智能洗涤机的设计及控制技术研究

《智能扫地机器人技术的研究与实现》篇一一、引言随着科技的发展，人们的生活质量逐渐提高，对于家庭环境的清洁卫生也提出了更高的要求。

传统的手动清洁方式已经无法满足现代人的需求，因此，智能扫地机器人技术应运而生。

智能扫地机器人以其高效、便捷的特性，逐渐成为现代家庭清洁的重要工具。

本文将详细研究智能扫地机器人技术，并探讨其实现方式。

二、智能扫地机器人技术概述智能扫地机器人技术是一种集成了计算机视觉、传感器技术、人工智能等技术的自动化清洁设备。

它能够自主导航、规划路径、识别障碍物，并完成地面的清洁工作。

智能扫地机器人技术具有以下特点：1. 自主导航：通过内置的传感器和计算机视觉技术，智能扫地机器人能够自主规划清洁路径，无需人工干预。

2. 智能识别：能够识别地面上的障碍物，如家具、电线等，避免碰撞。

3. 高效率：采用高效的吸尘和清洁技术，快速完成地面清洁。

4. 便捷性：可远程控制，实现智能化清洁。

三、智能扫地机器人技术的研究智能扫地机器人技术的研究主要涉及以下几个方面：1. 导航技术：研究如何使智能扫地机器人更准确地规划清洁路径，避免碰撞和重复清洁。

目前常用的导航技术包括激光雷达导航、视觉导航等。

2. 传感器技术：研究如何使用传感器检测地面上的障碍物和污渍，以便智能扫地机器人能够做出正确的决策。

常用的传感器包括红外线传感器、超声波传感器等。

3. 人工智能：研究如何使智能扫地机器人更智能地完成清洁工作。

通过机器学习和深度学习等技术，使智能扫地机器人能够自主学习和优化清洁策略。

四、智能扫地机器人的实现智能扫地机器人的实现主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

1. 硬件设计：主要包括电机、电池、传感器、控制器等部件。

电机和电池负责驱动智能扫地机器人运动和清洁，传感器负责检测环境和障碍物，控制器负责协调各个部件的工作。

2. 软件设计：主要包括导航算法、控制算法、机器学习算法等。

导航算法负责规划清洁路径和避免碰撞，控制算法负责协调各个部件的工作，机器学习算法使智能扫地机器人能够自主学习和优化清洁策略。

关于清洁型机器人设计原理与方法设计研究清洁机器人是目前最贴近人类的机器人，它能够代替人完成家庭地面的清理，最有可能进入千家万户成为家庭生活的一部分。

清洁机器人的研究涉及到机构学、运动学、导航和路径规划等关键科学问题，在服务机器人方面是近年来国内外学者重点研究的领域之一。

标签：清洁型；机器人；设计原理；方法1 清洁型机器人的拖地原理与工作方法1.1 清洁机器人拖地机理当需要被清洁的地面为泥土时，只需要将地面垃圾扫干净，无需对地面进行清洗。

当需要被清洁的地面由泥土变为光洁的木板、石板时，仅仅将地面上垃圾扫干净并不能满足地面清洁要求。

光洁的木板上存在的污渍无法通过清扫被去除，需要介质溶解地面污渍，然后通过抹布将地面擦干净。

由此可见，洗地技术主要是针对扫地技术无法解决的问题，但同时洗地技术对地面的要求相对较高。

清洁机器人的拖地技术源于人使用拖把拖地的传统拖地技术，但是在传统的拖地技术上提出了更加苛刻的条件，传统的拖地技术可描述为：步骤一：将拖把浸泡在水中，蘸取适当的水；步骤二：利用拖把清洗地面污渍；步骤三：拖洗一段地面后，将拖把上的污水挤掉。

