扫地机器人的设计方案
扫地机器人设计报告(一)2024
扫地机器人设计报告（一）引言概述扫地机器人是一种能够自动进行室内清扫的智能设备，其设计目的在于提高现代生活的舒适度和便利性。
本文将探讨扫地机器人的设计原理、机械结构、感知与导航系统、清扫效果评估以及安全性能等五个大点。
正文内容一、设计原理1.1 理解扫地机器人的工作原理1.2 确定扫地机器人的功能需求1.3 选择适合的清扫方式二、机械结构2.1 确定机器人的尺寸和形状2.2 选择合适的材料和结构2.3 设计机器人的底盘和吸尘部件2.4 确保机器人的灵活性与稳定性2.5 考虑机器人的维护和保养问题三、感知与导航系统3.1 选用合适的传感器技术3.2 开发机器人的环境感知能力3.3 设计机器人的自主导航算法3.4 提升机器人的路径规划与避障能力3.5 优化机器人的定位与地图生成功能四、清扫效果评估4.1 设计清扫效果评估指标4.2 开展清扫效果测试实验4.3 改进机器人的清扫效果4.4 分析清扫效果与用户需求的匹配程度4.5 提高机器人的清扫效率与质量五、安全性能5.1 考虑机器人的碰撞安全设计5.2 防止机器人的触碰伤害5.3 设计机器人的误操作预防系统5.4 优化机器人的电池管理与充电保护5.5 满足机器人的合规与认证要求总结通过对扫地机器人设计的分析与探讨，可以发现在设计过程中需要考虑到机器人的原理、机械结构、感知与导航系统、清扫效果评估以及安全性能等多个方面。
只有综合考虑这些因素，才能设计出性能优良、功能齐全且安全可靠的扫地机器人。
因此，在未来的设计过程中需要注重细节、持续改进，并根据用户反馈和市场需求进行不断优化。
通过不懈努力，扫地机器人设计的发展前景将更加广阔。
清扫机器人的结构设计.(一)2024
清扫机器人的结构设计.（一）引言概述：清扫机器人的结构设计对于机器人的性能和清扫效果起着至关重要的作用。
本文将从五个大点来阐述清扫机器人的结构设计，包括机器人底盘结构设计、传感器配置、清扫模块设计、导航系统设计以及电源管理设计。
正文：一、机器人底盘结构设计：1. 轮式底盘的设计，包括轮子数量、直径大小的选择。
2. 底盘的材料选择，影响机器人的结构强度和重量。
3. 底盘的动力系统设计，包括电机的选择和驱动方式。
4. 底盘的悬挂系统设计，以提高机器人在不平地面上的稳定性。
5. 底盘的尺寸和形状设计，以适应不同环境的清扫需求。
二、传感器配置：1. 激光雷达的位置和角度的选择，以获取准确的环境地图。
2. 视觉传感器的配置，以识别障碍物和地面脏污情况。
3. 接触传感器的布置，用于检测机器人与障碍物碰撞。
4. 声音传感器的配置，以检测环境噪声和语音指令。
5. 温湿度传感器的安装，用于检测环境的温湿度变化。
三、清扫模块设计：1. 选择合适的清扫方式，如旋转刷、吸尘器等。
2. 清扫模块的结构设计，包括刷子的数量和长度、吸尘器的功率等。
3. 清扫模块的布置方式和活动范围，以覆盖更大的清扫面积。
4. 清扫模块的自动调整功能，以适应不同地面的清扫需求。
5. 清扫模块的维护和清洁方案，以保证其长期高效工作。
四、导航系统设计：1. 基于激光雷达和视觉传感器的导航算法的设计。
2. 地图构建算法的设计，用于创建环境地图和路径规划。
3. 定位系统的设计，以确定机器人在地图中的位置。
4. 避障算法的设计，用于避免碰撞障碍物。
5. 导航系统的交互设计，以提供用户友好的操作界面和语音指令功能。
五、电源管理设计：1. 电池容量和电池寿命的计算，以保证机器人工作时间。
2. 充电系统的设计，包括充电桩的位置和充电电流。
3. 电源控制系统的设计，以确保机器人电源的稳定性和安全性。
4. 低电量预警系统的设计，以提醒用户及时进行充电。
5. 省电策略的设计，通过降低功耗来延长机器人的工作时间。
扫地机器人的设计方案
扫地机器人（自动打扫机）的设计方案1.绪论随着现代社会生活节奏的加快，人们或忙于工作，或享受生活，时间越来越宝贵，所以不会把它浪费在整理家务和打扫卫生方面。
收入水平的不断提高使得人们对生活质量的要求越来越高，高品质的生活首先要保证居住环境的干净卫生，因此大家渴望找到一种机器人，能够智能的打扫房间卫生。
机器人作为人类20世纪最伟大的发明之一，在短短的几十年内发生了日新月异的变化。
近几年机器人已成为高技术领域内具有代表性的战略目标。
机器人技术的出现和发展，不但使传统的工业生产面貌发生根本性变化，而且将对人类社会产生深远的影响。
随着社会生产技术的飞速发展，机器人的应用领域不断扩展。
从自动化生产线到海洋资源的探索，乃至太空作业等领域，机器人可谓无所不在。
目前机器人已经走进人们的生活与工作，机器人已经在很多的领域代替着人类的劳动，发挥着越来越重要的作用，人们已经离不开机器人的帮助。
机器人工程是一门复杂的学科，它集工程力学、机械制造、电子技术、技术科学、自动控制等为一体。
目前对机器人的研究已经呈现出专业化和系统化，一些信息学、电子学方面的先进技术正越来越多地应用于机器人领域。
目前机器人行业的发展与30年前的电脑行业极为相似。
今天在汽车装配线上忙碌的一线机器人，正是当年大型计算机的翻版。
而机器人行业的利基产品也同样种类繁多，比如协助医生进行外科手术的机械臂、在伊拉克和阿富汗战场上负责排除路边炸弹的侦查机器人、以及通过编译程序使其能做整套表演动作的舞蹈机器人，还有不少参考人、狗、恐龙等动物的模样制造机器人玩具。
扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。
一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。
