自动扫地机的控制系统设计_毕业设计说明书
智能扫地机器人控制系统设计
• 190•引言：随着信息化技术的不断发展，扫地机器人得到了广泛应用，扫地机器人的智能化水平也越来越高，通过将其机械结构进行优化，结合当前成熟的自动化控制技术，实现了机电一体的高度融合，为居家、办公等场所的环境卫生的高效清洁提供了极大方便。
本文通过分析扫地机器人的功能要求，结合较好的运行稳定性及适当的成本要求，提出，利用AT89C51单片机作为本系统的控制核心，采用当前成熟的传感器技术，并辅以无线遥控控制技术，在开发过程中采用仿真模拟、实际电路系统调试的开发路径，为本系统的开发与实现提供了成熟的技术方案与较短的开发周期。
1 系统整体结构本文主要讨论本系统的电路控制的实现过程，其电路整体结构如下图1所示。
由图1示，本系统利用8位单片机作为系统控制中心，辅以液晶显示电路、继电器控制电路、传感器电路、红外接收电路等外部电路，实现智能扫地机器人的障碍自动识别、方向切换等功能。
2 系统硬件组成智能扫地机器人的硬件结构较为复杂，作为控制核心的单片机，其基本工作电路是由5V电源电路进行系统供电，距离检测，超声波传感器的发射脉冲通过单片机的I/O接口输出，但单片机本身输出电流驱动能力不足，因此，本系统提供了驱动放大电路，以提高超声波传感器发射超声波束的能力。
驱动电路如图2所示。
图2 发射波驱动电路此外，系统还提供了JY043W型红外反射式传感器，以实现无线式、非接触式控制扫地机器人，大大提高了人为干涉机器人的智能水平。
红外光电传感器检测电路如图3所示。
图3 红外光电传感器检测电路另外，为了更有效的控制机器人识别障碍物，设计了以RV-163-1C25型微动开关为核心的接触感应电路，通过微动开关与目标物体的接触来识别障碍物。
2.2 继电器控制电路继电器控制电路主要用与控制智能扫地机器人的电机开关与机器人垃圾箱盖的闭合。
因此，需要设计两个继电器控制电路，本系统采用P521作为光耦合原件，将交流继电器与51单片机实现隔离。
毕业设计(论文)-自动清扫机的设计(含全套CAD图纸) .doc
毕业设计（论文）-自动清扫机的设计（含全套CAD图纸） .doc全日制普通本科生毕业设计自动清扫机设计THE DESIGN OF AUTOMATIC CLEANING MACHINE学生姓名：学号：年级专业及班级：2008级机械设计制造及其自动化(1)班指导老师及职称：学部：理工学部提交日期：2012 年 5 月完整版全套CAD图纸，说明书，联系153893706毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。
同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
毕业设计作者签名：年月日目录摘要 (1)关键词 (1)1 前言 (2)1.1 清扫机的现状和发展前景 (2)1.2 清扫设备的概述 (3)1.2.1 清扫设备的分类 (3)1.2.2 我国清扫机械的发展趋势 (4)1.2.3 发现的问题和解决途径 (5)1.3 课题需要完成的任务 (5)1.3.1 设计主要内容 (5)1.3.2 设计工作基本要求 (6)2 总体方案设计 (6)2.1 设计主要技术要求 (6)2.2 总体方案的确定 (6)3 动力装置的确定 (9)3.1 蓄电池的选择 (10)3.2 电动机的选择 (10)4清扫机的结构设计 (11)4.1 传动比的分配 (11)4.2 带轮的选择设计 (12)4.2.1 主轴带轮的设计计算 (12)4.2.2Ⅰ—Ⅱ轴带轮的设计计算 (14)4.2.3Ⅲ—Ⅳ轴的带轮设计 (18)4.3 主轴的设计计算 (19)4.3.1 主轴的结构设计 (19)4.3.2 轴的校核 (20)4.3.3 键的校核 (23)4.4 锥齿轮的计算 (23)4.4.1 锥齿轮的计算 (23)4.4.2 锥齿轮的校核计算 (27)4.5 车架的设计计算 (28)结论 (29)参考文献 (29)致谢 (30)附件1 (31)附件2 (32)自动清扫机的设计学生：指导老师：摘要：本文所设计的是用于走廊清扫的清扫机。
综合课程设计说明书—扫地机器人设计
课程设计说明书课程名称：综合课程设计题目：扫地机器人设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：设计成绩：学号：答辩成绩：学生姓名：总成绩：起讫日期： 2020年6月1日至 2020年6月25日指导教师：系分管主任：审核日期：说明1、课程设计任务书由指导教师填写，并经学院审定后下达给学生。
2、进度表是课程设计工作检查的主要依据。
3、学生根据指导教师下达的任务书，独立完成课程设计。
4、本任务书在课程设计完成后，与打印部分（说明书、机械设计图纸、三维模型、电路原理图和程序清单等）以及电子文档部分（所有设计的说明书、机械设计图纸、三维模型、电路原理图和程序清单等）资料一并上交指导教师，作为课程设计的主要档案资料。
一、课程设计的要求和内容（包括原始数据、技术要求、工作要求）1、工作要求减速、驱动、传动系统是机器人运动控制的重要组成部分，不仅仅在机器人运动中起到主要作用，在其他机械设备的运动控制中也起到主要作用。