一个传统拖地过程可认为是这三个步骤的循环，在拖地过程中的每一个步骤都是有人的参与，每一步骤出现问题都会得到人为控制，从而确保拖地任务能够完成。

但是如果这一过程中没有人的参与，而是由一个机器执行这些动作，往往会出现很多问题。

比如在第一步中，拖把蘸取水的量一般无法界定，水量过少不能实现拖地的效果，但是水量过多，会造成地面水残留。

第二步中，为确保地面擦洗干净，拖洗时间也无法具体确定。

第三步中，无法确定拖把是否需要挤掉污水。

由此可见，清洁机器人的拖地机理并不能等同传统的拖地方法，需要做更深层次的研究。

为清除地面的污渍，清洁机器人拖地技术需要针对传统拖地技术中存在的可变因素进行量化。

建立各变量之间的数学模型，并确定各变量之间的约束关系，在此基础上研究拖地方法确保污水不会残留。

智能洗涤机的设计及控制技术研究引言：随着科技的进步和人们生活水平的提高，智能化家电得到了广泛的关注和应用。

其中，智能洗涤机作为家庭必备的家电之一，具有方便、快捷、节能等特点。

本文将就智能洗涤机的设计及控制技术进行研究，介绍其原理和功能以及其在实际生活中的应用。

一、智能洗涤机的设计原理1.1洗涤机结构设计外壳是洗涤机的外层保护壳，可以有效地防止水和电气元件之间的接触，提高用户的安全性。

内桶是洗涤机的核心组成部分，主要负责装载待洗涤的衣物，并且通过其与滚筒之间的摩擦来实现衣物的洗涤效果。

滚筒是洗涤机中承载内桶的部件，通常采用不锈钢材质，具有耐腐蚀、耐磨损、耐高温等特点。

电机是提供动力的关键组件，通过驱动滚筒的转动实现洗涤过程。

马达是提供电机运转所需的能量，通常由电源供电。

控制面板是智能洗涤机的操作控制中心，通过控制按钮和触摸屏等方式实现洗涤机的开关、模式选择、洗涤时间设置等功能。

1.2智能洗涤机的控制系统设计传感器是智能洗涤机的感知器，用于感知洗涤机内部的状态信息，如水位、温度、洗衣负荷等参数。

控制算法是洗涤机的核心，通过对传感器数据的监测和分析，决定滚筒的转速、水位的控制以及洗涤过程的持续时间等洗涤参数。

用户界面设计是为用户提供操作便利和交互体验的关键部分，通过控制面板上的功能按钮和显示屏等方式，用户可以选择洗涤模式、设置洗涤时间、查看洗涤进度等信息。

2.1水位控制技术水位控制是智能洗涤机中的重要控制技术之一，可以通过水位传感器对洗涤机内水位的监测，然后根据用户设置的洗涤模式和衣物负荷大小，自动控制进水阀门的打开和关闭，从而实现洗涤过程中的水位控制。

2.2温度控制技术温度控制是智能洗涤机中的另一个关键控制技术。

通过温度传感器对洗涤机内的水温进行监测，然后根据用户设置的洗涤模式和衣物材质，自动控制加热元件的温度调节，从而实现洗涤过程中的温度控制。

2.3洗涤时间控制技术洗涤时间控制技术是智能洗涤机中的另一个重要控制技术。

毕业设计论文智能清洁装置控制系统设计(系统软件)摘要随着信息技术的不断发展，各种产品的技术含量及复杂程度也越来越高，智能化的概念开始逐渐渗透到各行各业以及我们生活中的方方面面。