一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。
扫地机器人也是当下比较流行的一种机器人，随着不断的研究发展智能化大幅度提高，能够自我定位、感应障碍物、规划路径以及自动充电。
扫地机器人结构详细(一)2024
扫地机器人结构详细（一）引言概述：扫地机器人是一种能够自主进行家庭或办公室清扫任务的智能设备。
它的结构设计对其功能的实现起着至关重要的作用。
本文将详细介绍扫地机器人的结构，包括机身结构、传感器系统、清扫系统、导航系统和电源系统等五个方面。
正文内容：1. 机身结构1.1 扫地机器人机身材料选择1.2 机身设计与外观美观1.3 机身各个组件的安装方式1.4 机身结构的稳定性和耐用性考量1.5 机身重量与尺寸的合理设计2. 传感器系统2.1 使用的传感器种类及其作用2.2 传感器的布局和安装位置2.3 传感器系统的数据处理与算法2.4 传感器系统对局限性的处理方式2.5 传感器系统的精度和可靠性考虑3. 清扫系统3.1 扫地机器人清扫刷和滚刷的种类和使用3.2 清扫系统的吸尘能力和过滤器设计3.3 清扫系统对不同地面的适应性3.4 清扫路径规划和工作模式3.5 清扫系统的自动去除尘垢功能设计4. 导航系统4.1 导航系统的定位技术选择4.2 地图创建与环境识别4.3 导航系统的路径规划和避障算法4.4 导航系统的智能化与升级能力4.5 导航系统的精准度和快速响应能力5. 电源系统5.1 电源系统的能量存储技术选择5.2 电池容量与续航时间的平衡5.3 充电方式和充电效率的优化设计5.4 电源系统的节能和安全性考虑5.5 电源系统与其他组件的设计和连接方式总结：扫地机器人的结构设计决定了其性能和功能的实现，机身结构的稳定性、传感器系统的精度和可靠性、清扫系统的适应性和自动清洁功能、导航系统的智能化和精准度以及电源系统的续航时间和安全性等都是关键考量因素。
通过合理的结构设计和优化各个组件，扫地机器人的性能和用户体验将得到明显提升。
扫地机器人设计范文
扫地机器人设计范文一、引言在现代社会，科技发展迅猛，人们的生活便捷度也不断提高。
然而，有些繁琐的家务活却依然需要人工操作，对大部分忙碌的现代人来说，清扫地面是一项费时费力的工作，因此设计一款智能、高效的扫地机器人具有非常重要的意义。
本文将从硬件和软件两个方面设计一款扫地机器人，旨在解决人们的清扫困扰。
二、硬件设计1.结构设计扫地机器人主要由底盘、电机、传感器、软管和集尘盒等组成。
底盘是整个机器人的基础，承载着其他模块的安装，同时需要具备良好的平衡性和移动性；电机为机器人提供动力，可分为主动轮和被动轮两种；传感器模块包括碰撞传感器、红外传感器和触摸传感器等，用于检测环境和障碍物；软管用于吸尘，需要具备一定的弹性和耐用性；集尘盒用于收集垃圾，可设计成拆卸式，方便清洁。
2.控制系统设计控制系统是扫地机器人的核心，主要包括主控板、传感器模块和电机驱动模块。
主控板负责对各个部分的控制和数据处理，可采用微控制器或单片机；传感器模块负责感知环境并将数据传输给主控板，需要具备高精度和稳定性；电机驱动模块负责控制电机的转动，可采用直流电机驱动器或步进电机驱动器。
3.功能设计扫地机器人的功能设计是为了提高清扫效率和用户体验。
可以设计以下功能：定时清扫，根据用户设置的时间自动开启清扫功能；智能导航，通过激光传感器或摄像头实时感知环境，规划清扫路径，避开障碍物；避障功能，通过碰撞传感器和红外传感器检测障碍物，自动绕过；边角清扫，通过侧刷和边刷清扫边缘和角落；自动充电，当电量低于一定阈值时，自动返回充电座充电。
三、软件设计1.控制算法设计控制算法是扫地机器人运行的核心，需要根据传感器数据和环境变化做出相应的决策。
可以将控制算法分为三个主要部分：感知、决策和执行。
感知部分通过传感器模块获取环境数据，并进行数据处理和信息提取；决策部分根据感知结果进行路径规划、障碍物避开等决策；执行部分负责控制电机运动，控制机器人的行动。
2.用户界面设计用户界面设计是为了方便用户操控和设置扫地机器人的功能。
扫地机器人毕业设计
扫地机器人毕业设计简介扫地机器人是一种能够自动执行清扫任务的智能家居设备。
毕业设计将致力于设计、开发和实现一款高效、可靠的扫地机器人，并通过机器学习技术使其能够自主导航、规划清扫路径并完成清扫任务。
系统需求本文档将对扫地机器人毕业设计的系统需求进行详细阐述，包括硬件要求、软件要求和功能要求等。
硬件要求•电机：扫地机器人需要配备强力的直流电机，使其能够在不同地面上灵活移动。
•传感器：扫地机器人需要搭载多种传感器，如超声波传感器、红外线传感器和摄像头等，以实现环境感知和障碍物检测。
•电池：为了满足长时间工作的需求，扫地机器人需要搭载高容量的可充电电池。
•控制系统：扫地机器人需要配备微控制器和电路板等控制系统，以实现各种功能的控制。
•运动部件：扫地机器人需要配备轮子、驱动装置和悬挂系统等运动部件，以保证机器人能够自由移动。
软件要求•操作系统：设计一个基于Linux的嵌入式操作系统，以提供良好的系统管理和资源调度。
•环境感知算法：通过机器学习算法，对传感器获取的环境信息进行处理和分析，以实现障碍物检测和距离计算等功能。
•自主导航算法：设计一种自主导航算法，使扫地机器人能够规划清扫路径并进行智能导航，避免碰撞和卡住。
•清扫算法：优化清扫算法，使扫地机器人能够高效地进行地面清扫，并确保每个区域都得到充分清洁。
功能要求•自主导航：扫地机器人应能够通过环境感知和自主导航算法，实现智能移动和路径规划。
•清扫功能：扫地机器人应能够通过清扫算法，对目标区域进行高效、全面的清扫。