《机器人机械设计》课程设计实践教学环节要求同学们针对实际需求，灵活应用所学知识，独立进行系统综合设计，以达到巩固机器人减速、驱动、传动系统的基础知识、掌握机器人减速、驱动、传动系统设计、计算过程，并根据样机拆解，提高动手实践能力的目的。
2、技术要求每五位学生一组，每组应独立完整地设计一套总体装配图、减速、驱动、传动轮组系统；微机控制系统接口电路及软件设计。
设计参考数据如下：机器人自重4kg，要求负载1-5kg，每1kg为一个负载阶梯每组对应不同负载机器人最大运动速度：分别为30，40，50cm/s提供轮组样机模型及减速传动模型可供参考设计要求如下：（1）完成扫地机器人整体装配设计。
（2）完成直流电机选型、数字码盘设计、各种设计参数计算。
（3）完成整个机器人减速、驱动、传动轮组系统的3D建模、2D图纸设计，参数标注等。
（4）完成微机控制系统接口电路设计；（5）完成微机控制系统软件设计；（6）完成并打印设计说明书。
景区自动清扫车控制系统设计
景区自动清扫车控制系统设计【摘要】本文介绍了景区自动清扫车控制系统设计，首先从系统架构设计入手，详细分析了整个系统的功能模块和组成部分。
接着讨论了传感器选择与集成，探讨了各种传感器在清扫车中的应用和集成方式。
然后介绍了路径规划算法设计，探讨了如何根据景区的地形特点和清扫需求设计最优路径。
随后讨论了控制系统设计，说明了如何利用控制系统实现清扫车的自动化操作。
最后进行了实验验证，验证了设计的系统在实际应用中的效果。
结论部分对系统性能进行评价，分析存在的问题并提出改进预期。
展望未来，将进一步优化控制系统，提升清扫车的自动化水平，为景区清洁工作提供更高效、更智能的解决方案。
【关键词】景区、自动清扫车、控制系统设计、系统架构、传感器、路径规划算法、控制系统、实验验证、系统性能评价、存在问题分析、未来展望。
1. 引言1.1 研究背景景区自动清扫车是一种自动化的清扫设备，主要应用于景区道路、广场和公共区域的清洁工作。
随着人们生活水平的提高和旅游业的发展，景区的清洁工作变得越来越重要。
传统的清扫方法主要依靠人工，效率低下且耗费大量人力物力。
开发一种能够自动清扫景区的车辆已成为当今研究的热点之一。
目前，一些城市已经开始使用自动清扫车进行城市环境卫生的维护工作，取得了显著的效果。
目前市场上的自动清扫车主要用于城市道路的清洁，而在景区内的应用还比较有限。
研究开发一种适用于景区环境的自动清扫车具有重要的现实意义和市场前景。
随着科技的不断发展和智能控制技术的广泛应用，景区自动清扫车的研究变得更加具有可行性和实用性。
本文旨在设计一种景区自动清扫车控制系统，提高景区清洁工作的效率和质量，为景区环境的维护和改善做出贡献。
1.2 研究意义景区自动清扫车控制系统的研究意义主要体现在以下几个方面：1. 提高清扫效率：景区一直是人们休闲娱乐的重要场所，但因为人流较大，地面容易被垃圾、落叶等杂物所污染。
使用自动清扫车可有效提高清扫效率，保持景区环境的整洁与美观。
综合课程设计说明书—扫地机器人设计
课程设计说明书课程名称：综合课程设计题目：扫地机器人设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：设计成绩：学号：答辩成绩：学生姓名：总成绩：起讫日期： 2020年6月1日至 2020年6月25日指导教师：系分管主任：审核日期：说明1、课程设计任务书由指导教师填写，并经学院审定后下达给学生。
2、进度表是课程设计工作检查的主要依据。
3、学生根据指导教师下达的任务书，独立完成课程设计。
4、本任务书在课程设计完成后，与打印部分（说明书、机械设计图纸、三维模型、电路原理图和程序清单等）以及电子文档部分（所有设计的说明书、机械设计图纸、三维模型、电路原理图和程序清单等）资料一并上交指导教师，作为课程设计的主要档案资料。
一、课程设计的要求和内容（包括原始数据、技术要求、工作要求）1、工作要求减速、驱动、传动系统是机器人运动控制的重要组成部分，不仅仅在机器人运动中起到主要作用，在其他机械设备的运动控制中也起到主要作用。
《机器人机械设计》课程设计实践教学环节要求同学们针对实际需求，灵活应用所学知识，独立进行系统综合设计，以达到巩固机器人减速、驱动、传动系统的基础知识、掌握机器人减速、驱动、传动系统设计、计算过程，并根据样机拆解，提高动手实践能力的目的。
2、技术要求每五位学生一组，每组应独立完整地设计一套总体装配图、减速、驱动、传动轮组系统；微机控制系统接口电路及软件设计。
设计参考数据如下：机器人自重4kg，要求负载1-5kg，每1kg为一个负载阶梯每组对应不同负载机器人最大运动速度：分别为30，40，50cm/s提供轮组样机模型及减速传动模型可供参考设计要求如下：（1）完成扫地机器人整体装配设计。
（2）完成直流电机选型、数字码盘设计、各种设计参数计算。
（3）完成整个机器人减速、驱动、传动轮组系统的3D建模、2D图纸设计，参数标注等。
（4）完成微机控制系统接口电路设计；（5）完成微机控制系统软件设计；（6）完成并打印设计说明书。
扫地机器人设计说明书
本科毕业设计题目扫地机器人的设计学院工业制造学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名学号年级11指导教师职称讲师2015年4月27日扫地机器人的设计专业：学号：学生：指导教师：摘要：机器人是一种能够模仿人类动作的机器，它可以完成许多对人类来说危险且单调的工作，机器人让人类从繁重、单调的工作中解脱出来。
