前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的清潔機器人系統設計研究，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
實驗室清潔機器人系統主要是由單片機為控制核心，外加電機驅動、顯示器、傳感器、檢測器、電源和相應的電路模塊與單片機相互協調控制并執行軟件程序指令，從而達到清潔機器人所需功能的要求，首先由人工進行參數按鍵設置，機器人工作的時候傳感器發射紅外線同時接收反射信號，如果前方有障礙物，以單片機為核心的控制器對紅外線發射和接收的選通加以控制處理，遞給數字PID適當處理后產生PWM脈沖促使電機的驅動部分做出相應機器人驅動方向或者速度的改變，若無障礙物則繼續清潔，吸塵完畢后由升降裝置轉為拖地供水模式，當檢測電壓檢測工作電壓過低時相應的單片機做出適當控制處理，最后完成清潔工作。
2機器人的組成結構
2.1系統的主控部分
主控部分我們用AT89C52來控制，用它與其它模塊電路結合處理傳感器的信號，將處理的信號控制電動機的輪子轉速和轉向；單片機I/O口控制信號控制清掃、吸塵、升降電機協調工作；霍爾速度傳感器采集電機轉速由I/0口控制LCD輸出顯示；電壓檢測信號由I/O口控制；蜂鳴器、指示燈相應工作。
2.2傳感器模塊
清潔機器人上我們安裝了多種傳感器，有機器人周邊紅外傳感器、底盤紅外傳感器、調頻紅外傳感器、防碰撞傳感器、霍爾轉速傳感器、電源檢測傳感器等。
2.3執行電機部分
該系統需要6個電機：行駛電機采用L298N驅動芯片改變機器人工作狀態；清掃和吸塵電機由相應繼電器驅動，單片機的I/O口發出信號，繼電器線圈通電，常開端口閉合，電機驅動；當清潔吸塵結束時，通過繼電器升降裝置的電機驅動開始；當指令結束時，電機均停止工作。
2.4輸入輸出部分
2.4.1鍵盤的工作原理
鍵盤有獨立式和掃描式，掃描式比較節省I/O口，但由于本機器人按鍵數只有四個，選擇獨立式鍵盤。每個按鍵接一個上拉電阻，當有鍵按下時，高電平轉為低電平，單片機通過掃描知道那個鍵被按下。四個按鍵是一個功能鍵，兩個選擇鍵和一個確定鍵。
2.4.2液晶顯示器
該顯示器把系統需要顯示的數據通過液晶顯示模塊顯示出來，對此選用LM016系列的字符型液晶顯示模塊。它可以用來顯示2行16個點字符。其基本功能可以滿足我們的清潔機器人的系統要求。
3系統軟件設計
為配合實驗室機器人硬件電路的工作加以軟件設計，并將其分為基本的單片機控制系統時鐘定時中斷程序和液晶顯示程序；單片機片內EEPROM的讀寫程序；清掃、吸塵電機工作和升降裝置電機工作相互交替的控制操作程序；障礙物的避開和臺階的防墜落檢測程序；還有一些輔助的指示燈和蜂鳴器操作程序。主程序任務是完成系統的初始化。當前方沒有障礙物時,機器人按照設定的路徑前進。本研究采用往返式路徑規劃的，清潔機器人通過傳感器的信息處理判斷它所處的位置，并加以調整從而確定室內清潔一周完成。當遇到障礙物時，則按相應處理方法進行規劃和避障，從而繼續按照我們規劃的路線繼續清潔直到完成室內清潔一周。
4結語
當前國內外清潔機器人作為服務機器人的一種并有市場潛力和發展前景，因此我們設計了這種室內清潔機器人，我們對清潔機器人的硬件電路加以設計，并根據其工作的不同功能設計每個功能相應使用的控制軟件程序對其進行實驗研究，并在最后達到了預期的設計要求。
作者：楊建白 王婧鵬 劉楠 錢云南 單位：徐州工程學院