本文以智能计算机控制技术为理论基础，设计了一种以MSP430F149单片机为主控制器的智能清洁装置。

该装置能按照一定的行走模式对复杂的空间环境进行清扫，当遇到障碍物时它能启动避障程序绕开障碍物再按照原来的模式进行清扫工作。

如果地面上有台阶，它还能自动启动防摔落程序防止清洁装置被摔坏。

文章主要围绕它的这些功能进行系统设计以及相关功能软件的分析与设计。

在IAR EW430编译环境下编写系统程序，编译成功并下载到硬件系统中。

最终，本设计完成了智能清洁装置预期的功能，达到设计要求。

关键字：智能控制系统；扫地机器人；MSP430；路径规划Intelligent control system designof cleaning device(System software)AbstractWith the development of the information technology, the technological content and complexity of products are becoming better than before. The concept of intelligent gradually began to infiltrate into all walks of life and we all aspects of the life.The paper based on the intelligent control technology, designing a intelligent cleaning device by MSP430F149 MCU which was the master controller of the system. The device can clean complicated space according to establish walking pattern. When faced with obstacles it can start the obstacle avoidance procedures around obstacles. Then according to the original mode of cleaning work.If the ground with a step, it can also automatically start a program to prevent the cleaning device being broken. The paper mainly around which these functions of the system design and function of software analysis and design. The next task is writing system programs in the compiler environment, After successfully compiled and downloaded to the hardware system. Eventually, the design completed intended function of the intelligent cleaning device and reached the design requirement.Key Word:Intelligent control system; Cleaning robot; MSP430; Path planning目录摘要 (II)Abstract (III)1 绪论 (1)1.1 序言 (1)1.2 选题的背景和意义 (1)1.3 智能清洁装置的研究现状 (2)1.4 智能清洁装置研究的关键技术 (3)1.5 本课题研究的主要内容 (4)1.6 本章小结 (4)2 智能清洁装置控制系统结构与总体方案设计 (5)2.1 智能清洁装置结构 (5)2.2 智能清洁装置控制系统总体方案设计 (6)2.2.1 控制器模块 (6)2.2.2 信息采集模块 (7)2.2.3 电机驱动模块 (8)2.2.4 电源模块 (10)2.3 本章小结 (10)3 智能清洁装置控制系统软件设计 (11)3.1系统软件总体设计思路 (11)3.1.1 软件结构 (11)3.1.2 软件实现的总体思想 (12)3.2 各模块程序设计 (14)3.2.1 单片机系统时钟初始化 (14)3.2.2 电机驱动模块程序设计 (15)3.2.3 避障模块程序设计 (16)3.2.4 防摔模块程序设计 (18)3.2.5 主程序模块设计 (19)3.3 中断程序与中断嵌套问题 (20)3.4 本章小结 (21)4 系统调试 (22)4.1 软件调试 (22)4.2 系统软硬件联调 (23)5 结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录1 (27)附录2 (37)1绪论1.1 序言顾名思义，智能清洁装置控制系统也被叫做智能清洁机器人。

智能清洁机器人测控系统的设计与实现0 引言移动机构是清洁机器人的主体，决定了清洁机器人的运动空间，一般采用轮式结构。

传感器系统一般采用超声波传感器、红外光电传感器、接触传感器等构成多传感器系统。

随着近年来控制技术、传感技术以及移动机器人技术等技术的迅速发展，智能清洁机器人控制系统的研究和开发已具备了坚实的基础和良好的发展前景。

吸尘系统在原理上与传统立式吸尘器相同，主要是在结构设计上更多考虑结构尺寸、集成度以及一些辅助机构的合理布置和利用，以此来提高能源利用率和工作效率。

本文主要研究智能清洁机器人测控系统的设计与实现，最终目标是通过软硬件的合理设计，使智能清洁机器人能够自动避开障碍物，实现一般家居环境下的自主清洁工作。

1 测控系统组成及功能智能清洁机器人测控系统主要包括控制器核心系统、传感器系统和驱动系统等。

其原理如图1所示。

基于清洁机器人自身体积尽可能小的原则，本设计将控制器核心系统、传感器系统、行走驱动及相关电路集成在一块上。

为防止干扰，通过光电隔离器件将各模块在电气上隔离开来。

利用超声波传感器、红外反射式传感器和接触传感器组成多传感器系统，检测信号经调理电路处理后送控制器;采用8位单片机SST89E554RC作为控制器，控制器对传感器信号加以判断，根据判断结果，选定相应的控制策略，并控制语音系统发出相应的报警信号;在相应的控制策略下，通过专用驱动器驱动直流电机，带动驱动轮，两轮独立驱动，实现避障功能;同时，控制器控制小型双风机真空吸尘系统对经过的地面进行必要的清扫。

图1 系统原理该新型智能清洁机器人实验平台如图2所示，该平台为圆形结构，两轮独立驱动，具备完整的吸尘系统和电源系统等功能模块。

最终将在该平台上对本文所介绍的测控系统的性能进行实验验证。

图2 智能清洁机器人实验平台2 测控系统硬件设计2.1 CPU控制模块CPU采用美国SST公司制造的8位单片机SST89E554RC。

器件使用与8051完全相同的指令集，并与标准的8051器件管脚对管脚兼容。

多功能清洁机器人机械结构设计与控制摘要：现如今，我国的科技在不断的进步，针对高楼玻璃与室内高墙，设计了一种多功能清洁机器人，机器人整体结构为六足结构，采用三角步态运动方式，在真空泵、吸盘、舵机等零件的配合下，实现在玻璃与墙面上的垂直行走，并设计了可90°翻折的头部，在遇上较大障碍或者墙角时能够顺利通过，实现了连续作业，并设计了高压水泵、清扫机构，既可以清洗玻璃，又可以清扫墙面。