它们从事固定而有规律的工作，例如工业生产中的焊接、喷漆等等。
本文主要设计的是扫地机器人的设计，该机器人采用统一动作、协调控制的原则，通过电机带动动力轮实现扫地机器人的运动，通过中控系统的控制来实现扫地机器人的动作，由于是中控系统控制，所以控制灵活，多样。
通过控制器来控制机器人的动作，实现该机器人清扫、除尘的功能。
关键词：扫地机器人；控制；结构；清扫The design of sweeping robotSpecialty：Student Number：Student：Supervisor：Abstract：The overall scheme of this paper to the electric push rod as the main component to design manned three degree of freedom triangular robot. The mechanism adopts the unified action, the coordinated control principle, by opening the travel of the push rod to realize the robot foot movement, to achieve a manned with three degrees of freedom robot motion control in the triangle by control system, the control system to control, so the control of flexible, multi sample. People can sit on the robot, the controller is adopted to control the robot's movement, the realization of some people rely on their own to complete the function of the leg muscles.Must regard as the machine design is the machine design personnel carries on using creative ability the product design, the system analysis and a formulation product manufacture technology good opportunity.Key words：Machine manufacture;Crankshaft;Processing craft;Fixture;目录绪论 (1)1. 机器人简史 (3)2. 应用机器人的意义 (6)3. 本课题研究的内容 (9)4. 扫地机器人总体方案结构的设计 (12)4.1 扫地机器人的总体方案图 (12)4.2 扫地机器人的工作原理 (12)5. 机械结构的设计 (18)5.1电机的选型计算 (20)5.2齿轮传动的设计计算 (20)5.3扫地机器人的功能概述 (20)5.3.1 扫地机器人的清扫模式 (20)5.3.2 智能导航系统 (20)5.4 齿轮的强度校核 (20)5.5 扫地机器人的智能控制系统 (20)6. 扫地机器人的三维建模 (21)6.1 动力轮的三维建模 (21)6.2 万向轮的三维建模 (22)6.3 毛刷的三维建模 (23)6.4 扫地机器人的三维建模 (22)7. 三维软件设计总结 (22)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)绪论机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
上传扫地机智能控制系统设计(27页)
电机fl|FB收糾技术所罚fW柠刺技术，就坫通过 控制f导 体卄左器件的关断，把ft流电报变成电 W脉冲序列并通过 控制电川眯冲宽度或周期以达到变讯 的目的，
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3.3看门狗电路系统
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单片析t:屯时能町#S位.在下电Ittt期止序乱t导效 EPfiOM屮的费 据楗格改t另外，单片机廉》在工作时，由于F扰等 种因來的彩 场,有对使出现死机现象导致单片机系铕无法正常I 作,为f克繼 这，现象，除了充分利用单4机本身的•门fi定吋S （有呰攀片 机i肴门ft定I时器＞外.还#外加荇门_电路:除此以外， 有些单g 机系铕还戛求庄抻屯瞬间单片机能格!6®数据保疗下來， 闵神 电的发生拄往是根畴机的，肉而此梵单片机系统霱鍪也镡监控 屯路+在掉电刚发卞时ffift知单片ft+ OF咖讎谲足这咚S 求，
% 3智能扫地机各系统分析
P ［传感器系统
驱动系统
扫地机 咅系统
红外遥酿充
浮动开关电路
看门狗电路
液晶显示电路
红外通控是目前使用最广泛的种 通 信和遥控手段，主要用来來控制 皆 能扫地机的浦扫方式及开机与关 机.
