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吸塵機器人控制系統(tǒng)設(shè)計

作者: 時間:2009-08-03 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

引 言
隨著人口的老齡化和社會福利制度的完善,導(dǎo)致勞動力成本的急劇上升,一些簡單的重復(fù)性的體力勞動為服務(wù)提供了廣闊的市場。清潔是服務(wù)的一種,可以代替人進行清掃房間、車間、墻壁等。提出一種應(yīng)用于室內(nèi)的移動清潔機器人的方案。其具有實用價值。室內(nèi)清潔機器人的主要任務(wù)是能夠代替人進行清掃工作,因此需要有一定的智能。清潔機器人應(yīng)該具備以下能力:能夠自我導(dǎo)航,檢測出墻壁,房間內(nèi)的障礙物并且能夠避開;能夠走遍房間的大部分空間,可以檢測出電池的電量并且能夠自主返回充電,同時要求外形比較緊湊,運行穩(wěn)定,噪音?。灰哂腥诵曰慕涌?,便于操作和控制。結(jié)合清潔機器人主要功能探討其的硬件。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/163685.htm


1 測控系統(tǒng)及功能
為了使機器人運動更加流暢,防止出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象,把機器人外觀成扁圓柱形的,扁圓形的設(shè)計可以使其自由進入沙發(fā)、床和家具底下,把一些邊角都能夠清掃干凈。與地面平行的圓形底盤由三個輪子共同支撐,左右兩側(cè)的為驅(qū)動輪,分別由兩個微型直流電機直接驅(qū)動,前面的支撐輪為萬向輪。機器人的這種外形和車輪布局可使其方便地實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)彎,大大提高了行走的靈巧性,這在空間范圍較小的地方更為突出。采用碰撞、超聲波和紅外傳感器組成多傳感器系統(tǒng),在機器人的上方裝有紅外接收裝置;在機器人的底部邊緣.每隔45°裝有接近傳感器,用來檢測臺階,防止跌落;在機器人的前方裝有碰撞傳感器,前方和左右裝有超聲波傳感器,用來檢測周圍環(huán)境。機器人上裝有電源管理系統(tǒng),如果電壓過低會停止清掃,并且去自動充電。
1.1 微控制器
傳統(tǒng)的微處理器如51系列雖然開發(fā)周期短,成本低,但其實時性不好,難以實現(xiàn)復(fù)雜的控制算法;另外,增加的外圍電路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度慢,使機器人的性能得不到充分的發(fā)揮。高速DSP的出現(xiàn)雖然使得系統(tǒng)模塊化和全數(shù)字化,但其開發(fā)成本高。與DSP具有同等性能的微處理器資源豐富,具有很好的通用性,其主要技術(shù)優(yōu)點是高性能,低價格,低功耗,廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域,因此將應(yīng)用于機器人不失為一種好的策略。LPC2210是飛利浦帶有一個支持實時仿真和跟蹤的7TDMI-S微處理器,其采用3級流水線技術(shù),能夠并行處理指令。由于具有非常小的尺寸和極低的功耗,多個32位定時器、PWM輸出和32個GPIO使它特別適用于工業(yè)控制和小型機器人系統(tǒng),滿足了機器人對控制器運算速度的要求。以LPC2210為核心。設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單,性能穩(wěn)定的清潔機器人車體系統(tǒng)。
機器人主要完成的任務(wù):接收傳感器和編碼器傳來的數(shù)據(jù),綜合處理進行清掃路徑規(guī)劃;驅(qū)動左右輪前進行走,控制清掃、機構(gòu),完成各種底層控制動作;設(shè)計合適的人機接口,在LCD上顯示機器人狀態(tài)和運行時間。因此,機器人控制系統(tǒng)包括傳感器模塊,電機驅(qū)動模


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