绘制了结构图，对底板、头部进行了应力分析，在此基础上，制作了样机，对机器人的行走方式、安全性进行了分析。

关键词：机器人；六足；结构优化设计；运动分析1整体方案设计根据机器人垂直运行的特点及要求，本作品在研究之初，从机器人清洗玻璃与墙体时的行走能力、跨越障碍能力入手，整体方案设计既要满足垂直运行时的稳定性、安全性，又要结构简捷、操作方便。

（1）机器人的步态运行方式。

为了方便机器人在室外玻璃、墙体上垂直运行流畅，根据六足机器人的工作原理，采用三角步态式行走。

（2）跨越障碍方式。

在进行清扫时，机器人遇上墙角、台阶等较大障碍时，需要顺利通过，实现连续作业，采用可翻折式机构。

（3）吸盘机构。

机器人在进行垂直运行时，必须能够牢牢地吸在墙面与玻璃面上，本装置所采用的吸盘机构，由吸盘、气泵、电磁阀等组成，在各零件的相互配合下，使6个腿实现轮换吸附。

（4）清洗机构。

清洗机构是机器人的执行部分，本机器人能够实现清洁玻璃与墙面的功能，在清洗玻璃时，考虑玻璃的清洗程度以及节约用水的情况，采用高压水泵、针孔式喷嘴以及毛刷机构。

通过高压水、毛刷机构清洁玻璃，使用毛刷机构，清扫墙面。

2组成模块与功能多功能清洁机器人的组成模块包括驱动清扫结构模块、洒水系统模块、拖地清洁结构模块、控制系统模块、传感检测系统模块和图像传输系统模块等，集机械电子、传感器、自动控制、机器人、网络通信和路径规划等诸多学科知识为一体，具有防碰撞、跌落感知、自主导航路径规划、路面监控、手机远程操控、红外遥控等功能。

智能家居自动清洁机器的设计与开发摘要如今，在大都市中，高楼大厦随处可见，它们是城市现代化的象征。

居住环境明显改善，家庭内不再是裸露的水泥地面，而是铺上地板砖，这不仅美观，而且有助于提升室内品质。

然而，地板砖容易变脏，需要经常清洁，否则会直接影响房屋的整洁程度。

目前，国内的许多家庭仍然采用传统的人工方式来清理地面，使用拖把进行清洁。

然而，现代生活中，人们面临着巨大的工作压力，一整天忙碌后回到家，很少愿意再花时间和精力进行家务工作。

人工拖地不仅速度慢，而且清洁效果有限，通常需要反复多次操作，大大耗费体力。

正因如此，家庭地面自动清洁设备行业迎来了发展机遇，其主要任务是设计和生产清洁机器，以满足家庭的需求，因此备受欢迎。

因此，本次设计以家庭清洗装置为主题，通过结构设计的优化，增强了实用性，提高了原有工作效率，旨在为家庭提供更高效的服务。

该设备不仅可以清扫垃圾，还能吸附尘土，并具备拖地功能。

本次设计可以分为三个主要部分，首先是清洗系统，其次是行走驱动系统，最后是避障系统。

各个部件的功能明确，相互协作，提高了整体设计的合理性。

关键词：可移动机器人；灰尘；地板砖；清洗机；无杆气缸第1章引言现阶段，随着经济水平的提升，国内劳动力成本上升，因此，清扫设备的发展前景还是比较明朗的。

当前，国家和社会都非常关注环境问题，致使燃油车的使用受到了多重限制，绿色能源反而备受大众推崇。

最近几年，为了控制燃油的使用量，政府出台了一系列政策，诸如燃油含税等等，不得不说，随着这些政策的出台，电动扫地车迎来了发展机遇。

很显然，小型清扫设备的优势还是比较突出的，不但较为实用，而且可以有效提升垃圾清扫的效率，同时成本支出也不算高，不会破坏生态平衡。

此外，从工作人员的角度出发，不但工作量大大减少，而且有利于后期的操作和维修，人们可以更好的时间花在其他方面。

所以，国内小型清扫设备的发展势头良好，拥有广阔的发展空间，而且发展前景明朗。

第2章家有清洁机总体结构设计方案确定2.1 机构运动方案的拟定考虑到实际情况，针对本次家有清洁机的设计，主要参考十字框架式结构，为了实现移动的目的，会将不同的气缸连接起来。