浮动开关记-个安装在轮f内侧的机械 JF 关，轮r h有禅算装賣.1轮子浮起 时，开 关断开门地机停ik前进，实现了 防跌落
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[机械毕业设计论文]家用自动扫地机设计说明书
![[机械毕业设计论文]家用自动扫地机设计说明书](https://img.taocdn.com/s3/m/2acb823f58fb770bf78a55a5.png)
家用自动扫地机设计目录第一章绪论 (2)1.1课题研究的目的、现状和意义 (2)1.2本课题的研究内容及工作原理 (4)1.2.1研究内容 (4)1.2.2工作原理 (4)第二章自动扫地机概述 (4)2.1扫地机的概念及用途 (4)2.1.1扫地机的概念 (4)2.1.2扫地机的用途 (5)2.2扫地机的分类 (5)2.2.1按形状大小分类 (5)2.2.2按功能分类 (5)2.2.3按电器安全分类 (5)第三章扫地机的结构设计 (6)3.1外观设计 (6)3.2运动及控制单元设计 (6)3.2.1运动部分的基本结构 (6)3.2.2车轮的设计 (7)3.2.2.1左右车轮的大小和结构 (7)3.2.2.2车轮的尺寸 (8)3.2.2.3总体图 (9)致谢 (9)参考文献 (10)摘要：随着当今社会经济的发展，人们生活水平的逐渐提高，工作越来越忙，住房面积也越来越大。
打扫卫生已成为现代家庭一大难题，要付出大量的劳力。
与现代人的居住条件、生活节奏、生活品质形成了显明的反差。
家庭自动扫地机是可以为人们减去劳累、节省时间的高科技智能化家电。
家庭自动扫地机就像全自动洗衣机一样是家庭必不可少的家用电器，它无须人工操作,只需一按开关，自动运行。
目前在日本、韩国、美国等发达国家得以普及。
实现了科技节约时间，时间丰富生活。
智能自动扫地机对中国普通家庭来说现在还是奢侈品，但随着人们生活水平的不断提高，智能自动扫地机也将会在中国家庭中得以普及。
自动扫地机是一个较新的、环保的、高科技的行业，目前仍处于市场导入阶段，市场发展还不成熟，2007年以来自动扫地机在国际快速生长，市场增加率高达300%。
自动扫地机是一个朝阳行业，生长潜力庞大。
预计未来十年行业将进入高速发展期。
关键词：扫地机;家庭;自动运行;The design of household automatic sweeperAbstract: With the current social and economic development, people's living standards are gradually improved, having more and more busy and housing space. Cleaning has become a major problem of the modern family, needed pay a lot of labor. It with modern living conditions, the rhythm of life and quality of life obvious contrast. Household automation Sweeper less tired for people, and time-saving high-tech intelligent home appliances. Household automation sweeper like automatic washing machines as family essential household appliances, it does not have the manual, and just a switch to run automatically. To be universal in Japan, Korea, the United States and other developed countries. It has achieved science and technology to save time, time to rich life. The intelligent automatic sweeper for the ordinary families in China is still a luxury, but with the continuous improvement of living standards, intelligent automatic sweeping machine will also be to popularize in a Chinese family. Automatic sweeping machine is a relatively new, environmentally friendly, high-tech industry. In the market introduction stage, the development of the market is not yet ripe for automatic sweeping machine. Rapid growth is up to 300% in the international market rate of increase since 2007. Automatic sweeping machine is a sunrise industry with the huge growth potential. The next ten years the industry will enter a period of rapid development. Keyword: sweeper; home; run automatically;第一章绪论1.1课题研究的目的、现状和意义1.1.1本课题研究的目的是：家用自动扫地机就像全自动洗衣机一样是家庭必不可少的家用电器，它无须人工操作,只需一按开关，自动运行。
机械毕业设计1489小型清扫机器人控制部分设计
题目：小型清扫机器人控制部分设计学院：专业：机械制造及其自动学号： **********姓名：指导教师：***完成日期：2011年 5月20日毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：小型清扫机器人的控制部分设计1、检索国内外清扫机器人的发展动态，分析国内的情况；2、分析清扫机器人控制系统设计的关键技术问题；3、完成清扫机器人的单片机控制系统设计的一体化设计；4、完成单片机实现小车行走驱动控制系统设计；5、完成清扫机器人的单片机控制系统中的硬件设计；6、完成清扫机器人的单片机控制系统中的软件设计；7、完成毕业论文的文稿工作，要求：总字数不低于一万字，使用A4编辑及打印装订成册；8、技术图纸：控制系统硬件电路原理图1张、控制系统程序流程分图1张9、翻译英语技术资料：翻译课题相关英文资料。
要求：3000 单词，复印原稿与翻译（打印）稿同册装订。
二、重点研究的问题1、清扫机器人的单片机控制系统设计方案选择设计；2、清扫机器人的单片机控制系统软件设计；3、清扫机器人的单片机硬件控制系统中外围硬件设备的选择及设计。
