自動進行房間地麵清潔的自動掃地機器人，集機械學
、電子技術、傳感器技術、計算機技術

、控製技術、機器人技術
、人工智能等諸多學科為一體。自動掃地作為智能移動機器人實用化發展的先行者，

 

掃地機器人，又稱自動打掃機、智能吸塵
、機ji器qi人ren吸xi塵chen器qi等deng，是shi智zhi能neng家jia用yong電dian器qi的de一yi種zhong
，能neng憑ping借jie一yi定ding的de人ren工gong智zhi能neng，自zi動dong在zai房fang間jian內nei完wan成cheng地di板ban清qing理li工gong作zuo。一yi般ban采cai用yong刷shua掃sao和he真zhen空kong方fang式shi，將jiang地di麵mian雜za物wu先xian吸xi納na進jin入ru自zi身shen的de垃la圾ji收shou納na盒he，從cong而er完wan成cheng地di麵mian清qing理li的de功gong能neng。本ben設she計ji掃sao地di機ji器qi人ren采cai用yong刷shua掃sao吸xi塵chen方fang式shi，機ji身shen為wei無wu線xian機ji器qi，以yi圓yuan盤pan型xing為wei主zhu，使shi用yong充chong電dian電dian池chi運yun作zuo，操cao作zuo方fang式shi使shi用yong遙yao控kong器qi
、huoshianjiqishangdecaozuomianbanxiangyinganniu。bencishejidesaodijiqirenkeshedingshijianyuyuedasao，zixingchongdian。qianfangshezhichaoshengpocejuchuanganqi

，kezhencezhangaiwu，rupengdaoqiangbihuoqitazhangaiwu，huizixingzhuanwan，congshineibianyankaishizoujuxingluxian
，youguihuaqingsaodiqu。

 

 

 

掃sao地di機ji器qi人ren由you微wei電dian腦nao控kong製zhi，可ke實shi現xian自zi動dong導dao航hang並bing對dui地di麵mian進jin行xing清qing掃sao和he吸xi塵chen，通tong過guo碰peng撞zhuang頭tou實shi現xian對dui前qian方fang障zhang礙ai物wu的de躲duo避bi和he繞rao過guo可ke以yi使shi所suo到dao角jiao落luo得de到dao清qing潔jie
，同tong時shi兩liang個ge超chao大da邊bian掃sao輪lun的de設she計ji
，可ke使shi角jiao落luo和he地di麵mian掃sao的de更geng徹che底di
，更geng幹gan淨jing，兩liang個ge清qing掃sao輪lun的de相xiang對dui旋xuan轉zhuan
，更geng使shi得de垃la圾ji不bu會hui從cong機ji體ti底di部bu溜liu掉diao，清qing潔jie更geng完wan善shan，同tong時shi清qing掃sao吸xi塵chen一yi體ti的de雙shuang重zhong作zuo用yong，使shi掃sao起qi來lai的de塵chen土tu更geng有you規gui律lv和he順shun暢chang的de進jin入ru垃la圾ji收shou集ji盒he內nei
，並bing且qie通tong過guo在zai前qian輪lun和he清qing掃sao輪lun動dong力li箱xiang內nei上shang安an裝zhuang光guang電dian傳chuan感gan器qi，可ke以yi使shi該gai機ji器qi人ren擁yong有you自zi動dong防fang機ji體ti卡ka死si和he掃sao輪lun卡ka死si的de功gong能neng，當dang被bei卡ka住zhu使shi其qi自zi動dong後hou退tui或huo關guan機ji
，並bing在zai碰peng撞zhuang頭tou上shang裝zhuang有you紅hong外wai反fan射she探tan測ce器qi，可ke自zi動dong判pan斷duan前qian方fang是shi否fou懸xuan崖ya
，並bing自zi動dong繞rao開kai。

 

 

特點：

 

1
、掃地省時、省力
、提高工作效率
、能源利用率：整個清潔過程不需要人控製

，減輕人的操作負擔，人們可以利用節省的時間做其他有意義的事。

 

2
、低噪音：小於50分貝
，清潔房間的過程免受噪音之苦。

 

3、淨化空氣：內置活性碳、吸附空氣中有害物質。

 

4、輕便小巧：輕鬆打掃普通吸塵器清理不到的死角。

 

 

掃地機器人係統通常由四個部分組成：移動機構

、感知係統、控製係統和吸塵係統。

 

移動機構是掃地機器人的主體，決定了機器人的運動空間，一般采用輪式機構。

 

感知係統一般采用超聲波測距儀、接觸和接近覺傳感器

、紅外線傳感器和CCD攝像機等。

 