•障碍物避开：扫地机器人应能够通过环境感知和自主导航算法，避免与障碍物碰撞并进行相应的规避动作。
•电量管理：扫地机器人应具备智能的电量管理功能，能够及时返回充电座并充电，以保证长时间工作的能力。
•远程控制：扫地机器人应支持远程控制功能，方便用户对机器人进行操作和指导。
实施计划本章节将详细介绍扫地机器人毕业设计的实施计划，包括项目进度、资源分配和风险管理等。
智能扫地机器人方案
2.软件系统：
-开发基于ROS的操作系统，提高系统的可扩展性和可维护性。
-利用深度学习算法优化障碍物识别和路径规划，提高清扫效率。
-开发用户友好的APP控制界面，实现用户与机器人的高效互动。
五、合规性与安全性
1.合规性：确保产品设计、生产、销售符合国家相关法律法规和行业标准。
二、产品设计
1.外观设计：采用流线型设计，兼顾美观与实用性，便于机器人在家庭环境中自由移动。
2.材质选择：选用环保、耐磨、易于清洁的材料，提高产品的耐用性和用户友好性。
3.尺寸规格：根据常见的家庭环境设计合理的尺寸，确保机器人能够进入狭窄空间进行清洁。
三、功能规划
1.自动清扫：集成高效吸尘和扫地功能，能够处理不同类型的地面，如硬质地板和短毛地毯。
2.安全性：
-通过严格的测试，保证产品电气安全和使用安全。
-采用数据加密技术，保护用户隐私不被泄露。
-定期软件更新，及时修复安全漏洞。
六、市场策略与服务
1.市场定位：针对中高端市场，强调产品的智能化、高效性和环保特点。
2.市场推广：
-利用线上线下渠道进行品牌宣传和产品推广。
-与家居、家电等相关行业建立合作关系，扩大销售网络。
智一、项目背景
随着科技的发展和人们生活水平的提高，智能家居产品逐渐成为现代家庭的必备品。智能扫地机器人作为一款具有清洁功能的智能家居产品，能有效减轻家庭清洁负担，提高生活质量。为满足市场需求，特制定本智能扫地机器人方案。
二、产品定位
1.高效清洁：提高清洁效率，减轻用户家庭清洁负担；
6.防跌落保护：搭载跌落传感器，防止机器人从高处跌落损坏。
7.噪音控制：优化电机和风道设计，降低工作噪音，提升用户体验。
扫地机器人方案 (2)
扫地机器人方案
在设计扫地机器人方案时，可以考虑以下几个主要方面：
1. 定义目标和需求：确定机器人的主要功能和任务，例如，是为了清扫地板还是清扫地毯，是否需要具备吸尘、擦地
或拖地等功能。
2. 机器人结构设计：确定机器人的外形、尺寸和结构，包
括底盘设计、轮子或履带选择、传动系统、感应器等。
3. 清洁系统设计：选择合适的吸尘器、刷子或拖把的类型
和配置，确保能够有效地清扫地面。
4. 导航和定位系统：选择适当的导航和定位技术，例如，
红外线、激光导航或摄像头视觉导航等，以确保机器人能
够准确地感知环境并避开障碍物。
5. 动力系统设计：选择合适的电池类型和容量，以提供足
够的运行时间和续航能力。
6. 自动充电功能：考虑机器人能够自动返回充电站进行充
电的功能，以提供长时间的连续清洁能力。
7. 控制系统设计：选择适当的控制算法和控制器，以确保
机器人能够准确执行任务，并能够根据需要调整清洁路径。
8. 安全系统设计：考虑机器人的安全性能，例如，避免跌
落或碰撞等预防措施的设计。
9. 远程控制和智能连接：考虑机器人能够通过智能手机或
其他设备进行远程控制和监控的功能，以提供更方便的使
用体验。
10. 用户体验和人机交互设计：考虑机器人能够与用户进行交互，例如，提供语音提示、按钮控制或手机应用程序控
制等，以提高用户的满意度和使用便捷性。
总体而言，扫地机器人方案的设计需要综合考虑机械设计、电子技术、控制算法、感知技术和用户体验等多个方面，
以实现高效、智能和安全的清洁功能。
扫地机器人毕业设计
扫地机器人毕业设计扫地机器人毕业设计一、选题背景和意义随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，越来越多的家庭开始使用扫地机器人来代替传统的人工清洁。
扫地机器人凭借着其智能化、自动化的特点，为人们的生活带来了极大的方便和舒适。
因此，设计一款智能扫地机器人成为了许多学生的毕业设计项目，其意义也在于帮助学生巩固理论知识，锻炼实践操作能力，为未来的工作奠定基础。
二、主要功能和设计方案本设计的扫地机器人主要实现以下功能：1. 自动扫地功能：通过激光雷达等传感器的检测，实时地绘制室内空间的地图，并规划最优的清洁路径，确保地面覆盖均匀，高效地清洁。
2. 避障功能：通过视觉传感器和红外传感器等设备，能够及时发现和避开障碍物，避免与家具等物体发生碰撞，保护家居设施的安全。
3. 定时预约功能：用户可以通过手机APP等远程控制工具，在指定时间设定扫地机器人的工作，实现自动清洁功能，让用户享受到更方便的清洁体验。
4. 充电自动返航功能：当扫地机器人的电量低于设定值时，能够自动返回充电座进行充电，并且可根据充电情况实时调整清洁进程，以确保清洁任务的顺利完成。
三、技术方案和关键技术为了实现上述功能，可以选择以下关键技术：1. 激光雷达技术：通过激光雷达扫描室内环境，获取地图信息，用于路径规划和避障功能实现。
2. 视觉传感器技术：利用摄像头等传感器实时获取周围环境信息，用于避障和物体识别。
3. 控制算法：需要设计合适的控制算法，根据传感器数据做出相应决策，实现灵活的路径规划和避障操作。
4. 通信技术：设计一套可靠的通信系统，用于控制指令的传输和与用户的交互。
四、实施计划和预期成果根据以上的技术方案，可以制定如下实施计划：1. 第一季度：调研市面上已有的扫地机器人产品，对其原理和技术进行了解，并购买所需的传感器和硬件设备。
2. 第二季度：进行硬件的搭建和集成，编写驱动程序，实现基本的清洁和避障功能。