三、进度安排四、应收集的资料及主要参考文献[1] 李鸿主编.单片机原理及应用[M], 湖南：湖南大学出版社，2004[2] 韩全立，王建明.单片机控制技术及应用[M],北京：电子工业出版社，2004[3] 周平，伍云辉.单片机应用技术[M],四川：电子科技大学出版社，2004[4] 胡伟，季晓衡. 单片机C 程序设计及应用实例[M],北京：人民邮电出版社， 2004[5] 汤阳,戴光智,王锐鹏. 家用自主吸尘机器人的研究和开发[J].计算机测量与控制,2006,14 11 :1554 - 1556.[6] 赵龙庆，徐国栋.一种基与单片机的步进电机控制驱动器[J]，西南林学院学报，2005.6年月日目录摘要-------------------------------------------------------------------- 1 ABSTRACT ---------------------------------------------------------------- 2第一章绪论 ----------------------------------------------------------------- 31.1国内产品研究状况------------------------------------------------------ 31.2研究的目的和意义------------------------------------------------------- 41.3设计的重点和难点------------------------------------------------------- 41.4家庭清扫机器人的关键技术----------------------------------------------- 41.5总结也展望------------------------------------------------------------- 5发展趋势 ------------------------------------------------------------ 5 展望 ---------------------------------------------------------------- 51.6论文主要完成工作------------------------------------------------------- 6第二章总体结构设计---------------------------------------------------------- 72.1整体结构布局----------------------------------------------------------- 72.2驱动部分--------------------------------------------------------------- 92.3吸尘部分-------------------------------------------------------------- 102.4电源部分-------------------------------------------------------------- 102.5路径规划算法---------------------------------------------------------- 112.6仿真结果-------------------------------------------------------------- 13 第三章硬件控制部分设计----------------------------------------------------- 113.1AT89系列单片机简介 -------------------------------------------------- 143.2外围电路-------------------------------------------------------------- 15(1)电源 ---------------------------------------------------------------- 15(2)复位电路 ------------------------------------------------------------ 16(3)时钟电路 ------------------------------------------------------------ 173.3电机驱动电路--------------------------------------------------------- 183.4检测电路------------------------------------------------------------- 203.5光电编码器------------------------------------------------------------ 23第四章控制系统软件设计---------------------------------------------------- 254.1控制系统软件设计------------------------------------------------------ 25 4.2AT89C51定时器设置---------------------------------------------------- 271.计数寄存器TH和TL ---------------------------------------------------- 282.T/C控制寄存器TCON ---------------------------------------------------- 283.T/C方式控制寄存器TMOD ------------------------------------------------ 284.3AT89C51中断设置 ----------------------------------------------------- 29(1)中断允许寄存器------------------------------------------------------- 29(2)中断优先级寄存器IP -------------------------------------------------- 304.4正反转控制字赋值及存储位置------------------------------------------- 31 第五章机器人旋转偏差和直线前行偏差的脉冲数计算----------------------------- 33 第六章程序的编写 --------------------------------------------------------- 35 参考文献: ------------------------------------------------------------------ 40 致谢 ----------------------------------------------------------------------- 41小型清扫机器人的控制部分设计摘要清扫机器人属于服务机器人的一种，世界各国尤其是西方发达国家都在致力于研究开发和广泛使用服务机器人。