隨著近年來計算機技術、人工智能技術
、chuanganjishuyijiyidongjiqirenjishudexunsufazhan，saodijiqirenkongzhixitongdeyanjiuhekaifayijubeilejianshidejichuhelianghaodefazhanqianjing。saodijiqirendekongzhiyugongzuohuanjingwangwangshibuquedingdehuoduobiande，yincibixujianguanquankekaoxing
、抗幹擾性以及清潔度。用傳感器探測環境
、分fen析xi信xin號hao
，以yi及ji通tong過guo適shi當dang的de建jian模mo方fang法fa來lai理li解jie環huan境jing
，具ju有you特te別bie重zhong要yao的de意yi義yi。近jin年nian來lai對dui智zhi能neng機ji器qi人ren的de研yan究jiu表biao明ming

，對dui於yu工gong作zuo在zai複fu雜za非fei結jie構gou環huan境jing中zhong的de自zi主zhu式shi移yi動dong機ji器qi人ren，要yao進jin一yi步bu提ti高gao其qi自zi動dong化hua程cheng度du
，主zhu要yao依yi靠kao模mo式shi識shi別bie及ji障zhang礙ai物wu識shi別bie
、實時數據傳輸及適當人工智能方法
，還需要進一步開發全局模型，從而為機器人獲取全局信息。

 

目前發展較快
、對掃地機器人發展影響較大的關鍵技術是:傳感技術、智能控製技術、路徑規劃技術
、掃地技術、電源技術等。

 

 

掃地機器人主要包括以下幾部分：

 

1
、個行走驅動輪及驅動電機。該部分主要保證機器人能夠在平麵內移動。殼體前端和側麵裝有紅外開關，作為碰撞檢測傳感器。底麵的3個(ge)紅(hong)外(wai)開(kai)關(guan)作(zuo)為(wei)台(tai)階(jie)檢(jian)測(ce)傳(chuan)感(gan)器(qi)，防(fang)止(zhi)跌(die)落(luo)。驅(qu)動(dong)輪(lun)上(shang)裝(zhuang)有(you)光(guang)電(dian)編(bian)碼(ma)盤(pan)，可(ke)以(yi)對(dui)輪(lun)速(su)進(jin)行(xing)檢(jian)測(ce)和(he)控(kong)製(zhi)
，實(shi)現(xian)定(ding)位(wei)和(he)路(lu)徑(jing)規(gui)劃(hua)。同(tong)時(shi)還(hai)擴(kuo)展(zhan)了(le)超(chao)聲(sheng)波(bo)傳(chuan)感(gan)器(qi)，用(yong)於(yu)精(jing)確(que)定(ding)位(wei)的(de)需(xu)要(yao)；

 

2、清(qing)掃(sao)機(ji)構(gou)。用(yong)電(dian)機(ji)帶(dai)動(dong)兩(liang)個(ge)清(qing)掃(sao)刷(shua)

，使(shi)左(zuo)麵(mian)清(qing)掃(sao)刷(shua)順(shun)時(shi)針(zhen)轉(zhuan)動(dong)
，右(you)麵(mian)逆(ni)時(shi)針(zhen)轉(zhuan)動(dong)
，這(zhe)樣(yang)就(jiu)可(ke)以(yi)在(zai)清(qing)掃(sao)灰(hui)塵(chen)時(shi)將(jiang)灰(hui)塵(chen)集(ji)中(zhong)於(yu)吸(xi)風(feng)口(kou)處(chu)
，為(wei)掃(sao)地(di)機(ji)構(gou)的(de)工(gong)作(zuo)做(zuo)準(zhun)備(bei)；

 

3、掃地機構。製造強大的吸力，將灰塵吸入灰塵存儲箱中；

 

 

4、擦地機構。在清掃
、掃地之後，利用安裝在殼體下麵的清潔布擦除殘留在地麵上的細小灰塵，保證清潔工作的質量。

 

 

 

1、首先可以通過鍵盤或者遙控器啟動清潔機器人，讓它開始清掃工作。

 

2
、機器人一旦開始工作
，便控製清掃機構進行清掃、掃地機構開始掃地、擦地機構開始擦地。

 

3、機器人開始工作
，傳感探測模塊就開始不斷地采集外部信息，送到CPU進行分析和決策產生機器人行走的路徑。

 

4、當路徑規劃需要機器人實現轉向的時候。CPU就分別改變左右輪的速度，通過差速來實現轉向。

 

5、工作期間機器人可以通過LCD顯示一些相關信息(比如工作模式
、工作計時或溫度)。

 

