文档介绍：扫地机器人传感器设计
传感器与检测技术设计
姓名:徐雷
班级:电信12-1班
学号:1206110123
1. 扫地机器人扫地机器人,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。本设计扫地机器人采用刷扫吸尘方式,机身为无线机器,以圆盘型为主,使用充电电池运作,操作方式使用遥控器、或是按机器上的操作面板相应按钮。本次设计的扫地机器人可设定时间预约打扫,自行充电。前方设置超声破测距传感器,可侦测障碍物,如碰到墙壁或其他障碍物,会自行转弯,从室内边沿开始走矩形路线,有规划清扫地区。下面来介绍一下其所需的传感器类型,数量及实现功能。
2. 智能扫地机器人所需传感器类型及个数:
(1) 防撞传感器(超声波测距传感器ZH5430):3个。
(2) 防跌传感器(超声波测距传感器ZH5430):3个。
(3) 防过热传感器(温度传感器DS18B20):2个。
(4) 床底深度清扫(光敏传感器CDS-3):8个。
(5) 灰尘盒防满传感器(介质型电容传感器ZCS1100):2个。
(6) 低电量自动返回充电功能(红外线传感器RB-03T005):2个。
(7) 边缘检测传感器(光电边缘检测传感器PBZ-CL007V):2个。
(8) 遥控器控制功能(红外线传感器RB-03T005):4个。
3. 功能
. 防撞传感器扫地机器人内部安装三个超声波测距传感器,用来检测扫地机器人行进路线上是否有障碍物。超声波测距传感器安装位置如图3-1所示。
扫地机器人顶部
右左
图3-1防撞传感器设计图
超声波传感器原理:超声波是一种一定频率范围的声波。它具有在同种媒质中以恒定速率传播的特性,而在不同媒质的界面处,会产生反射现象。利用这一特性,就可以根据测量发射波与反射波之间的时间间隔,从而达到测量距离的作用。避障功能的实现正是利用了这一超声波测距的原理,当前方有障碍物时,通过超声波测量与其距离,根据信号的幅值大小,也可以初步确定障碍物的大小。当测量距离小于限定值时向控制器发送信号,控制器控制扫地机器人进行转向。由此可避免与家具等物品发生碰撞,从而避免损坏相应物品。
. 智能行进路线
本设计扫地机器人采用往返式路径规划方法,家中摆放有不少的家具,那么扫地机器人如何避开这些家具对家里进行整体的打扫呢。就用到防碰撞功能里的6个超声波传感器,可通过超声波测距传感器的信息来判断它
放置于墙边还是房屋中间。在房屋中间,则先设为它沿某一方向运动到靠近墙边的某一点。机器入就可从墙边的某一点开始,按逆时针方向绕墙运动一周,先对室内墙边地面进行一次预清扫。扫地机器人在绕完一圈后再向左或向右行走到墙壁的最左端,以此来作为它清挡路径的起始点,正式开始清扫,每快遇到墙时便运动路线的水平方向平一些距离,转向继续行进。当遇到障碍物时先绕其一周回到原位置在继续往返清扫。这样既可对室内进行无死角的整体清扫了。路线示意图如图3-2所示。
图3-2行进路线示意图
. 防跌落
为了防止扫地机器人遇到台阶时跌落,在扫地机器人背面安装3个防跌落传感器。防跌