机械5

摘要 全自动吸尘器将移动机器人技术和吸尘器技术有机地融合起来,实现室内环境(地面)的半自动或全自动清洁,替代传统繁重的人工清洁工作,近年来已受到国内外的研究重视。作为智能移动机器人的一个特殊应用,从技术层面上讲,智能化自主式吸尘器比较具体地体现了移动机器人的多项关键技术,具有较强的代表性。从市场前景角度讲,自主吸尘器将大大降低劳动强度、提高劳动效率,适用于家庭和公共场馆的室内清洁。因此开发自主智能吸尘器既具有科研上的挑战性,又具有广阔的市场前景。 利用了超声波测距的原理，通过向前进方向发射超声波脉冲，并接收相应的返回声波脉冲，对墙壁等进行判断；通过以单片机为核心的控制器实现对超声发射和接收的选通控制，并在处理返回脉冲信号的基础上加以判断，选定相应的控制策略；通过驱动器驱动两步进电机，带动驱动轮，从而实现行走转向等功能；通过红外线热释电传感器对人的活动进行检测，减少人对吸尘器行走的影响。在吸尘器行走的同时，由其自身携带的小型吸尘部件，对经过的地面进行必要的吸尘清扫。当吸尘器电力不足时，它会自动寻找充电插头上发射的红外线，找到充电后其尾部的松耦合变压器靠近插头实现充电。当蓄电池的电充满后自动返回未完成的任务。 关键词:单片机超声波传感器电子罗盘红外线热释电传感器 松耦合变压器步进电机 目录 第一章绪论1 1.1全自动家用吸尘器简介1 1.1.1全自动吸尘器的原理1 1.1.2全自动吸尘器的分类2 1.1.3全自动吸尘器的发展前景3 1.1.4全自动吸尘器的研究目的与意义3 第二章全自动吸尘器控制部分设计5 2.1单片机的由来5 2.2单片机硬件结构和开发过程5 2.2.1单片机的引脚功能5 2.3超声波传感器的原理及性能7 2.4红外线热释电传感器的原理及性能9 2.5整个控制系统的组成及工作原理10 第三章全自动吸尘器结构的设计12 3.1全自动吸尘器外壳结构设计12 3.2全自动能吸尘器吸尘部位结构设计13 3.3全自动吸尘器行走部位结构设计14 3.3.1全自动吸尘器主要参数计算14 3.3.2轴的结构设计15 3.3.3轴的强度校核17 第四章电源及驱动电路的设计19 4.1供电电源的设计19 4.2移动机器人自动充电技术20 4.3非接触感应能量传输系统中松耦合变压器26 4.4步进电机的原理及驱动电路29 4.4.1步进电机的原理29 4.4.2步进电机的特性31 4.4.3步进电机的驱动32 第五章电动风机的工作原理及驱动34 5.1电动风机的工作原理34 5.2电动风机的特性及驱动电路34 第六章全自动吸尘器控制系统的软件编制37 6.1全自动尘器工作过程分析37 6.2步进电机的脉冲信号37 6.3发声器的脉冲信号39 6.4系统的总体控制流程40 第七章全自动吸尘器的技术经济分析41 结论42 致谢43 参考文献44