6、遙控器除了可以控製清潔機器人的啟停
，還可以對機器人進行定時，讓機器人在一定時間後開始工作或者工作一定時間後停止工作。

 

 

機器人利用安裝的各類傳感器來獲取室內環境以及自身的基本信息
，如障礙物的位置
、自身走過的距離等;然後根據獲得的信息，選定相應的控製策略;通過以單片機為核心的控製係統進行障礙物判斷、避障策略選擇和運動行走實施。機器人麵板上有控製其開始/停止工作的按鍵。同時也可以通過遙控來控製，遙控還可以用來對機器人進行定時，LCD實時的顯示定時的倒記時和當前的溫度值。

 

 

任何機器人都離不開傳感器，機器人要具備智能行為必須不斷感知外界環境
，從而做出相應的決策行為。

 

 

超(chao)聲(sheng)波(bo)是(shi)一(yi)種(zhong)一(yi)定(ding)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)的(de)聲(sheng)波(bo)它(ta)具(ju)有(you)在(zai)同(tong)種(zhong)媒(mei)質(zhi)中(zhong)以(yi)恒(heng)定(ding)速(su)率(lv)傳(chuan)播(bo)的(de)特(te)性(xing)，而(er)在(zai)不(bu)同(tong)媒(mei)質(zhi)的(de)界(jie)麵(mian)處(chu)，會(hui)產(chan)生(sheng)反(fan)射(she)現(xian)象(xiang)利(li)用(yong)這(zhe)一(yi)特(te)性(xing)

，就(jiu)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)測(ce)量(liang)發(fa)射(she)波(bo)與(yu)反(fan)射(she)波(bo)之(zhi)間(jian)的(de)時(shi)間(jian)間(jian)隔(ge)，從(cong)而(er)達(da)到(dao)測(ce)量(liang)距(ju)離(li)的(de)作(zuo)用(yong)其(qi)具(ju)體(ti)的(de)計(ji)算(suan)公(gong)式(shi)如(ru)下(xia)：

 

s＝v×t／2

 

注：s：為障礙物與吸塵器之間的距離；

 

t：為發射到接收經曆的時間；

 

v：為聲波在空氣中傳播的速度

 

在掃地機器人中
，避障功能的實現正是利用了這一超聲波測距的原理它的傳感器部分由三對（每對包括一個發射探頭和一個接收探頭）共六個超聲波傳感頭組成

 

由單獨的振蕩電路產生頻率固定為40kHz，幅值為5V的超聲波信號在控製器送來的路選信號的作用下
，40kHz的振蕩信號被加在超聲發射探頭的兩端
，從而產生超聲信號向外發射
；該信號遇到障礙物時
，產生反射波，當這一反射波被接收器接收後，根據前述測距的原理，就可以精確地判斷障礙物的遠近
；同時，根據信號的幅值大小
，也可以初步確定障礙物的大小。

 

超chao聲sheng波bo傳chuan感gan器qi采cai用yong直zhi接jie反fan射she式shi的de檢jian測ce模mo式shi。位wei於yu傳chuan感gan器qi前qian麵mian的de被bei檢jian測ce物wu通tong過guo將jiang發fa射she的de聲sheng波bo部bu分fen地di發fa射she回hui傳chuan感gan器qi的de接jie收shou器qi，從cong而er使shi傳chuan感gan器qi檢jian測ce到dao被bei測ce物wu
，經jing單dan片pian機ji係xi統tong處chu理li判pan斷duan前qian方fang物wu體ti的de大da小xiao、遠近及大體屬性。

 

紅外測距傳感器

 

紅hong外wai測ce距ju傳chuan感gan器qi利li用yong紅hong外wai信xin號hao遇yu到dao障zhang礙ai物wu距ju離li的de不bu同tong反fan射she的de強qiang度du也ye不bu同tong的de原yuan理li，進jin行xing障zhang礙ai物wu遠yuan近jin的de檢jian測ce。紅hong外wai測ce距ju傳chuan感gan器qi具ju有you一yi對dui紅hong外wai信xin號hao發fa射she與yu接jie收shou二er極ji管guan，發fa射she管guan發fa射she特te定ding頻pin率lv的de紅hong外wai信xin號hao，接jie收shou管guan接jie收shou這zhe種zhong頻pin率lv的de紅hong外wai信xin號hao
，當dang紅hong外wai的de檢jian測ce方fang向xiang遇yu到dao障zhang礙ai物wu時shi，紅hong外wai信xin號hao反fan射she回hui來lai被bei接jie收shou管guan接jie收shou
，經jing過guo處chu理li之zhi後hou，即ji可ke利li用yong紅hong外wai線xian的de返fan回hui信xin號hao來lai識shi別bie周zhou圍wei環huan境jing的de變bian化hua。