3. 第三季度：设计并实现路径规划和定时预约功能，编写相应的控制算法，进行初步的测试和调优。
扫地机器人的设计方案
扫地机器人的设计方案设计方案：扫地机器人一、背景介绍随着时间的推移，人们越来越注重生活品质的提高，其中一个重要的方面就是家庭清洁。
传统的清理方法，例如使用扫帚和拖把，需要人工操作，费时费力。
因此，扫地机器人作为一种新兴的家庭电器产品，备受关注。
本文将介绍一个扫地机器人的设计方案。
二、需求分析1.扫地能力：扫地机器人需要具备较强的扫地能力，能够清洁地板、地毯等多种表面。
2.智能导航：扫地机器人应具备智能导航系统，能够通过传感器和摄像头等设备感知环境，避开障碍物，并规划高效的清扫路径。
3.自动充电：扫地机器人应具备自动充电功能，当电池电量低时，能够自主返回充电基站进行充电。
4.安全性：扫地机器人应具备安全性能，能够避免与人和宠物发生碰撞，并避免跌落楼梯等危险情况。
5.静音设计：扫地机器人应具备静音设计，不会给用户带来噪音干扰。
三、设计方案1.扫地机器人结构设计：2.感应与导航系统设计：3.自动充电系统设计：4.安全性设计：扫地机器人的主体应设计成圆形或圆角矩形，以减少与人或家具的碰撞。
同时，机器人应配备传感器和软件算法，能够在靠近障碍物时减速或改变方向，以避免碰撞。
对于跌落危险，扫地机器人应配备可靠的跌落传感器，以检测楼梯边缘，并及时避免跌落。
5.静音设计：四、产品优势1.智能导航：通过感应和导航系统，扫地机器人能够智能辨别环境和障碍物，并规划高效的清扫路径。
2.自动充电：扫地机器人具备自动充电功能，当电量低时，能够自主返回充电基站进行充电。
3.安全性：扫地机器人设计安全性能，通过传感器和软件算法，避免与人和宠物发生碰撞，并避免跌落危险。
4.静音设计：采用低噪音马达和静音材料，使机器人在运行时产生较低的噪音，不会对用户生活造成干扰。
五、结论扫地机器人是一种能够提高生活品质的家庭电器产品，具备智能导航、自动充电、安全性和静音等优势。
以上设计方案提供了一种可行的设计思路，能够满足用户对扫地机器人的主要需求。
扫地机器人设计方案
扫地机器人设计方案1. 简介扫地机器人是一种利用人工智能和自主导航技术的家庭清扫设备。
它能够自动地进行地板清扫，减轻人们的家务负担，并提高生活质量。
本文将介绍一个基本的扫地机器人设计方案，包括硬件和软件部分。
2. 硬件设计2.1 机身设计扫地机器人的机身设计应该紧凑、轻巧，并具有良好的机动性。
机身通常采用圆形或D形设计，以便更好地适应不同形状的房间。
机身上应安装有传感器和摄像头等设备，以实现自主导航和障碍物检测功能。
2.2 电池和充电器扫地机器人需要搭载适当容量的电池，以保证足够的工作时间。
电池应具有高容量、长寿命和快速充电的特点。
同时，充电器应该具备智能充电管理功能，能够自动控制充电过程，保护电池，延长使用寿命。
2.3 传感器和导航系统扫地机器人需要配备多种传感器和导航系统，以实现自主导航和障碍物检测功能。
常见的传感器包括红外线传感器、超声波传感器和碰撞传感器等。
导航系统则可以采用激光导航、视觉导航或惯性导航等技术。
2.4 清扫系统清扫系统是扫地机器人的核心部分，主要包括吸尘器和刷子。
吸尘器应具备强大的吸力和高效的过滤系统，以确保彻底清洁。
刷子则可以采用辊刷或侧刷设计，以适应不同类型的地板。
3. 软件设计3.1 自主导航算法自主导航算法是扫地机器人的关键部分，它决定了机器人如何在房间内进行有效的清扫。
常用的自主导航算法包括SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）算法、A*算法和遗传算法等。
这些算法能够通过传感器数据和地图信息，实现机器人的路径规划和定位。
3.2 障碍物检测算法障碍物检测算法用于识别和避免障碍物，确保机器人的安全性和高效性。
常用的障碍物检测算法包括视觉检测、红外线检测和超声波检测等。
这些算法能够实时监测环境中的障碍物，并通过反馈控制机器人的运动。
3.3 控制系统控制系统是扫地机器人的大脑，负责接收传感器数据、执行导航算法和控制清扫系统。
扫地机器人方案
扫地机器人方案随着科技的不断发展，人们对于生活品质的要求越来越高。
在家庭生活中，大家都希望能够享受更多的休闲和娱乐时光，而不是浪费时间进行繁琐的家务清扫工作。
于是，扫地机器人应运而生，成为人们追求高效便捷生活的好帮手。
一、背景介绍随着人口老龄化的趋势，家庭保洁问题成为越来越重要的课题。
传统的家庭保洁往往需要人工的参与，但人手不足、时间有限等问题都限制了工作效率和生活质量的提高。
因此，开发一种可以自动完成家庭清扫的机器人成为迫切需求。
二、技术原理扫地机器人是一种智能家居设备，其核心技术包括环境感知、路径规划和自主导航等。
通过搭载传感器和相应的算法，扫地机器人能够感知环境中的障碍物、家具等，并根据预设的扫地路径进行规划，实现自主巡航和清扫工作。
1.环境感知：扫地机器人一般配备红外线、视觉、激光等传感器，可以通过扫描环境，感知房间的布局、障碍物和墙壁等信息。
这些传感器会实时反馈给机器人的控制系统，从而帮助机器人做出相应的行动。
2.路径规划：扫地机器人需要根据环境感知的结果，制定出一个高效的清扫路径。
这里需要使用一些运算和优化算法，例如A*算法、Dijkstra算法等，来确定机器人应该如何行动以最小化覆盖时间和能源消耗。
3.自主导航：一旦扫地机器人规划好了清扫路径，就需要自主导航以完成任务。
机器人会根据路径规划结果进行移动，并及时调整方向、速度等参数，以避开障碍物和墙壁，并遵循事先设定的优先级和策略来完成清扫任务。
三、市场现状扫地机器人市场在近年来呈现高速增长的趋势，尤其在北美、欧洲和东亚地区取得了较好的销售业绩。
