扫地机器人结构及控制系统设计 自动清扫机器人是当今服务机器人领域一个热门的研究方向。从理论和技术上讲，自动清扫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，从市场前景角度讲，自动清扫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。因此开发自动清扫机器人既具有科研上的挑战性又具有广阔的市场前景。 家用智能清扫机，包括计算机、传感器、电机与动力传动机构、电源、吸尘器、电源开关、操作电位计等，在清扫机的顶部共设有三个超声波距离传感器；清扫机底部前方边沿安装有5个接近开关，接近开关与超声波距离传感器一起，构成清扫机测距系统；清扫机装有两台直流电机；在清扫机的底部安装有吸尘器机构。自动清扫机器人的功能是自动完成房间空旷地面尤其是家居空旷地面的清扫除尘任务，打扫前，要把房间里的物体紧 靠 四 周 墙 壁 ，腾 出 空旷地面。清扫机完成的主 要功能： 能自动走 遍 所以 可 进 入 的房间，可 以 自动清扫吸尘，可 在遥 控和手 控状 态 下 清扫吸尘。 本 文 所介 绍 的自动清扫机器人的总 体布 局 方案 如 图1所示 ，前后 两轮 为 万 向轮 ，左 右 两轮 为 驱 动轮 。驱 动轮 设计采 用两轮 独 立 且 各 由 两台步 进 电动机驱 动的转 向方式 ，通 过 控制左右 两轮 的速 度差 来 实 现转 向。考 虑 到 机器人实 际 应 用的实 用性，本 驱 动系统设计成一个独 立的可 方便 替 换 的模 块 ，当机器人驱 动系统发生 故 障 时 ，只 需 简 单 步 骤 就 可 以 对 驱 动部分 进 行替 换 。同 时 为 了机器人能够 灵 活 的运 动，从动轮 选 用万 向轮 。 下 图为 自动清扫机的三维 立 体图： 自动清扫机器人车箱体采用框架式结构。从下至上分隔成三个空间：第一层装配各运动部件的驱动电机、传动机构；第二层为垃圾存储空间；第三层装配机器人控制系统、接线板、电源电池、开关等。 自动清扫机器人控制系统硬件主要是以单片机 AT89C51 作为核心，辅助其外围电路、电机驱动电路、传感器检测电路以及红外遥控电路等，各模块在单片机的控制下，相互协调工作，保证自动清扫机器人各种功能的实现。该控制系统框图如图 2 所示。传感器在清扫机器人上的布置如图下所示，图中红色的圆点代表六个红外传感器的位置。 下图为清...