 

 

接觸式厚度傳感器，通常采用電感式位移傳感器
、電容式位移傳感器、電位器式位移傳感器、霍耳式位移傳感器等（見位移傳感器）進(jin)行(xing)接(jie)觸(chu)式(shi)厚(hou)度(du)測(ce)量(liang)。為(wei)了(le)連(lian)續(xu)測(ce)量(liang)移(yi)動(dong)著(zhe)的(de)物(wu)體(ti)的(de)厚(hou)度(du)
，常(chang)在(zai)位(wei)移(yi)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)可(ke)動(dong)端(duan)頭(tou)上(shang)安(an)裝(zhuang)滾(gun)動(dong)觸(chu)頭(tou)，以(yi)減(jian)少(shao)磨(mo)損(sun)。接(jie)觸(chu)式(shi)厚(hou)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)測(ce)量(liang)物(wu)體(ti)高(gao)度(du)，空(kong)間(jian)大(da)小(xiao)。全(quan)能(neng)清(qing)潔(jie)機(ji)器(qi)人(ren)可(ke)利(li)用(yong)這(zhe)一(yi)點(dian)探(tan)測(ce)障(zhang)礙(ai)物(wu)的(de)高(gao)度(du)，進(jin)一(yi)步(bu)做(zuo)出(chu)判(pan)斷(duan)發(fa)揮(hui)它(ta)的(de)功(gong)能(neng).

 

 

bahunzhuoduchuanganqidewaikegudingzaibeicexiangtinei
，caiyongyidingbochangdehongwaifaguangerjiguanzuoweijianceguangyuan，chuantoubeicerongye

，jianceqitousheguangqianglaijiancerongyehunzhuodudechengdu。hongwaifaguangerjiguanfashedehongwaiguangchuantoubeicerongyedejiezhi
，beijieshouduandeguangdiansanjiguanjieshou
，chanshengguangdianliu。youyurongyehanyoudejiezhi
、灰塵的顆粒大小
、密度不同，光電三極管的光電流近似為線性變化。經濾波後輸出，即得到與渾濁度相關的檢測信號。

 

 

因(yin)各(ge)種(zhong)因(yin)素(su)的(de)影(ying)響(xiang)，掃(sao)地(di)機(ji)器(qi)人(ren)難(nan)免(mian)會(hui)有(you)撞(zhuang)上(shang)障(zhang)礙(ai)物(wu)的(de)可(ke)能(neng)。為(wei)了(le)處(chu)理(li)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)，我(wo)們(men)利(li)用(yong)光(guang)電(dian)開(kai)關(guan)傳(chuan)感(gan)器(qi)來(lai)感(gan)應(ying)車(che)體(ti)受(shou)到(dao)的(de)碰(peng)撞(zhuang)，及(ji)碰(peng)撞(zhuang)的(de)大(da)概(gai)位(wei)置(zhi)，以(yi)使(shi)掃(sao)地(di)機(ji)器(qi)人(ren)做(zuo)出(chu)相(xiang)應(ying)的(de)決(jue)策(ce)。

 

在掃地機器人的前端設計了約180°的(de)碰(peng)撞(zhuang)板(ban)，在(zai)碰(peng)撞(zhuang)板(ban)左(zuo)右(you)兩(liang)側(ce)各(ge)裝(zhuang)有(you)一(yi)個(ge)光(guang)電(dian)開(kai)關(guan)。光(guang)電(dian)開(kai)關(guan)由(you)一(yi)對(dui)紅(hong)外(wai)發(fa)射(she)對(dui)管(guan)組(zu)成(cheng)，發(fa)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)發(fa)射(she)的(de)紅(hong)外(wai)光(guang)線(xian)通(tong)過(guo)掃(sao)地(di)機(ji)器(qi)人(ren)機(ji)身(shen)特(te)製(zhi)的(de)小(xiao)孔(kong)被(bei)光(guang)敏(min)二(er)極(ji)管(guan)接(jie)受(shou)，當(dang)機(ji)身(shen)碰(peng)撞(zhuang)板(ban)受(shou)到(dao)碰(peng)撞(zhuang)時(shi)，碰(peng)撞(zhuang)板(ban)就(jiu)會(hui)擋(dang)住(zhu)機(ji)身(shen)特(te)製(zhi)小(xiao)孔(kong)，阻(zu)礙(ai)紅(hong)外(wai)線(xian)的(de)接(jie)受(shou)從(cong)而(er)向(xiang)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)傳(chuan)達(da)信(xin)息(xi)。光(guang)電(dian)開(kai)關(guan)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi)。此(ci)結(jie)構(gou)可(ke)避(bi)免(mian)測(ce)量(liang)盲(mang)區(qu)帶(dai)來(lai)的(de)誤(wu)差(cha)。掃(sao)地(di)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)任(ren)何(he)方(fang)向(xiang)上(shang)的(de)碰(peng)撞(zhuang)
，都(dou)會(hui)引(yin)起(qi)左(zuo)右(you)光(guang)電(dian)開(kai)關(guan)的(de)響(xiang)應(ying)，從(cong)而(er)根(gen)據(ju)碰(peng)撞(zhuang)的(de)方(fang)向(xiang)做(zuo)出(chu)相(xiang)應(ying)的(de)反(fan)應(ying)。