消费者对更智能化、便捷化的家居清洁需求不断增加，希望能够通过扫地机器人来节省时间和精力。
因此，许多技术企业投入研发，不断创新和改进扫地机器人的功能和性能。
四、发展前景随着人工智能和机器学习技术的不断发展，扫地机器人也有望取得更大的突破和发展。
未来，我们可以预见以下几个方面的发展前景：1.多功能化：扫地机器人不仅仅能够完成清扫工作，还可以适应更多的家居需求。
清扫机器人的结构设计(一)2024
清扫机器人的结构设计（一）引言：清扫机器人的结构设计在现代家庭中起到了越来越重要的作用。
本文将详细介绍清扫机器人的结构设计，包括机器人的外形设计、驱动系统设计、传感系统设计、清扫设备设计以及导航系统设计。
通过了解清扫机器人的各个方面的设计，可以更好地理解和应用清扫机器人。
正文：一、外形设计- 1.1 结构材料的选择- 1.2 外形尺寸的确定- 1.3 外观美观与实用性的平衡- 1.4 操作面板布局设计- 1.5 防护措施的考虑二、驱动系统设计- 2.1 电机选择与布置- 2.2 驱动方式的选择- 2.3 动力输出与传动装置设计- 2.4 驱动系统的控制与调节- 2.5 驱动系统的能效设计三、传感系统设计- 3.1 清扫效果检测传感器的选择- 3.2 障碍物检测传感器的选择- 3.3 地面状态检测传感器的选择- 3.4 清扫机器人与用户交互的传感器设计- 3.5 传感系统的数据处理和反馈设计四、清扫设备设计- 4.1 清扫刷和吸尘器的选型与布置- 4.2 清扫设备的运动轨迹设计- 4.3 清扫设备的清洁效果检测- 4.4 清扫设备的维护与更换- 4.5 清扫设备的噪声控制五、导航系统设计- 5.1 定位技术的选择- 5.2 导航算法的设计- 5.3 地图绘制与路径规划- 5.4 环境识别与自适应导航- 5.5 导航系统的精度与稳定性检验总结：清扫机器人的结构设计关乎机器人的外形、驱动、传感、清扫设备和导航等多个方面。
合理的外形设计能够提高机器人的美观性和实用性；稳定高效的驱动系统设计能够保证机器人的稳定运行；精准可靠的传感系统设计能够提升机器人的感知和交互能力；高效清洁的清扫设备设计能够提高机器人的清扫效果；智能化的导航系统设计能够实现机器人的自主导航。
通过深入了解并综合考虑这些设计要素，可以开发出更加高效、智能和人性化的清扫机器人，为人们创造更加洁净的生活环境。
智能扫地机器人课程设计
智能扫地机器人课程设计智能扫地机器人课程设计1、课题背景及研究的目的和意义1.1课题背景扫地机器人是服务机器人的一种，可以代替人进行清扫房间、车间、墙壁等。
提出一种应用于室内的移动清洁机器人的设计方案。
其具有实用价值。
室内清洁机器人的主要任务是能够代替人进行清扫工作，因此需要有一定的智能。
清洁机器人应该具备以下能力：能够自我导航，检测出墙壁，房间内的障碍物并且能够避开；能够走遍房间的大部分空间，可以检测出电池的电量并且能够自主返回充电，同时要求外形比较紧凑，运行稳定，噪音小；要具有人性化的接口，便于操作和控制。
结合扫地机器人主要功能探讨其控制系统的硬件设计。
1.2研究目的和意义国家农业智能装备工程技术研究中心邱权博士介绍说，扫地机器人可以看作是一种智能吸尘器，通过其基于传感器检测的智能运动规划算法使原本由人操作的吸尘器成为一个可自主运行的智能化设备。
它通过各种传感器，比如碰撞开关、红外接近开关、超声传感器、摄像头等，来感知自身的位置和状态，通过智能算法决定当前的任务状态。
它可以根据某个传感器检验地面清洁程度，根据历史信息确定哪些区域已经打扫过，它的充电座会发出红外线信息，在电量低于一定值后，它开始寻找红外信息来自动充电。
防跌落是基于机器人底部所安装的红外传感器检测地面的距离，当距离发生变化时机器人将停止并改变路线。
由于扫地机器人是一个智能化产品，1.3工作原理扫地机器人机身为可移动装置，机器人依托红外识别以及超声波测距从而避障，配合芯片控制内部电机转动以及内部真空环境吸尘，通过路线设计，在室内自由行走，由中央主刷旋转清扫，并且辅以边刷，沿直线或者之字形活动路径打扫。
2、设计要求与内容1）以AT89S52系列单片机为核心设计移动清扫机器人电机驱动与控制电路，采用红外传感器和超声波传感器完成障碍物检测电路设计，完成充电站检测电路设计，完成避障算法与路径规划算法设计。
2）按键选择清扫模式和充电模式。
3）显示方式LED显示当前时间和机器人当前工作状态。
(完整版)扫地机器人设计
扫地机器人设计报告一、功能综述1、清扫模式：随机清扫、螺旋式清扫、交叉清扫、沿边清扫、定点清扫、预约清扫等相结合，实现全方位立体清扫；2、智能导航系统：实现对房间地形的重构，自动规划清扫路线；3、智能安全监控：防撞，防跌落，防缠绕，电池电量监测；4、创新功能：灰尘量识别，实现床底清扫，手机遥控模式，尖端气流滤尘技术，室内空气质量监测与提醒；5、其他基础功能：自动返回并充电，灰尘盒安装检查，灰尘盒容量探测。
二、机械及系统设计扫地机器人机械设计如图1所示。
前图1 扫地机器人机械设计图清扫机构，行走机构，吸尘机构是本次设计的重点，也是难点所在。
由于机器人运动部件多，运动状态经常改变，必然产生冲击和振动。
因此，增加机器人运动平稳性，提高机器人动力学特性尤为重要。
为此，在设计时应注意在满足强度和刚度的前提下，尽量减小运动部件的质量，并注意运动部件对转轴的质心装配。
(1)行走驱动轮及驱动电机该部分主要保证机器人能够在平面内移动。
为了保证小车良好的直线性，可采用双电机驱动左右两轮的方式，且在车体的后端装有一个不锈钢万向滚珠，这样可以使小车获取较好的机动性和灵活性及灵活性。
前轮驱动的好处是：转向性能得到改善。
