主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 贵州大学     

基本信息

项目名称:
低碳智能清洁机器人
小类:
机械与控制
简介:
低碳智能清洁机器人结合了传感器、移动机器人技术等多个领域的关键技术,实现室内环境(地面)的半自动或全自动清洁,替代了传统的人工清洁工作。主控器选择STC89C52单片机,系统功能强、性价比高,结构简单,操作方便,完全满足控制功能的要求。本设计还充分考虑低碳生活引领时尚的理念,主要采用太阳能板充电(辅助以常电充电),大大实现了清洁能源在家用机器人方面的应用,这也是本设计的一大创新亮点。
详细介绍:
本说明首先综述了清洁机器人的国内外研究现状,在综合比较了国内外多种典型产品的基础上,提出适合中低端用户使用的清洁机器人整体设计方案。低碳智能清洁机器人系统是实现智能清扫的功能,本说明介绍了清扫机器人的组成部分,以及相关硬件电路的实现方法。考虑到存储、接口资源, 低功耗,抗干扰能力强及可靠性能等,主控器选择了STC公司的STC89C52单片机,所构成的单片机应用系统功能强、性价比高,结构简单,操作方便,完全满足控制功能的要求。同时说明了超声波传感器,里程检测,碰撞检测,无线遥控,毛刷电机、主动轮驱动电机等控制原理。在软件设计方面,软件有无线控制部分与程序控制部分共同组成,程序控制部分是由使用者通过无线遥控装置进行初始化;在程序控制部分,包括避障算法与PID算法等;软件部分还实现了主控程序及时钟设定、无线遥控装置、超声波、霍尔、碰撞传感器检测等子程序。在电源部分采用的是12V镍铬蓄电池,在充分考虑低碳生活引领时尚的理念之后,特将电池充电主要通过太阳能板进行,当然也辅助以常电充电(避免阴天太阳能板不能正常工作),大大实现了清洁能源在家用机器人方面的应用,也是本设计的一大创新亮点。最后,将机器人的全部功能整合进行联合调试。

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

目的:室内地面清扫是一项枯燥乏味的重复性劳动,浪费了大量有效时间,工作效率不高。为了降低普通大众居民日常家务劳动强度、提高劳动效率,从而使人们获得更多可自由支配的时间从事其他工作,提出了该设计构想。 设计一种可以即可无线遥控,又可根据设定路径进行清洁室内环境的机器人,在自主清洁的过程中,是按照人工设定的清洁路径进行的,并且可以躲避位置的障碍,继续清扫。 创新点:无线控制,自主清理,躲避障碍,切换使用工具。 技术关键:传感技术,无线通信技术,路径选择方法。

科学性、先进性

室内清洁机器人将移动机器人技术和吸尘技术有机地融合起来,集成了计算机技术、传感器技术、智能控制、移动机器人技术、机械等诸多学科技术,能够通过传感器感知外部环境信息和自身状态,在室内实现自主导航、定位,从而完成吸尘、清扫作业,实现家庭、宾馆及写字楼等室内环境的自动清洁。

获奖情况及鉴定结果

作品所处阶段

实验室阶段

技术转让方式

作品可展示的形式

实物

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

通过无线遥控使用的方法进行现场初始化,初始化完成后,可使用自动程序清扫方式,也可使用无线遥控方式清扫方式。清扫过程中,无需人为参与,可实现自动清扫。设计满足了通用性和完备性的需要,对于室内的清洁工作,操作简单方便,造价低廉。适用于家庭,宾馆以及办公楼等室内场所使用,具有广阔的市场开发空间。

同类课题研究水平概述

现在市场中已有清洁机器人出现,使用的技术有应用机器人视觉的,有采用直接遥控的,采用机器人视觉的,智能化高,但造价也高;采用直接控制的是过于繁琐。
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