 

 

 

為了防止掃地機器人遇到台階時跌落，在掃地機器人背麵安裝3個防跌落傳感器。防跌落傳感器安裝位置如圖所示。

 

 

防fang跌die落luo傳chuan感gan器qi也ye是shi利li用yong超chao聲sheng波bo進jin行xing測ce距ju。當dang掃sao地di機ji器qi人ren行xing進jin至zhi台tai階jie邊bian緣yuan時shi，防fang跌die落luo傳chuan感gan器qi利li用yong超chao聲sheng波bo測ce得de掃sao地di機ji器qi人ren與yu地di麵mian之zhi間jian的de距ju離li，當dang超chao過guo限xian定ding值zhi時shi，向xiang控kong製zhi器qi發fa送song信xin號hao，控kong製zhi器qi控kong製zhi掃sao地di機ji器qi人ren進jin行xing轉zhuan向xiang，改gai變bian掃sao地di機ji器qi人ren前qian進jin方fang向xiang，從cong而er實shi現xian防fang止zhi跌die落luo的de目mu的de。掃sao地di機ji器qi人ren防fang止zhi跌die落luo示shi意yi圖tu如ru圖tu所suo示shi。

 

 

 

 

為wei了le防fang止zhi掃sao地di機ji器qi人ren持chi續xu工gong作zuo導dao致zhi電dian機ji過guo熱re，從cong而er導dao致zhi電dian路lu的de燒shao毀hui，在zai掃sao地di機ji器qi人ren電dian路lu板ban上shang安an裝zhuang兩liang個ge溫wen度du傳chuan感gan器qi。當dang掃sao地di機ji器qi人ren工gong作zuo一yi段duan時shi間jian電dian機ji溫wen度du達da到dao一yi定ding限xian度du後hou一yi個ge溫wen度du傳chuan感gan器qi發fa送song信xin號hao給gei控kong製zhi器qi，控kong製zhi器qi再zai控kong製zhi掃sao地di機ji器qi人ren停ting止zhi工gong作zuo，並bing運yun行xing散san熱re風feng扇shan進jin行xing散san熱re。當dang溫wen度du降jiang到dao一yi定ding程cheng度du後hou
，另ling一yi個ge溫wen度du傳chuan感gan器qi發fa送song信xin號hao給gei控kong製zhi器qi，控kong製zhi器qi在zai控kong製zhi掃sao地di機ji器qi人ren繼ji續xu工gong作zuo。

 

 

 

床底
、沙發底、櫃子底等地方相對較髒，因此這些地方需要重點清掃，以保證清潔度。為實現此功能，在掃地機器人正麵安裝8個光敏傳感器。

 

掃(sao)地(di)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)床(chuang)底(di)或(huo)櫃(gui)子(zi)底(di)開(kai)始(shi)工(gong)作(zuo)後(hou)，光(guang)敏(min)傳(chuan)感(gan)器(qi)接(jie)收(shou)的(de)光(guang)強(qiang)較(jiao)弱(ruo)。當(dang)掃(sao)地(di)機(ji)器(qi)人(ren)運(yun)行(xing)離(li)開(kai)床(chuang)底(di)或(huo)櫃(gui)子(zi)底(di)時(shi)，光(guang)敏(min)傳(chuan)感(gan)器(qi)接(jie)收(shou)到(dao)的(de)光(guang)強(qiang)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，向(xiang)控(kong)製(zhi)器(qi)發(fa)送(song)信(xin)號(hao)，控(kong)製(zhi)器(qi)發(fa)出(chu)控(kong)製(zhi)信(xin)號(hao)，使(shi)掃(sao)地(di)機(ji)器(qi)人(ren)轉(zhuan)向(xiang)，重(zhong)新(xin)回(hui)到(dao)暗(an)處(chu)
，繼(ji)續(xu)進(jin)行(xing)清(qing)掃(sao)。