扫地机器人设计说明书
本科毕业设计题目扫地机器人的设计学院工业制造学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名学号年级11指导教师职称讲师2015年4月27日扫地机器人的设计专业：学号：学生：指导教师：摘要：机器人是一种能够模仿人类动作的机器，它可以完成许多对人类来说危险且单调的工作，机器人让人类从繁重、单调的工作中解脱出来。
它们从事固定而有规律的工作，例如工业生产中的焊接、喷漆等等。
本文主要设计的是扫地机器人的设计，该机器人采用统一动作、协调控制的原则，通过电机带动动力轮实现扫地机器人的运动，通过中控系统的控制来实现扫地机器人的动作，由于是中控系统控制，所以控制灵活，多样。
通过控制器来控制机器人的动作，实现该机器人清扫、除尘的功能。
关键词：扫地机器人；控制；结构；清扫The design of sweeping robotSpecialty：Student Number：Student：Supervisor：Abstract：The overall scheme of this paper to the electric push rod as the main component to design manned three degree of freedom triangular robot. The mechanism adopts the unified action, the coordinated control principle, by opening the travel of the push rod to realize the robot foot movement, to achieve a manned with three degrees of freedom robot motion control in the triangle by control system, the control system to control, so the control of flexible, multi sample. People can sit on the robot, the controller is adopted to control the robot's movement, the realization of some people rely on their own to complete the function of the leg muscles.Must regard as the machine design is the machine design personnel carries on using creative ability the product design, the system analysis and a formulation product manufacture technology good opportunity.Key words：Machine manufacture;Crankshaft;Processing craft;Fixture;目录绪论 (1)1. 机器人简史 (3)2. 应用机器人的意义 (6)3. 本课题研究的内容 (9)4. 扫地机器人总体方案结构的设计 (12)4.1 扫地机器人的总体方案图 (12)4.2 扫地机器人的工作原理 (12)5. 机械结构的设计 (18)5.1电机的选型计算 (20)5.2齿轮传动的设计计算 (20)5.3扫地机器人的功能概述 (20)5.3.1 扫地机器人的清扫模式 (20)5.3.2 智能导航系统 (20)5.4 齿轮的强度校核 (20)5.5 扫地机器人的智能控制系统 (20)6. 扫地机器人的三维建模 (21)6.1 动力轮的三维建模 (21)6.2 万向轮的三维建模 (22)6.3 毛刷的三维建模 (23)6.4 扫地机器人的三维建模 (22)7. 三维软件设计总结 (22)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)绪论机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
任务书-基于PLC的家用清扫机器人控制系统设计 12.29
青岛黄海学院毕业设计（论文）任务书题目名称基于PLC的家用清扫机器人控制系统设计学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名袁树林学号 1201111017 指导教师朱青青职称讲师下发年月日毕业设计（论文）学生须知1．认清毕业设计（论文）的重要性，认真学习理解《青岛黄海学院毕业设计（论文）工作管理规定》。
应听从指导教师（和督导教师）指导，定期向指导教师汇报工作进展情况。
2．在毕业设计（论文）过程中, 虚心学习，尊敬老师，勤于思考，善于实践，勇于创新，保质保量按时完成任务书规定的任务。
3．学生须严格遵守学校、学院及实验室的各项规章制度，爱护仪器设备，节约材料；在校外进行毕业设计（论文）的还要同时遵守所在单位的有关规章制度。
4．爱护公物，注意工作场所的卫生、整洁，培养文明学风与工作作风。
注意安全，自觉遵守各项安全管理规定。
5．遵守纪律、保证出勤，因病、事确需请假的，需征得指导教师的同意，按学校有关规定办理请假手续，请假超过全过程三分之一者，取消答辩资格，不予评定成绩。
擅自离开或请假逾期者,作旷课论处，旷课超过全过程四分之一者，取消答辩资格，不予评定成绩。
6．毕业设计（论文）所要求的各项工作都必须独立完成，不弄虚作假，不抄袭和拷贝别人的工作内容，严禁请他人代做否则毕业设计（论文）成绩作不及格处理。
7．毕业设计（论文）格式必须符合《青岛黄海学院毕业设计（论文）格式及撰写规范》的要求，否则不能取得参加答辩的资格。
8．毕业设计（论文）成果、资料应于答辩结束后及时交指导教师并转交学院收存，学生不得擅自带离学校。
9.有下列情况之一者，其毕业设计（论文）成绩记为不及格：（1）取消答辩资格者；（2）未完成毕业设计（论文）规定任务者；（3）抄袭、剽窃他人成果，或编造数据、情报、信息者；（4）试验、设计、立论或计算方法有严重错误，不符合科研工作基本要求者；（5）毕业设计（论文）质量未达到基本要求者；（6）无正当原因未参加答辩者。
自动智能扫地机器人设计
毕业设计（论文）任务书机电工程学院机械电子工程专业144班级学生：题目：自动扫地机器人设计毕业设计（论文）从2018年3月5日起到2018年6 月11日课题的意义及培养目标：设计（论文）所需收集的原始数据与资料：1、扫地机器人的构成2、扫地机器人的工作原理、工作过程3、各部分的实现方式4、清扫区域的设置5、模拟仿真的实现方法课题的主要任务（需附有技术指标分析）：1. 在充分理解课题任务的基础上，设计自动扫地机器人的总体方案，画出扫地机器人的总体机械结构图。
