等等。 驱动部分是由两个四相步进电机以及相应的驱动机构组成的,步进电机带动 两驱动轮(后轮)从而推动吸尘器运动,前轮不再采用传统的双轮结构,而采用 万向轮。这既减小了结构复杂度,又提高了转弯的灵活性,通过改变作用于步进 电机的脉冲信号的频率,可以对步进电机实现较高精度的调速。同时在对两电机 分别施加相同或不同脉冲信号时,通过差速方式,可以方便的实现吸尘器前进、 左转、右转、后退、调头等功能。这一设计的最大优点是吸尘器能够在任意半径 下,以任意速度实现转弯,甚至当两后轮相互反向运动时,实现零转弯半径,即 绕轴中点原地施转,同时转弯的速度可通过改变 plc 的程序来调节。 以下两幅图为扫地机器人的外形设计以及器件分布: 3 4 4、电路设计: 如下图所示:右下角为 plc 和外部电路的连接。其余部分为步进电机的驱动电 路。由于步进电机需要脉冲的淙耄琾lc 虽然可以输出脉冲,但是需要将脉冲 转换为步进电机能识别的信号,必须经过驱动电路的转换,才能让步进电机识 别。 步进电机作为执行元件,广泛应用于各种自动化设备中。步进电机和普通电 动机不同之处在于它是一种可以将电脉冲信号转化为角位移的执行机构,工作中 传递转矩的同时还可以控制角位移或速度。本研究中采用两台步进电机分别驱动 两个驱动轮,通过通电方式的不同使自动清扫机器人的行走机构达到前进、后退、 左转、右转的运动姿态。 5、 行程的设计: 5 行程的设计一共有三种走法: 1) 、当扫地机放左边墙的时候,车先往前走,当走到最前段的时候,车的一个轮 子有脉冲,一个没脉冲,这样实现左转弯,当后信号有的时候,两个轮子以相同 的速度同时继续往前走,到尽头的时候再右转弯,一直循环,直到终点 2) 、当扫地机放在右边墙时,车也是往前走,走到最前段的时候,和第一种方法 差不多,实现右转,然后直走,再左转,一直循环,直到终点。 3) 、当扫地机放在不靠墙的时
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