32自动扫地机系统总体设计321自动扫地机功能设计本文要研制一台结构小巧灵活,便于操作,能够自动避障且路径规划智能度较高的自动扫地机。除了一般自动扫地机系统的典型组成部分之外,还要有良好的人机接口,如红外遥控、LCD显示等。详细的功能如下:1自动避障自动扫地机的任务是在室内清洁地面,房间的环境信息对于机器人是未知的,在自动扫地机移动的过程中可能会碰撞到诸如家具、宠物之类的物体,这时自动扫地机需要感知前面碰撞到了物体;当自动扫地机被卡在了一个小空间内时它要来回移动找到出口,这时它需要感知前后左右各方面的碰撞信息。基于此类考虑,本文设计的自动扫地机采用4个碰撞传感器,分别安装在机器人的左前、左后、右前、右后方。2全区域遍历清洁这是自动扫地机最核心最重要的功能,全区域遍历时间越少覆盖率越高越好,目前常见的几种全区域遍历方法有:“井”字形遍历法、内螺旋遍历法、外螺旋遍历法、随机遍历法。本文采用改进的“井”字形遍历法,采用红外测距传感器,分别装在机器人的右前、右后、正前方。3楼梯检测自动扫地机可以检测楼梯或者自身正处于高处,进行相应的后退或者转弯,以免跌落损坏。本文采用红外避障传感器,分别装在两个轮子的前方,向下检测距离,如果比预定的距离大则认为己处在楼梯边沿,进行后退。4自动充电自动扫地机采用电池作为系统电源,如果打扫的房间过大,在打扫过程中可
f能电池欠压,这时它需要自己找到充电器进行充电。首先,它要判断电池是否欠压,如果是则关掉微型吸尘器,节约电量,然后根据自动寻找充电器的流程找到充电器。本文采用HT7033作为电压检测传感器,两个一体化红外接收头来寻找充电器。5远程遥控自动扫地机可以自主清洁,如果对它的清洁效果不满意,还可以利用远程遥控,让它着重在某一处进行打扫。6自身状态显示自动扫地机在打扫或者充电时,可以把自身状态显示在LCD上,良好的界面可以更方便使用。7视觉处理接口方便研究机器视觉在自动扫地机中的应用。8移动灵活,结构小巧自动扫地机需要钻到家具下面打扫,这就要求机器人的高度不能太高,有时机器人需要原地转圈,这就要求它的机械结构要灵活。本文采用两轮差速控制,前后各装一个万向轮支撑,可以达到原地转弯的要求。322自动扫地机硬件框架根据系统功能要求,本设计中的系统硬件主要由以下几个部分组成:控制模块、运动模块、清扫模块、信息采集模块、红外遥控模块和LCD显示模r