 

 

 

weilejianzhasaodijiqirenhuichenhezhongdehuichenshifouzhuangman，zaihuichenheliangceanzhuangbianjiezhixingdianrongchuanganqi。danghuichenhezhonghuichengaodudaodadianrongchuanganqigaodushi，dianrongchuanganqizhongdejiezhifashenggaibian，youyuhuichendejiedianchangshuyukongqidejiedianchangshubutong，congeryinqichuanganqidianrongbianhua，chuanganqijiangxinhaochuangeikongzhiqi，kongzhiqikongzhisaodijiqirenfachubaojingxinhao，tixingzhurenyinggaiqinglihuichenhele。

 

 

 

掃sao地di機ji器qi人ren所suo帶dai電dian池chi容rong量liang有you限xian，所suo以yi就jiu需xu要yao在zai電dian量liang低di時shi自zi動dong返fan回hui充chong電dian基ji座zuo進jin行xing充chong電dian再zai返fan回hui原yuan位wei置zhi繼ji續xu打da掃sao。當dang電dian量liang低di於yu限xian定ding值zhi時shi
，控kong製zhi器qi會hui向xiang紅hong外wai線xian發fa射she器qi發fa送song信xin號hao

，紅hong外wai線xian發fa射she器qi向xiang四si周zhou發fa射she紅hong外wai線xian。充chong電dian基ji座zuo安an裝zhuang有you紅hong外wai線xian傳chuan感gan器qi

，感gan受shou到dao來lai自zi掃sao地di機ji器qi人ren發fa射she來lai的de紅hong外wai線xian後hou，會hui向xiang掃sao地di機ji器qi人ren發fa射she紅hong外wai線xian。掃sao地di機ji器qi人ren內nei部bu的de紅hong外wai線xian傳chuan感gan器qi接jie收shou到dao後hou會hui向xiang控kong製zhi器qi發fa送song信xin號hao，控kong製zhi器qi就jiu會hui控kong製zhi掃sao地di機ji器qi人ren按an照zhao接jie受shou到dao紅hong外wai線xian的de方fang向xiang找zhao到dao充chong電dian基ji座zuo，並bing自zi動dong返fan回hui進jin行xing充chong電dian。

 

 

 

邊bian緣yuan檢jian測ce傳chuan感gan器qi是shi一yi個ge機ji械xie開kai關guan
，開kai關guan的de觸chu發fa端duan設she計ji成cheng一yi個ge滑hua輪lun結jie構gou
，在zai機ji器qi人ren的de兩liang側ce各ge裝zhuang有you一yi個ge
，用yong於yu保bao證zheng機ji器qi人ren可ke以yi始shi終zhong貼tie著zhe牆qiang的de邊bian緣yuan走zou。這zhe樣yang就jiu可ke以yi對dui牆qiang壁bi邊bian緣yuan死si角jiao部bu分fen進jin行xing更geng好hao的de清qing掃sao。

 

 

光(guang)電(dian)編(bian)碼(ma)器(qi)是(shi)掃(sao)地(di)機(ji)器(qi)人(ren)上(shang)的(de)位(wei)置(zhi)和(he)速(su)度(du)檢(jian)測(ce)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)，掃(sao)地(di)機(ji)器(qi)人(ren)上(shang)的(de)光(guang)電(dian)編(bian)碼(ma)器(qi)通(tong)過(guo)減(jian)速(su)器(qi)和(he)驅(qu)動(dong)輪(lun)的(de)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)同(tong)軸(zhou)相(xiang)連(lian)
，並(bing)以(yi)增(zeng)量(liang)式(shi)編(bian)碼(ma)的(de)方(fang)式(shi)記(ji)錄(lu)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)旋(xuan)轉(zhuan)角(jiao)度(du)對(dui)應(ying)的(de)脈(mai)衝(chong)。由(you)於(yu)光(guang)電(dian)編(bian)碼(ma)器(qi)和(he)驅(qu)動(dong)輪(lun)同(tong)步(bu)旋(xuan)轉(zhuan)，利(li)用(yong)碼(ma)盤(pan)、減速器
、電(dian)機(ji)和(he)驅(qu)動(dong)輪(lun)之(zhi)間(jian)的(de)物(wu)理(li)參(can)數(shu)，可(ke)將(jiang)檢(jian)測(ce)到(dao)的(de)脈(mai)衝(chong)數(shu)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)驅(qu)動(dong)輪(lun)旋(xuan)轉(zhuan)的(de)角(jiao)度(du)