2. 根据总体方案对各部分进行设计，画出各部分的结构图及零件图。
3. 根据功能要求设置检测控制系统，合理的选择元器件，画出控制原理图、接线图。
4. 用Keil编写避障及防跌落控制程序。
5. 用Proteus进行仿真调试，控制系统全部功能需要在软件上调试通过，软件可直观的方式表现出清扫机器人的工作过程。
6. 撰写1.5万～2万字毕业设计说明书。
设计（论文）进度安排及完成的相关任务（以教学周为单位）：学生签名：指导教师：教研室主任：自动扫地机器人设计摘要随着科技和社会的不断进步和发展，机器人的应用从工业领域逐步扩展到了其他领域。
尤其是服务机器人，已经渗透了我们的生活、工作和经济各方面，并且起到了很大的作用。
扫地机器人是目前最贴近人类的机器人，它能够代替人完成家庭地面的清理，最有可能进入千家万户成为家庭生活的一部分。
它涉及到机械、电子和计算机等相关知识，是将移动机器人技术和清洁技术融为一体，自动扫地机器人技术的研究与实现旨在于，通过科技改变人们的口常生活。
它已经成为目前家用电器领域最具挑战性的热门研发课题。
本文主要介绍了自动扫地机器人的机械结构设计和控制系统设计，整体外形采用圆饼状，运动机构采用三轮机构，前轮万向轮后轮采用两个电机分别驱动，清扫机构采用蜗杆传动和带轮配合的传动方案，控制部分采用开关电路启动毛刷电机，采用L298电机驱动模块控制驱动电机，用红外传感器和光电传感器将信号传给AT89C51单片机完成了机器人的自动避障和防跌落功能，在相关机械结构的配合下能够有效地完成清扫工作。
扫地机的智能控制系统设计毕业设计说明书
本科毕业设计说明书扫地机的智能控制系统设计SWEEPER INTELLIGENT CONTROLSYSTEM DESIGN毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日扫地机的智能控制系统设计摘要目前，各式各样的服务机器人越来越多应用于人们的生活中，从事着与人们生活息息相关的服务工作，极大地提高和改善了人们的生活质量。
扫地机的智能控制系统设计-本科毕业设计说明书
本科毕业设计说明书扫地机的智能控制系统设计SWEEPER INTELLIGENT CONTROLSYSTEM DESIGN学院（部）：电气与信息工程学院专业班级：电气＃#＃＃#学生姓名：＃＃＃#＃＃指导教师： #＃＃##＃＃＃＃＃年月日扫地机的智能控制系统设计摘要目前，各式各样的服务机器人越来越多应用于人们的生活中,从事着与人们生活息息相关的服务工作，极大地提高和改善了人们的生活质量。
室内智能扫地机器人就是在这种背景下诞生的一种家庭服务机器人。
室内智能扫地机器人的路径规划采用区域充满的规划方法，目标是在设定区域内寻找一条从始点到终点且经过所有可达点的连续路径。
根据建立的扫地机器人平台,提出清扫机器人随机运动路径规划算法.机器人利用其上安装的红外传感器和摄像头来识别和感知房间环境，机器人开始以螺旋运动方式覆盖房间的空白区域，当遇到障碍物时，启动障碍物应对策略，通过计算机软件仿真和在房间环境中进行实验验证了该算法的有效性。
关键词：扫地机器人，单片机,环境识别，路径规划SWEEPER INTELLIGENT CONTROLSYSTEM DESIGNABSTRACTAt present time，more and more various of service robots are designed and applied to people’s daily life.The application of these robots is promoting the quality of people's life tremendously as they deal with the works related to people’s life closely。
Indoor automatic cleaning robot is one of these service robots developed to help people to carry out the troublesome room cleaning work。
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本科毕业设计说明书自动扫地机的控制系统设计DESIGN OF CONTROL SYSTEM OF AUTOMATICSWEEPING MACHINE自动扫地机的控制系统设计摘要近年来，随着社会的发展需要，清洁机器人已经渗透了我们的生活、工作和经济方面，并且起到了很大的作用。
清洁机器人的研究和发展对我们的经济发展有很多的影响。
这片文章主要通过阐述清洁机器人在服务行业的重要性，对清洁机器人在各国发展状况的一些综述，让读者了解将来清洁机器人发展对社会发展的重要性。
本文首先介绍了国内外自动清洁扫地机的研究现状，阐明了本课题研究的目的、意义。
然后进一步介绍本自动扫地机的总体结构，并详细分析了该扫地机各部分结构的工作原理，针对本清洁扫地机的机构特点，提出了一种能够保证扫地机稳定工作的单片机控制方案。
本文还添加了市场上没有出现的的功能，将扫地机和红外遥控结合起来，并与单片机有机结合起来，以达到对自动扫地机的各方面的控制和自控制；以及避障系统的改进方案。
关键词：扫地机，单片机控制，红外遥控，碰撞DESIGN OF CONTROL SYSTEM OF AUTOMATICSWEEPING MACHINEABSTRACTIn recent years, with the development of society, the cleaning robot has infiltrated our lives, work and the economy, and has played a significant role. Research and development of cleaning robot has a lot of influence on our economic development. This article mainly through expounding the importance of cleaning robot in the service industry, the development of cleaning robot in some countries, allowing readers to understand the importance of the future development of cleaning robot for social development.This paper firstly introduces the research status of automatic cleaning sweeping machine at home and abroad, discusses the research purpose, significance. And then introduce the automatic sweeping machine structure, and a detailed analysis of the working principle of each