前轮是转向轮，使得转向时的行驶方向容易控制，不容易出现过度转向的现象，转向安全性也得到提高。
(2)清扫机构用电机带动两个清扫刷，使左面清扫刷顺时针转动，右面逆时针转动，这样就可以在清扫灰尘时将灰尘集中于吸风口处，为吸尘机构的工作做准备；清扫刷设计成可更换型的，可选择棉质纺织品或尼龙等化纤材料的，以适应不同的工作环境。
(3)吸尘机构旨在强大的吸力、将灰尘吸入灰尘储存箱中；这里我们采用尖端气流滤尘技术，全方位，多层次将灰尘一网打尽。
(4)擦地机构在清扫、吸尘之后，利用安装在壳体下面的清洁布擦出残留在地面上的细小灰尘，同时也能够擦除地面上的顽固污渍，从而保证清洁工作的质量。
扫地机器人功能框图如图2所示。
图2 扫地机器人功能框图三、功能简介1、清扫模式：清扫模式包括随机清扫、螺旋式清扫、交叉清扫、沿边清扫、定点清扫、预约清扫等。
扫地机器人设计范文
扫地机器人设计范文一、引言随着科技的不断发展，人们的生活方式也在逐渐改变。
现如今，越来越多的人开始注重生活品质，希望能够通过科技产品的应用来提高生活的便利性。
扫地机器人就是一个很好的例子，在忙碌的现代生活中，它能够帮助人们减轻家务负担，提供清洁整洁的家居环境。
二、扫地机器人功能设计1.自动感应清扫功能2.定时预约功能人们可以设定扫地机器人的工作时间，让它在指定的时间段内进行清扫。
这样，即使在外出或上班的时候，机器人也能自动工作，保持家居的整洁。
这一功能可以通过移动应用程序或遥控器来实现。
3.故障保护功能4.自动充电功能由于扫地机器人需要电力支持，因此应设计具备自动充电功能。
机器人可以在电池电量低的时候自动返回到充电站进行充电，待充电完成后继续清扫工作。
这样可以保证机器人始终具备足够的电量，不会因为电池耗尽而停止工作。
5.智能路径规划功能6.高效的清洁性能三、扫地机器人外观设计1.简洁时尚为了适应现代家居的风格，扫地机器人的外观设计应简洁大方、时尚现代化。
可以采用流线型的外观设计，配备不同颜色的外壳，以满足消费者的个性化需求。
2.体积小巧由于扫地机器人需要在居家环境中移动，因此其体积应设计小巧，以便于穿梭于家具之间。
此外，机器人也要具备足够的高度，在清扫时不被地毯或其他物体阻挡。
3.静音设计四、结论扫地机器人是一个可以提高生活品质的创新科技产品。
通过自动感应清扫、定时预约、故障保护、自动充电、智能路径规划和高效的清洁性能等功能，扫地机器人可以减轻人们的家务负担，提供一个清洁整洁的家居环境。
在外观设计上，简洁时尚、体积小巧和静音设计是值得考虑的因素。
相信随着技术的进一步发展，扫地机器人的性能和外观将不断得到改进和创新，更好地满足用户的需求。
扫地机器人的设计方案
-产品性能：打造一款高效率、低噪音、易操作的扫地机器人。
-用户体验：提升用户家庭清洁体验，减轻家务负担。
-市场反馈：获得良好的市场口碑，增强品牌影响力。
-社会效益：推动智能家居产业发展，促进环保节能。
本设计方案旨在为扫地机器人的研发提供全面、系统的指导，确保产品在设计、生产和销售过程中的合法合规性，同时注重用户体验和技术创新，以满足市场需求，为社会创造价值。
（2）清扫效率：每小时清扫面积不低于30平方米，提高清洁效果。
（3）电池容量：电池容量不低于2000mAh，保证续航能力。
（4）噪音控制：工作噪音不超过50分贝，降低对用户的影响。
（5）产品尺寸：合理控制产品尺寸，便于存放和操作。
3.设计要点
（1）外观设计：采用简约、时尚的外观设计，符合现代家庭审美需求。
-人机交互：界面简洁，操作直观，支持手机APP控制。修成本。
4.合法合规性
-认证要求：产品需通过CCC、CE等国内外认证，确保质量与安全。
-法律法规：遵循GB/T等国家或行业标准，保障产品设计合法合规。
四、项目实施步骤
1.市场调研：深入了解用户需求，分析竞争对手，确定产品定位。
本设计方案旨在为扫地机器人的研发提供参考，具体实施过程中需根据实际情况进行调整和优化。在项目实施过程中，严格遵守国家法律法规，确保产品设计、生产、销售、售后服务等环节合法合规，为用户带来更好的体验。
第2篇
扫地机器人的设计方案
一、项目概述
随着智能家居市场的快速扩张，扫地机器人作为家庭自动化清洁设备的代表，正逐渐成为现代家庭生活的标配。本设计方案旨在制定一款符合法律法规、技术先进、用户友好的扫地机器人，以满足市场需求，提升消费者生活品质。
扫地机器人方案
扫地机器人方案扫地机器人方案随着科技的不断发展，扫地机器人已经越来越多地进入人们的生活，并成为了家庭清洁的得力助手。
针对扫地机器人方案的设计，主要要考虑到机器人的清洁效果、运行效率、智能程度以及用户体验等方面。
首先，机器人的清洁效果是设计方案的重点之一。
机器人应具备高效的清洁能力，能够对地面进行全面彻底的清洁，不仅能清除尘土和杂物，还要能够有效地吸附和消除细菌、病毒等有害物质。
此外，机器人的清洁过程中要注意避免二次污染，例如通过合理设计吸尘和垃圾收集系统，以及具备自动清洁过滤器等功能。
其次，机器人的运行效率也是一个重要方面。
机器人应当具备高速而稳定的移动能力，能够迅速准确地识别并清扫地面上的杂物。
同时，机器人还应具备自主充电和智能避障等功能，以保证长时间的连续工作，并且能够自主规划和执行清洁任务。
此外，机器人还应具备智能调度系统，能够根据用户需求和实际情况，合理安排清洁任务和时间。
再次，机器人的智能程度也是设计方案需要考虑的重要因素。
机器人应具备人工智能和感知能力，能够通过图像识别、物体定位等技术，准确判断清洁区域的大小和地形状况，并根据这些信息来制定清洁路线和方式。
机器人还应具备学习和适应能力，能够通过不断学习和自我调整，提升清洁效果和运行效率。