，即(ji)機(ji)器(qi)人(ren)相(xiang)對(dui)於(yu)某(mou)一(yi)參(can)考(kao)點(dian)的(de)瞬(shun)時(shi)位(wei)置(zhi)

，這(zhe)就(jiu)是(shi)所(suo)謂(wei)的(de)裏(li)程(cheng)計(ji)。光(guang)電(dian)編(bian)碼(ma)器(qi)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)在(zai)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)內(nei)部(bu)、lunzhou，huozaicaozongjigoushangceliangjiaosuduheweizhidezuipubiandezhuangzhi。yinweiguangdianbianmaqishibentiganshoushidechuanganqi
，zaijiqirencankaokuangjiazhong，tadeweizhigujishizuijiade。

 

 

電dian子zi羅luo盤pan是shi利li用yong地di磁ci場chang，檢jian測ce電dian子zi羅luo盤pan模mo塊kuai相xiang對dui於yu地di磁ci場chang方fang向xiang的de偏pian轉zhuan角jiao度du的de傳chuan感gan器qi。電dian子zi羅luo盤pan模mo塊kuai是shi由you高gao可ke靠kao性xing的de磁ci性xing傳chuan感gan器qi及ji驅qu動dong芯xin片pian組zu成cheng，集ji成cheng度du非fei常chang高gao，實shi現xian了le高gao可ke靠kao性xing、高精度、強抗磁場幹擾的數碼電子羅盤功能。電子羅盤模塊有兩個磁性傳感器和一個驅動芯片構成。磁性傳感器裏麵包含一個LR振蕩電路
，當磁性傳感器與地球磁感線平行方向夾角發生變化時，LRzhendangdianludeciganyingxishuyehuifashengbianhua。qudongxinpiantongguocixingchuanganqiciganyingxishudebianhuakeyijisuanchucixingchuanganqiyudiqiuciganxianzhijiandejiajiao，qudongxinpiankeyilianjiesangecixingchuanganqi，zhesangecixingchuanganqifangxianghuweichuizhi，zheyangjiukeyiceliangzaisanweifangxiangshangyudiqiuciganxiandejiajiao
，congerdedaodangqiandesanweifangxiang。dianzizhinanzhenmozuzhiyaodedaoshuipingfangxiangshangyudiqiuciganxiandejiajiaojiukeyicedefangxiang。

 

 

針(zhen)對(dui)電(dian)子(zi)羅(luo)盤(pan)容(rong)易(yi)受(shou)到(dao)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)以(yi)及(ji)光(guang)電(dian)編(bian)碼(ma)器(qi)會(hui)受(shou)到(dao)輪(lun)子(zi)打(da)滑(hua)等(deng)不(bu)確(que)定(ding)因(yin)素(su)造(zao)成(cheng)的(de)角(jiao)度(du)測(ce)量(liang)不(bu)準(zhun)的(de)特(te)點(dian)，確(que)定(ding)物(wu)體(ti)的(de)運(yun)動(dong)方(fang)向(xiang)還(hai)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)
，在(zai)上(shang)述(shu)情(qing)況(kuang)發(fa)生(sheng)時(shi)能(neng)夠(gou)精(jing)確(que)測(ce)量(liang)運(yun)動(dong)物(wu)體(ti)運(yun)動(dong)的(de)角(jiao)度(du)。陀(tuo)螺(luo)儀(yi)是(shi)用(yong)來(lai)測(ce)量(liang)運(yun)動(dong)物(wu)體(ti)的(de)角(jiao)度(du)、角速度和角加速度的傳感器，它能夠有效解決上述問題。

 

 

saodijiqirendelujingguihuajiushigenjujiqirensuoganzhidaodegongzuohuanjingxinxi
，anzhaomouzhongyouhuazhibiao，zaiqishidianhemubiaodianguihuachuyitiaoyuhuanjingzhangaiwupengzhuangdelujing，bingqieshixiansuoxuqingsaoquyudeheliwanquanlujingfugai。

 

根據機器人對環境信息知道的程度不同，可以分為兩種類型:huanjingxinxiwanquanzhidaodequanjulujingguihuahehuanjingxinxiwanquanweizhihuobufenweizhi，tongguochuanganqizaixiandiduijiqirendegongzuohuanjingjinxingtance，yihuoquzhangaiwudeweizhi
、形狀和尺寸等信息的局部路徑規劃。

 

