基于单片机的楼道清洁机器人控制系统设计

设计一种基于单片机的楼道清洁机器人控制系统,该系统由STM32F103VET单片机、光电传感器模块、电机驱动模块和电子罗盘模块等部分组成。光电传感器采集地面和楼梯信息;单片机分析信息并控制电机驱动模块,驱动直流电机实现机器人动作;电子罗盘调整机器人方向,方便机器人转弯。实验证明,该系统可实现楼道清洁机器人的智能路径识别、避障、上下楼及清扫功能,性能稳定可靠,可以很好地适用于人们枯燥繁重的楼梯清洁工作。     

箱体式楼梯清洁机器人的结构与控制系统设计

楼梯清洁对于清洁机器人而言是一项较为复杂的任务,现有的楼梯清洁机器人虽可实现基本的爬楼与清洁任务,但存在清洁范围有限、效率低等问题。针对这一现状,设计了箱体式楼梯清洁机器人的结构与控制系统。这一楼梯清洁机器人以导轨配合齿轮、齿条的方式实现上下楼梯,同时配以质心调节机构,用竖直安放的舵机与带有轮子的电机支架连接,使轮子可在原地转向。在前工作箱体前方和左右两侧装设超声测距模块,基于单片机实现楼梯清洁机器人的运动控制。所设计的箱体式楼梯清洁机器人可以自动上下楼梯,并在狭小空间内原地转向,进而快速完成楼梯清洁任务。     

基于Pro/E的多功能楼梯清洁机的设计

设计了一种多功能楼梯清洁机,可以对楼道和楼梯进行清洁,改变了传统清洁机单一平地清洁的工作模式。采用快速插装方式实现楼梯与楼道清洁的转换,上下楼梯通过丝杠升降机构实现。结果表明,该装置可以实现尘推和本体的简单快速装卸,楼梯清洁操作简便、省力,可实现楼梯吸尘和拖地清洁的速度为每小时500 m~2,对于降低楼宇清洁的工作强度效果明显。     

一种自动爬楼运输车

设计了一种自动爬楼运输车,其特征是将水平行走运动与升降运动分开,水平行走由伺服电动机通过滚珠丝杠带动载物台实现,升降运动由电动推杆的伸缩实现,行走运动与升降运动交替进行。其中,水平行走与升降运动均由3条腿支撑完成,利用三角形的稳定性保持整个机构在水平面内稳定牢固。在爬楼过程中,载物台始终呈水平状态,运送的物品不会因倾斜而滑落。整个装置由单片机控制伺服电动机与电动推杆协调运动,从而完成爬楼动作。     

一种新型的爬楼梯机器人

研制了一种利用平行四边形变形特点,实现上下楼梯功能的机器人,用于楼道、墙面自动吸尘器。该机器人结构紧凑、体积小、重量轻、操作方便,爬楼梯速度快、平稳可靠,采用单片机控制系统,用以协调整个系统的行走、转向等动作,实现全工作过程的自动化。实验结果验证平行四边形机构机器人具有较强的越障能力和路面适应能力。     

楼梯及地面扫拖一体机器人设计与研究

针对目前大部分扫拖机器人没有楼梯清洁功能的问题,设计了一种楼梯及地面扫拖机一体机器人.该机器人设置了3个高度可相对运动的模块,其中一侧模块采用吸尘方式实现扫地功能,另一侧模块基于中心对称的曲柄滑块机构设计完成拖地功能,中间模块基于皮带轮传动完成对两侧模块的升降功能,以实现机器人顺利攀爬楼梯.对机器人使用的电机进行计算并选型,然后采用有限元分析法对机器人的关键部件进行了强度和刚度校核,分析结果表明,所设计的机器人结构可满足使用要求.最后对该机器人进行了清洁试验,结果表明其能够平稳完成楼梯及地面扫拖任务,实现有效清洁,节约人力资源,改善生活卫生状况.     

轮组式爬楼机器人的设计与实现

爬楼机器人是一种能适应多种参数楼梯及复杂障碍的移动式机器人。本设计通过轮组交替变换的方式实现机器人的爬楼功能,系统应用无线远程控制模式,采用PWM调速实现机器人的行进控制,通过步进电机驱动实现爬楼和越障功能。本文完成了对爬楼机器人的硬件系统和软件控制程序设计,并通过实物验证了设计方案的可行性和实用性。     

楼梯清洁机器人从休息平台到下楼过渡方法的研究

楼梯清洁机器人面向实际应用需解决最关键的问题之一是机器人在休息平台需走多久才决定下楼。针对该问题,研究发现机器人经过较多次对往下楼梯的探空,休息平台的清扫覆盖率已达到保证,此时机器人可以下楼。为此通过计算机仿真,采用随机路径规划清扫,以探空次数作为参数,分析探空次数与机器人在休息平台内清扫覆盖率的关系。仿真结果表明,清扫覆盖率与机器人探空次数呈指数型分布,并且与楼梯尺寸存在一定关系,并最终建立了覆盖率的数学模型,给出了最佳的探空次数,当机器人探空到该次数,便可下楼,实现从平台遍历到下楼的过渡。该方法成本低廉,为楼层清扫的连续性奠定了基础,有利于将成果推向实际应用。     

新型清扫车的设计

新型清扫车是一种结构简单、清洁环保的清扫工具。该清扫车无须喷水即可达到除尘目的,人力驱动即可。它主要通过清扫机构、间歇性抛碴滑道升降机构、除尘机构三种机构配合工作,实现对垃圾的清扫、撮集、除尘的全部清扫过程。     

机械式助教机器人的设计

针对目前课堂师生沟通交流过少、信息传达不便、教学质量欠佳等问题,基于机电一体化的理念,设计出一种机械式助教机器人。该机器人可实现传授知识、搜集信息和机械设备的相互转化。综合应用复合铰链机构、演示台升降机构和桌面伸缩机构,实现移动多媒体、变形讲桌、移动3D演示台的相互转化。同时以SolidWorks为设计平台完成虚拟样机的参数化设计,利用Matlab优化设计出桌面伸缩机构的相关参数,通过ADAMS对演示台升降机构进行动力学仿真分析和模态分析,验证了该机构设计的合理性和功能实现的可行性。