part of structure of the sweeping machine, according to the characteristics of the cleaning mechanism of sweeper, presented a can ensure the sweeping machine stable working single-chip microcomputer control scheme. This paper also added did not appear on the market the function, the sweeper and infrared remote control combined with MCU, and organic combination, in order to control all aspects of automatic sweeping machine and self control; and the obstacle avoidance system improvement program.KEYWARDS：Sweeping machine, microcomputer control, infrared remote control, collision目录摘要............................................................... I I ABSTRACT .......................................................... I II 1绪论.. (1)1.1 引言 (1)1.2 技术现状 (1)1.3 研究的目的和意义 (1)1.4 研究内容 (2)2关于单片机 (3)2.1 AT89C51简介 (3)2.2 AT89C51主要特性 (3)2.3 AT89C51功能特性概述 (3)2.4 AT89C51引脚功能说明 (4)2.5 AT89C51的基本操作 (6)3 自动扫地机总体设计 (7)3.1 组成结构 (7)3.2 系统的主控部分 (7)3.3 软件流程设计 (8)3.3.1 总体软件流程 (8)3.3.2 红外遥控系统流程 (10)3.3.3 驱动系统流程 (11)3.3.4 清扫避障系统流程 (12)4自动扫地机硬件电路设计 (13)4.1 系统总体设计 (13)4.2 传感器系统电路 (13)4.2.1 超声波传感器检测电路 (13)4.2.2 红外光电传感器检测电路 (13)4.2.2 红外光电传感器检测电路 (14)4.2.3 接触传感器检测电路 (15)4.3 继电器控制电路 (15)4.4 红外控制系统电路 (16)4.5 看门狗IMP813L电路 (17)4.6 驱动系统电路 (19)4.7 液晶显示电路 (20)4.8 电源模块 (21)4.9 清扫避障系统 (22)结论 (24)参考文献 (25)致谢 (27)1绪论1.1 引言自动扫地机是自动进行房间地而清洁的自主吸尘式家庭服务机器人，集机械学、电子技术、传感器技术、计算机技术、控制技术、机器人技术、人工智能等诸多学科为一体。
自主吸尘机器人作为智能移动机器人实用化发展的先行者，其研究始于20世纪80年代，到目前为止，已经产生了一些概念样机和产品。
吸尘机器人的发展，带动了家庭服务机器人行业的发展，也促进了移动机器人技术、图像和语音识别、传感器等相关技术的发展本次设计的题目《自动扫地机的控制系统设计》就是在这种背景下提出的。
1.2 技术现状目前，在一些发达国家，早已经开始采用服务机器人对工厂、车站、机场和办公室等宽阔地面进行清扫工作。
日本的东日本铁路公司、Shinko电器公司和Howa工业有限公司联合研制出了用于车站地面清扫的机器人，通过超声测距传感器，不断探测机器人与墙壁的距离进行定位，从而完成对大厅地面的往复清扫。
松下公司的自动吸尘器可清扫砖地、木质地板及地毯地面。
20世纪90年代初美国的Denning公司与Windsor工业公司研制出一种名为―RoboScrub‖的吸尘机器人，它采用超声波传感器检测障碍物，被配有高精度激光导航系统。
1999年初，浙江大学机械电子研究所开始进行智能吸尘机器人的研究，两年后设计成功国内第一个具有初步只能的自主吸尘机器人，与苏州TEK公司合作研发，2003年系统在自主能力和工作效率上都有了显著提高。
它工作之前，首先进行环境学习，利用超声波测距，与墙保持一定的行走距离，在清洁角落的同时获得房间的尺寸信息，从而决定清扫时间；然后，利用随机与局部遍历规划相结合的算法产生高效的清洁路径；在清扫结束后，自行回到充电座，补充动力。
国内市场上推出了很多自动扫地机，价格不算太贵，可以自动清扫，防止楼梯跌落，通过配置虚拟发射器可以限制清扫的范围。
在清扫结束后，可以自行回到充电座，但是清扫是随机的，不能完全地不多次重复的扫完整个房间。
1.3 研究的目的和意义自动扫地机将移动机器人技术和吸尘器技术有机地融台起来，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人员重视。
作为智能移动机器人的一个特殊应用，从技术方面讲，智能化自王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。
性市场前景角度讲，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。
融合现代传感器以及机器人领域的关键技术，本课题旨在开发一部价格便宜，全区域盖，能够充分满足家庭需求且方便适用的智能家鹿清扫机器人。
使它可以替代传统的家庭人工清扫方式，使家庭生活电气化、智能化、使科技更好地为人类服务。
1.4 研究内容总体方案是设计一个自主控机器人，在一个平面结构的房间内运动，移动机器人本体，完成自主移动、避障、遍历房间功能。
尽快遍历房子的每一个角落，完成任务，这个工作受多个工作的影响，包括墙脚和家具等。
其中在实现生活中的家用吸尘器机器人清理房间的过程中，利用了机器人自身的多传感系统、运动控制系统和自主蔽障系统等。
此次课题主要将扫地机和红外遥控结合起来，可以培养运用基本知识进行简单电路设计的能力，扎实基础理论，掌握电子技术的科学实验规律，灵活运用模电数电的知识，与单片机有机结合起来，以达到对自动扫地机的各方面的控制和自控制。
2关于单片机2.1 AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
2.2 AT89C51主要特性与MCS-51兼容4K字节可编程FLASH存储器寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24MHz三级程序存储器锁定128×8位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路2.3 AT89C51功能特性概述AT89C51提供以下标准功能：4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/0 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。