智能自动拖地、洒水、烘干、吸尘一体机设计与研究

[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。

[关键词]扫地机器人，单片机，环境识别，路径规划

中图分类号：TH 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）35-0052-01

一.引言

自动扫地机器人是当今服务机器人领域的研究热点。从理论和技术上来讲，自动扫地机器人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；从市场前景上讲，自动扫地机器人将大大降低劳动强度，提高劳动效率，适用于宾馆、酒店、图书馆、办公场所和大众家庭。因此开发自动扫地机器人既具有科研上的挑战性又具有广阔的市场前景。

二.研究现状

自从1904年英国人发明了第一台扫地机，至今为止扫地机的发展历史已有近百年。而后日本、美国、德国、英国等国家就开始了扫地机的批量生产。目前，国外先进的扫地机都在不断地提高智能水平。

吸扫式小型扫地机是目前国内外应用最为广泛的小型扫地机品种，通常有盘型刷和风机、风管道、吸尘嘴等部分。盘刷的设置加强了对马路边沟的清扫，增加了清扫宽度。盘型刷将侧面的垃圾扫到吸尘嘴的工作区域，再由吸尘系统将垃圾吸入机内的垃圾箱。吸扫式小型扫地机适合于任何道路环境的清扫，对污物、尘土都有很好的清扫效果，工作效率高。智能化扫地机不仅给企业带来巨大的经济效益，同时也产生了显著的社会效益。

三.驱动系统

采用手柄遥控电力驱动系统。主要通过电力驱动马达主机系统，由电动机、固定速比减速器和差速器等构成的电动机中央驱动系统，这种驱动系统中，由于没有离合器和变速器，因此可以减少机械传动装置的体积和质量；另一种电动机中央驱动系统，它与前轮驱动横向牵制发动机的燃油汽车的布置形式相似，将电动机、固定速比减速器和差速器集成一体，两根半轴连接两个驱动车轮，手柄中距离遥控。从而控制机体前进后退方向。

四.遥控系统

首先初始化，然后遥控器按下一个按键（例如：前进键）。接着遥控器里的芯片将红外编码调制成脉冲信号通过红外发射二极管发射红外编码。红外接收器接收到信号时，输出信号并直接传送给单片机。经过单片机处理后，输出信号给电机驱动模块的芯片，从而使机体的两个后轮转动（图1）。

五.吸尘系统

采用开关控制电力驱动，可充电。也就是讲吸尘装置的电瓶充电后打开开关即可自动吸尘，类似于一个吸尘器。吸尘器能除尘，主要在于它的“头部”装有一个电动抽风机，通过电动机的高速旋转，在主机内形成真空，在吸力和压力的作用下，空气高速排出而风机前端吸尘部分的空气不断地补充风机中的空气，致使吸尘器内部产生瞬时真空，和外界大气压形成负压差，从而吸尘（图2）。

六.烘干系统

采用单片机智能烘干系统，由风机，发热体，制冷片等装置组成。可控制吹热风或冷风。采用电力驱动，开关控制。双循环热风的热量不断地蒸发物料的水分，并不断地得到补充，可以准确保持设定的工作温度；同时用含水低的环境空气替换含水高的烤房内湿气，达到排湿干燥的目的。自动湿度控制下的排湿量等于物料蒸发的水量。准确维持设定的最佳烘调湿度（干湿温度差）。使用本烤房，可以使室内空气洁净，无烟气污染，升温均匀、快速，直接设定湿度控制脱水量，能有效避免烘烤时的温湿度不准确的问题（图3）。

七.洒水拖地装置

采用简易洒水拖地装置，简单实用，降低制造成本，利用机体移动动力推动拖地装置。此项装置由传感器，主控箱，电磁阀，供水管路等组成。放炮时自动洒水降尘。原理是：传感器收到放炮声响，将声信号转换成电信号，送入主控器，经电压比较鉴别，输出信号经延时电路推动电磁阀工作，进行喷水。

八.总结

智能清扫小车以四驱小车为基座，两侧置马达带动清洁毛刷，前置推斗盛放垃圾，外置遥控器显示屏可手动触摸设置需清扫区域，可定时清扫并实现清扫完毕后自动清除垃圾，后归位。智能清扫小车可以对地面进行自动清洁，包括清扫，吸尘，紫外线消毒；对火灾进行及时发现，并且进行快速报警；对房间分区域设置定时打扫，按需打扫。智能地面清洁，实现自动启动，定时清洁，远距离智能遥控。智能清洁小车使用简单，节能环保，自动智能，实时方便，具有广阔的市场前景。

参考文献

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