最后，机器人的用户体验也是一个重要的考虑因素。
机器人应具备简单易用的操作界面和交互方式，使用户能够方便快捷地进行设置和控制。
此外，机器人还应具备语音识别和语音交互等功能，能够根据用户的指令和需求来执行清洁任务。
同时，机器人还应具备远程控制和手机App等功能，让用户能够随时随地监控和控制机器人的工作情况。
综上所述，扫地机器人方案的设计应注重清洁效果、运行效率、智能程度和用户体验等方面。
只有在这些方面都能够得到兼顾和满足的情况下，才能打造出一款能够真正满足人们生活需求的扫地机器人。
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扫地机器人（自动打扫机）的设计方案1.绪论随着现代社会生活节奏的加快，人们或忙于工作，或享受生活，时间越来越宝贵，所以不会把它浪费在整理家务和打扫卫生方面。
收入水平的不断提高使得人们对生活质量的要求越来越高，高品质的生活首先要保证居住环境的干净卫生，因此大家渴望找到一种机器人，能够智能的打扫房间卫生。
机器人作为人类20世纪最伟大的发明之一，在短短的几十年内发生了日新月异的变化。
近几年机器人已成为高技术领域内具有代表性的战略目标。
机器人技术的出现和发展，不但使传统的工业生产面貌发生根本性变化，而且将对人类社会产生深远的影响。
随着社会生产技术的飞速发展，机器人的应用领域不断扩展。
从自动化生产线到海洋资源的探索，乃至太空作业等领域，机器人可谓无所不在。
目前机器人已经走进人们的生活与工作，机器人已经在很多的领域代替着人类的劳动，发挥着越来越重要的作用，人们已经离不开机器人的帮助。
机器人工程是一门复杂的学科，它集工程力学、机械制造、电子技术、技术科学、自动控制等为一体。
目前对机器人的研究已经呈现出专业化和系统化，一些信息学、电子学方面的先进技术正越来越多地应用于机器人领域。
目前机器人行业的发展与30年前的电脑行业极为相似。
今天在汽车装配线上忙碌的一线机器人，正是当年大型计算机的翻版。
而机器人行业的利基产品也同样种类繁多，比如协助医生进行外科手术的机械臂、在伊拉克和阿富汗战场上负责排除路边炸弹的侦查机器人、以及通过编译程序使其能做整套表演动作的舞蹈机器人，还有不少参考人、狗、恐龙等动物的模样制造机器人玩具。
扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。
一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。
一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。
扫地机器人也是当下比较流行的一种机器人，随着不断的研究发展智能化大幅度提高，能够自我定位、感应障碍物、规划路径以及自动充电。
2.扫地机器人的技术指标综合考虑经济型和先进性的原则，参考淘宝网在售产品，我选择了一款扫地机器人以作对比，实物如图2.1所示。
该产品采用革命性清扫系统，真空龙卷大吸力（普通机器人的5倍），无毛刷设计，首创滚筒吸取器，将适配器与座充合二为一（简约、美观而且不占空间），零部件高度模块化，可自由拆卸更换，垃圾盒、独立滤网仓方便抽取和清理。
图2.1 扫地机器人实物仰视图其技术指标如下所示：适用面积(m2) 150 根据家居环境而定额定电压(v) 220额定功率(w) 33最大功率(w) 33产品重量(kg) 3.8产品尺寸(mm) 353*92包装尺寸(mm) 483*546*127环境类型干用过滤级别医疗级别噪音（db) ＜67集尘容量（L) 0.6充电类型自动充电控制方式遥控充电时间3小时连续使用时间2小时自动充电支持液晶屏有虚拟墙支持定时预约定时一次自救功能支持静音级别常规拖地功能不支持双充模式支持自动清扫模式支持灰尘识别感应器支持延边清扫功能支持面积调节功能支持3.扫地机器人的总体方案3.1定位方案航迹推算是一种应用广泛的定位方法。
该方法无需外部探测器获取信息即可实现对移动机器人位移和方向的测算，并且能够在一定时间内保证很高的定位精度。
航迹推算定位技术的关键是测量出移动机器人在一个较短单位时间间隔的运动距离，以及在这段时间内移动机器人航向转过的角度。
陀螺仪和加速度传感器是常用的测量角速度和加速度的工具，对加速度和角速度进行二重积分，即可解出机器人移动的距离以及转过的角度，再根据航迹推算的基本算法，与初始位置进行相对计算，求得移动机器人的位坐标，这就是基于惯性器件的航迹推算定位法。
这种方法具有自参自测的优点，即无需外部信息即可自己测量自己的运动参数。
但是随工作时间的推移，积分运算误差和定时系统时差造成的误差将会逐渐累进。
因此惯性传感器不适于长时间的精确定位。
智能扫地机器人的在室内的运动可以近似看做在地平面上的二维运动，机器人的起始位置和所有时刻的位移如果已知，则可以通过起始位置上对每一个时间间隔的位移向量求和就可以计算机器人的位置，即机器人航迹推算定位的基本原理。
针对智能扫地机器人而言，航迹推算是性价比最高的定位方法。
无需外向型传感器在造价上迎合了市场，而单次执行打扫任务的持续时间一般不会超过一个小时，累进误差限定在一个可以接受的范围。
本文设计的智能扫地机器人定位系统采用航迹推算方法。
与其他方案相比其优势在于以下几点：定位功能实现不需要借助外部传感器，定位稳定性不引入外界因素；理论上不存在定位盲区，适合清扫任务的复杂地形；累进误差是在时间上的累加，清扫任务每次时间不会超过45分钟，误差控制在可以接受的范围内；节省硬件成本，有利于控制产品价格或者增厚利润。
3.2路径规划方案机器人路径规划是指根据已知条件和限定条件，规划一条满足任务要求的安全、有效、可行的路径。