《多功能清洁机器人研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，人们对于生活品质的要求日益提高，家务清洁工作也逐渐成为人们关注的焦点。

为了解决这一问题，多功能清洁机器人应运而生。

本文旨在探讨多功能清洁机器人的研究现状、设计理念、核心技术、应用前景以及未来发展趋势。

二、多功能清洁机器人的研究现状目前，多功能清洁机器人已经成为国内外研究的热点。

该类机器人集成了吸尘、拖地、扫地、洗窗等多种功能，以适应不同场景的清洁需求。

同时，通过不断的技术创新和算法优化，多功能清洁机器人的工作效率和清洁效果得到了显著提升。

然而，目前多功能清洁机器人在智能化、自主化以及适应性等方面仍需进一步研究。

三、设计理念多功能清洁机器人的设计理念主要体现在以下几个方面：1. 高效性：通过集成多种清洁功能，提高工作效率，减少人工干预。

2. 智能化：利用人工智能技术，实现自主导航、智能规划清洁路径等功能。

3. 适应性：针对不同场景和需求，设计灵活的清洁模式和工具，以适应各种清洁任务。

4. 安全性：确保机器人在工作过程中的安全性，避免对人和物品造成损害。

四、核心技术多功能清洁机器人的核心技术主要包括以下几个方面：1. 传感器技术：通过集成各种传感器，实现机器人的环境感知和定位功能。

2. 人工智能技术：利用深度学习、机器视觉等技术，实现机器人的智能导航和自主决策。

3. 动力系统技术：采用高效能电机和电池技术，为机器人提供持续稳定的动力。

4. 控制技术：通过先进的控制算法，实现机器人的精确控制和稳定运行。

五、应用前景多功能清洁机器人具有广泛的应用前景。

首先，它可以广泛应用于家庭、酒店、医院等场所的清洁工作，提高工作效率和清洁效果。

其次，随着人工智能技术的不断发展，多功能清洁机器人将逐渐具备更高级的功能，如自动识别脏污程度、自动规划清洁路径等。

此外，多功能清洁机器人还可以应用于公共场所的清洁工作，如大型商场、图书馆等。

在环保领域，多功能清洁机器人也有着广阔的应用空间，如对公园和道路的自动清扫和垃圾分类等。

扫地机的智能控制系统设计摘要目前，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。

室内智能扫地机器人的路径规划采用区域充满的规划方法，目标是在设定区域内寻找一条从始点到终点且经过所有可达点的连续路径。

根据建立的扫地机器人平台，提出清扫机器人随机运动路径规划算法。

机器人利用其上安装的红外传感器和摄像头来识别和感知房间环境，机器人开始以螺旋运动方式覆盖房间的空白区域，当遇到障碍物时，启动障碍物应对策略，通过计算机软件仿真和在房间环境中进行实验验证了该算法的有效性。

关键词：扫地机器人，单片机，环境识别，路径规划SWEEPER INTELLIGENT CONTROLSYSTEM DESIGNABSTRACTAt present time,more and more various of service robots are designed and applied to people’s daily life.The application of these robots is promoting the quality of people’s life tremendously as they deal with the works related to people’s life closely.Indoor automatic cleaning robot is one of these service robots developed to help people to carry out the troublesome room cleaning work.The path planning algorithm of Indoor Automatic Cleaning Robot should spread over the room area using the area filling path planning algorithm to find a continuous path from start to end. A random moving path planning algorithm is put forward based on the platform. The cleaning robot identifies the room environment using the infrared transducer and the camera outfitted on its body.Moving in the spiral motion mode with the gradually enlarging radius,the robot begins to explore and clean the blank area.While it encounters obstacles like wall or furniture,it will start the strategy of dealing with obstacles.This algorithm is validated through computer simulation and robot experiment.KEYWORDS:cleaning robot,single chip microcomputer,environment identification,path planning1绪论1.1 引言自动扫地机器人是当今服务机器人领域的研究热点。