 

youyusaodiqirencaiyongdeshihongwaixianchuanganqi，kaolvdaohongwaixiandetancefanweiheqingsaohuanjingdeweizhixing，caiyongleyizhongyanbianxuexidefangshi，jirangqingjiejiqirencongzhidingweizhiyanqiangbijiqikaojinqiangbidezhangaiwuwaiyuanannishizhen（或順時針）方fang向xiang繞rao房fang行xing走zou一yi周zhou，行xing走zou過guo程cheng中zhong實shi時shi記ji錄lu清qing潔jie機ji器qi人ren中zhong心xin點dian的de位wei置zhi坐zuo標biao
，這zhe樣yang就jiu可ke以yi大da致zhi描miao述shu出chu清qing掃sao環huan境jing的de輪lun廓kuo及ji靠kao牆qiang障zhang礙ai物wu的de分fen布bu情qing況kuang。並bing記ji錄lu下xia當dangy坐標達到最大值ymax時

，x能達到的最大值xmax（考慮到障礙物可能存在於牆壁的右下角）。

 

 

zaijiqirendezhenggeyundongguochengzhong
，caiyongjiaoduceliangxitongduidangqiandezishenjiaodujinxingjiancebingyouguangdianbianmaqidedaozaigaifangxiangshangyunxingdeweiyi，tongguoshishijilu，bingduiyundongluxianjinxingjifen
，dedaodangqianweizhi。ruxiatusuoshi：

 

 

 

為了使清潔機器人能按照我們所要求的工作模式進行清掃，首先要規定其運動規律
，如下圖所示：

 

 

若(ruo)該(gai)區(qu)域(yu)內(nei)無(wu)任(ren)何(he)障(zhang)礙(ai)物(wu)出(chu)現(xian)
，則(ze)主(zhu)要(yao)是(shi)控(kong)製(zhi)程(cheng)序(xu)驅(qu)動(dong)掃(sao)地(di)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)該(gai)區(qu)域(yu)內(nei)做(zuo)直(zhi)線(xian)帶(dai)狀(zhuang)往(wang)複(fu)運(yun)動(dong)，當(dang)機(ji)器(qi)人(ren)前(qian)方(fang)的(de)紅(hong)外(wai)傳(chuan)感(gan)器(qi)檢(jian)測(ce)到(dao)其(qi)運(yun)動(dong)到(dao)x方向最大位置，則機器人繞右側輪子轉180°，在機器人轉角時，隻驅動一個驅動輪，以另一個驅動輪為支點向左或向右轉，這樣做能夠使得機器人在轉過180°後正好移過一個車位，保證機器人在往返清掃過程中不留下清掃死區。

 

若在運動過程中遇到障礙物
，則機器人能夠智能越障。障礙物主要分三種情況

，一種是靠最遠處牆壁的障礙物，如障礙物D，第(di)二(er)種(zhong)是(shi)不(bu)靠(kao)牆(qiang)障(zhang)礙(ai)物(wu)，第(di)三(san)種(zhong)是(shi)其(qi)他(ta)靠(kao)牆(qiang)障(zhang)礙(ai)物(wu)。由(you)於(yu)在(zai)清(qing)掃(sao)前(qian)
，機(ji)器(qi)人(ren)進(jin)行(xing)了(le)邊(bian)沿(yan)學(xue)習(xi)，獲(huo)得(de)了(le)空(kong)間(jian)的(de)邊(bian)緣(yuan)信(xin)息(xi)，因(yin)此(ci)可(ke)自(zi)動(dong)將(jiang)第(di)三(san)種(zhong)障(zhang)礙(ai)物(wu)作(zuo)為(wei)牆(qiang)壁(bi)處(chu)理(li)。若(ruo)障(zhang)礙(ai)物(wu)不(bu)是(shi)靠(kao)牆(qiang)障(zhang)礙(ai)物(wu)，則(ze)機(ji)器(qi)人(ren)能(neng)利(li)用(yong)紅(hong)外(wai)測(ce)距(ju)傳(chuan)感(gan)器(qi)沿(yan)障(zhang)礙(ai)物(wu)邊(bian)沿(yan)行(xing)走(zou)，直(zhi)到(dao)其(qi)在(zai)y軸方向的位置移動一個車位，然後轉180°運動。同時係統內的存儲單元可以記錄該障礙物的y軸最大坐標和最小坐標，即記錄障礙物在y軸方向的尺寸，當機器人超高障礙物運動到x軸最大或者最小位置處時，需要沿y軸反方向走一個障礙物尺寸的距離

，然後繼續清潔障礙物另一側的區域。若障礙物靠最遠處牆壁時，若y軸達到最大值，且x軸方向未達到xmax，且前方傳感器檢測到障礙物，則機器人繞過障礙物運動y軸方向最遠處，清掃剩餘區域，當y軸方向和x軸方向同時達到邊沿檢測時得到的最大位置值時，停止檢測。

 

掃地機器人的運動規律如下表：