具体到智能扫地机器人，已知条件是传感器感知的外界参数，限制条件即室内活动范围，任务要求机器人以低重复率遍历环境中全部非障碍区，满足这种任务要求的路径规划也称全覆盖路径规划。
覆盖路径规划不仅在智能扫地机器人领域有所应用，在油漆喷涂、操场除草、路面铺沥青、智能犁地甚至战场排雷、海底探测诸多涉及“全覆盖”概念的军民技术都有重要意义。
与路径规划概念相对的还有随机路径行进，即指机器人以随机尝试的方式覆盖空间，当然效率和质量不如规划方法。
随机路径和规划路径应用场合区别在于是否对周围环境已知，如果不能建立环境地图，就无法进行规划，就只能采用随机路径。
故而环境地图建立也是路径规划的一个必要前提。
虽然机器人路径规划已经得到了多领域长时间的关注，但是至今智能扫地机器人仍没有最佳的路径规划方案。
这是由于智能扫地机器人的应用环境特点决定的:环境的不确定性，即大部分区域为静态，局部地区为动态。
这样要求机器人在规划绕过障碍的前提下，还有自主避障的能力。
目前关于智能扫地机器人的全覆盖规划方法多种多样，各有优劣，主要的方法可以分为:随机覆盖法、单元域分割法、模板匹配法、神经网络法等。
随机覆盖法是目前中低档智能扫地机器采用的主要逻辑。
所谓随机覆盖法，并非是指机器人毫无章法的在地板上随机移动，换言之在工程操作中“随机”也是一个难以达到要求，随机覆盖法是指机器人根据简单的移动逻辑，如三角形、五边形轨迹尝试性的覆盖作业区，如果遇到障碍，则执行对应的转向函数。
这种方法是一种以时间换空间的低成本策略，如不计时间可以达100%覆盖率。
它无需了解整个作业区全貌，也不用依赖过多的传感器，处理器运算量也很小，是一种性价比很高的方案。
但是，随机覆盖算法因为策略简单，面对复杂地形经常出现BUG，造成机器人陷入死区，即在某个区域来回打转。
单元域分割法顾名思义，即是将整个作业区根据尺寸和障碍物位置等地形特征分割为若干不重合的单元域，在每个单元域内单独执行覆盖规划，最后按照最优逻辑顺序链接各个区块的方法。
分割策略是单元域分割法的第一个关键，最理想状态即是所有障碍物均处在单元域的边界，这样在单元域的中心可以进行高效的连续覆盖。
实际应用中一般都以单独房间或明显具有封闭性的区域为一个单元域，单元域的尺寸过大或者过小都没有意义。
单元域法的第二关键即是各个单元域的链接。
一个单元域完成覆盖后，如果只有一个单元域相邻，则以其为下一个覆盖作业目标，如果有多个单元域则按照一定逻辑判选下一单元，如没有未覆盖的单元域则返回上一单元域直至有未覆盖的子单元域。
这种方法针对一些多房间的场合效果最好，对于连续空间也可以提升运算速度。
本文设计的扫地机器人路径规划方面采用随机覆盖法和单元区域分割法相结合的形式。
随机覆盖法是本机器人路径规划的方法之一，主要原因有如下诸点:(1)随机覆盖法原理简单易于实现;(2)不会对硬件和软件上增加额外的负担;(3)在定位失效的情况下，通过冗余的覆盖依旧可以完成任务;(4)智能选择随机覆盖法的基本移动逻辑可以实现适应性更强的覆盖法。
单元区域分割法亦是本机器人路径规划方法之一，主要原因有如下诸点:(1)室内清扫任务区域性特征突出适合单元区域分割法;(2)单元区域分割可以减少规划任务量，化整为零减少软件的缓存压力;(3)单元区的分割策略可以根据智能识别技术，也可以根据模板比对;(4)单元区内部以智能随机覆盖法清扫，单元区之间以“一笔画”问题模型实现。
3.3地图建立方案地图建立的备选方案有:拓扑地图、特征地图、栅格地图。
栅格地图作为本机器人的地图建立方案，主要原因有如下诸点：(1)栅格适合数字化，便于与规划算法程序结合；(2)栅格地图存储的地形信息全面，为路径规划提供足够数据；(3)栅格化地图便于局部更新修改。
拓扑地图不适合选作本机器人地图建立方案，主要因为拓扑地图包含信息量过于简略不能满足路径规划的基本需要。
特征地图不适合选作本机器人地图建立方案，主要因为特征地图包含的特征信息与智能扫地机器人路径规划需要的数据不对口。
4.扫地机器人的具体设计4.1机械结构图4.1 扫地机器人俯视图使用SolidWorks 2013绘制了扫地机器人装配体，它采用圆饼形设计（如图4.1所示），最大限度的减小运动路径所占面积，保证能够清洁一些狭窄的角落；采用较高强度的塑料外壳，既减小了自身的重量又具有防碰撞和跌落的特性。
运动部分采用三轮结构（如图4.2所示），保证了机身的稳定性，后轮为一个万向轮，前轮为两个差动驱动轮，有两个直流电机驱动，电机配套有光电编码器。
通过改变电机驱动芯片的控制线，实现驱动轮的调速，从而实现执行和任意角度转向操作。
图4.2 扫地机器人仰视图清洁方面有一对表面覆盖虚实胎纹的滚筒（如图4.3所示）和无毛刷结构（如图4.4所示）组成，采用抽吸和滚扫相结合的清扫方式。
图4.3 防缠绕吸取器一对表面覆盖虚实胎纹的滚筒，一路对向高速转动；软胶富足的弹性零距离贴地旋转，保持真空态势；每一个胎面虚实胎纹交错，实纹巧妙的设计成150度菱形胎纹，专攻顽固污物，刮取、震碎、虚纹趁势连根拔起，高效马达与真空气流增强系统协同发力。
摒弃传统滚刷设计，采用滚筒吸取器。
高档耐磨橡胶材质，锯齿状胎面设计，高速旋转的同时可强力分解碎屑，斩断毛发，彻底解决缠绕难题。
杜绝传统吸尘口吸力多处散失弊端，完全密封通道设计。
可加速气流通吸取器，直达垃圾盒，最大限度减少吸力散失。
全新定制的大功率吸尘马达，全面提高吸尘动力，优化清扫效率。
无毛刷结构可以最大限度的增加清洁周期，只需3-4个月清理一次。
图4.4 无毛刷结构4.2 电机驱动电路图4.5 电机驱动电路原理图电机驱动电路如图4.5所示，其核心是一片ST公司的专用电机驱动ICL298N。