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1、青岛黄海职业学院青岛黄海职业学院 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文） 设计设计(论文论文)题目：全自动吸尘器题目：全自动吸尘器 姓姓 名名 靳帅靳帅 学学 号号 029408302038 系系 部部 机电工程系机电工程系 专专 业业 机电一体化机电一体化 年年 级级 2007 级级 指导教师指导教师 2010 年年 10 月月 28 日日 II 摘要 全自动吸尘器将移动机器人技术和吸尘器技术有机地融合起来,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重视。作为 智能移动机器人的一个特殊应用,从技术层面上讲,智能化自主式吸尘器比较具体地体
2、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。 利用了超声波测距的原理，通过向前进方向发射超声波脉冲，并接收相应的返回声波脉 冲，对墙壁等进行判断；通过以单片机为核心的控制器实现对超声发射和接收的选通控制， 并在处理返回脉冲信号的基础上加以判断，选定相应的控制策略；通过驱动器驱动两步进电 机，带动驱动轮，从而实现行走转向等功能；通过红外线热释电传感器对人的活动进行检测， 减少人对吸尘器行走的影响。在吸尘器行走的同时，由其自身携带
3、的小型吸尘部件，对经过 的地面进行必要的吸尘清扫。当吸尘器电力不足时，它会自动寻找充电插头上发射的红外线， 找到充电后其尾部的松耦合变压器靠近插头实现充电。当蓄电池的电充满后自动返回未完成 的任务。 关键词关键词: : 单片机 超声波传感器 电子罗盘 红外线热释电传感器 松耦合变压器 步进电机 III Abstract Automatic cleaner mobile robot technology and vacuum technology organically fuses and realize the indoor environment (ground) or automatic,
4、 semi-automatic cleaning to replace the traditional manual cleaning work hard at home and abroad in recent years, the research has been seriously. As intelligent mobile robot is a special applications, technically speaking, intelligence autonomous cleaner is concretely embodies the key techniques of
5、 the mobile robot, strong representation. From the Angle of market prospect, independent cleaner will greatly reduce the labor intensity, improve work efficiency, suitable for family and public venues indoor cleaning. So the development of independent intelligent cleaner is challenging, and research
6、 on the broad market prospect. Using the principle of the ultrasonic ranging, through the forward direction, and receive launch ultrasonic pulse corresponding returns on wall, sonic pulse judgment; etc. Through the controller based on singlechip of ultrasonic transmission and reception for the contr
7、ol and processing in the back pulse signal, selected based on the corresponding control strategy, Through the actuator two stepper motor driving wheel drive, walking, so as to achieve the function such as steering, Pyroelectric infrared sensors through to peoples activities, reduce the influence of
8、vacuum cleaner to walk. While walking in the vacuum cleaner, by its own small parts, and carry on the dust of the ground through the necessary dust cleaning. When the vacuum cleaner power shortage, it will be looking for charging plug the ir, find the charging its tail loose coupling transformer nea
9、r the plug realize charging. When the battery electric full automatic return after the unfinished tasks. KeywordsKeywords : : SCM Ultrasonic sensors Electronic compass Heat-releasing infrared sensors Loose coupling transformer Stepping motor 1 目 录 第一章第一章 绪论绪论 .1 1 1.1 全自动家用吸尘器简介.1 1.1.1 全自动吸尘器的原理.1
10、1.1.2 全自动吸尘器的分类 .2 1.1.3 全自动吸尘器的发展前景.3 1.1.4 全自动吸尘器的研究目的与意义.3 第二章第二章 全自动吸尘器控制部分设计全自动吸尘器控制部分设计 .5 5 2.1 单片机的由来.5 2.2 单片机硬件结构和开发过程.5 2.2.1 单片机的引脚功能.5 2.3 超声波传感器的原理及性能.7 2.4 红外线热释电传感器的原理及性能.9 2.5 整个控制系统的组成及工作原理.10 第三章第三章 全自动吸尘器结构的设计全自动吸尘器结构的设计 .1212 3.1 全自动吸尘器外壳结构设计.12 2 3.2 全自动能吸尘器吸尘部位结构设计.13 3.3 全自动吸
11、尘器行走部位结构设计.14 3.3.1 全自动吸尘器主要参数计算.14 3.3.2 轴的结构设计.15 3.3.3 轴的强度校核.17 第四章 电源及驱动电路的设计 .19 4.1 供电电源的设计.19 4.2 移动机器人自动充电技术.20 4.3 非接触感应能量传输系统中松耦合变压器.26 4.4 步进电机的原理及驱动电路.29 4.4.1 步进电机的原理.29 4.4.2 步进电机的特性.31 4.4.3 步进电机的驱动.32 第五章 电动风机的工作原理及驱动 .34 5.1 电动风机的工作原理.34 5.2 电动风机的特性及驱动电路.34 3 第六章第六章 全自动吸尘器控制系统的软件编制全自动吸尘器控制系统的软件编制 .3737 6.1 全自动尘器工作过程分析.37 6.2 步进电机的脉冲信号.37 6.3 发声器的脉冲信号.39 6.4 系统的总体控制流程 .40 第七章第七章 全自动吸尘器的技术经济分析全自动吸尘器的技术经济分析 .4141 结结 论论 .
