CN105286728A - 基于单片机的扫地机器人系统 - Google Patents

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陈帅华
汤勇
许艳英
包宋建
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Abstract

本发明涉及一种基于单片机的扫地机器人系统，包括机器人本体，机器人本体上设置有壳体、行走轮和万向轮，行走轮固定连接无刷直流电机，壳体下部设置有清扫刷，清扫刷内设置有吸尘口，吸尘口内设置有吸尘器，吸尘器内设置有无刷直流电机，吸尘器一侧固定连接灰尘存储箱，清扫刷一侧固定连接旋转杆，旋转杆一侧固定连接无刷直流电机，壳体下部设置有清洁布，机器人本体内设置有电源系统，该电源系统内设置有可充电的5伏锂电池，电源系统电性连接主控制系统，主控制系统控制执行电机系统，同时控制传感器系统以及控制输入输出系统，机器人本体内设置有MCU主控电路。本发明通过利用安装在壳体下面的清洁布擦除残留在地面上的细小灰尘。

Description

基于单片机的扫地机器人系统
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种基于单片机的扫地机器人系统。
背景技术
本系统作为服务机器人领域中的一个新产品，尽管目前国内在这方面的研究开发方面已经取得一定的成果，但是仍有许多关键技术问题需要解决或提高，如路径规划就是其中的一个比较重要的技术。有的可在房间内随机移动，有的能在单个房间内较简单地以一定的路线移动(不能100％走遍)。事实上，虽然有一些公司推出了一些样品或产品，但却不能达到满意程度：清洁效果不佳，遍历时间长。
目前，在一些发达国家的办公室、工厂、车站、机场等场所已广泛使用到自动扫地机。随着科学技术的进步和社会的发展，人们希望更多地从繁琐的日常事务中解脱出来，这就使得自动扫地机进人家庭成为可能。如果自动扫地机性价比足够高，那么自动扫地机市场将会被看好。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种一种基于单片机的扫地机器人系统，过MCU主控电路、防撞电路、防跌落电路、电压检测电路、稳压电路和充电位检测电路能够完全解放了人民的双手，能够全自动的完成清扫工作，当电量不足时，自动寻到充电座，进行充电，充满后继续工作本机采用stc89c52单片机为核心控制器件，虽然它的是一个入门级的单片机，但成本低，效率高，编写程序简单等优点，在市场上还是有很好的应用前景。
为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
一种基于单片机的扫地机器人系统，包括机器人本体，机器人本体上设置有壳体、行走轮和万向轮，行走轮固定连接无刷直流电机，壳体下部设置有清扫刷，清扫刷内设置有吸尘口，吸尘口内设置有吸尘器，吸尘器内设置有无刷直流电机，吸尘器一侧固定连接灰尘存储箱，清扫刷一侧固定连接旋转杆，旋转杆一侧固定连接无刷直流电机，壳体下部设置有清洁布，机器人本体内设置有电源系统，该电源系统内设置有可充电的5伏锂电池，电源系统电性连接主控制系统，主控制系统控制执行电机系统，同时控制传感器系统以及控制输入输出系统，机器人本体内设置有MCU主控电路。
其中，所述MCU主控电路采用stc89c52单片机；MCU主控电路控制稳压电路，同时控制充电位检测电路，该MCU主控电路还控制电压检测电路，该MCU主控电路控制防撞电路以及控制防跌落电路。
所述主控制系统内设置有单片机，该单片机为AT89C52单片机，该单片机与看门狗电路相互控制。
所述传感器系统内设置有各传感器电路。
所述输入输出系统内设置有红外接收电路，该输入输出系统内还设置有液晶显示电路。
所述执行电机系统内设置有PWM调速电路，该PWM调速电路控制电机；所述执行电机系统内还设置有继电器控制电路，该继电器控制电路控制清扫部件电机以及控制垃圾箱盖电机。
与现有技术相比本发明的有益效果为：
本发明通过MCU主控电路、防撞电路、防跌落电路、电压检测电路、稳压电路和充电位检测电路能够完全解放了人民的双手，能够全自动的完成清扫工作，当电量不足时，自动寻到充电座，进行充电，充满后继续工作本机采用stc89c52单片机为核心控制器件，虽然它的是一个入门级的单片机，但成本低，效率高，编写程序简单等优点，在市场上还是有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的系统框架结构示意图。
图2为本发明电路控制系统框架结构示意图。
图3为本发明主控制系统控制整体框架结构示意图。
图4为本发明的机器人整体结构示意图。
图5为本发明的机器人内部结构示意图。
附图标记说明：1.机器人本体；2.壳体；3.行走轮；4.清扫刷；5.吸尘口；6.清洁布；7.万向轮；8.无刷直流电机；9、旋转杆；10.吸尘器；11、灰尘存储箱；12.电源系统；13.主控制系统；14.执行电机系统；15.传感器系统；16.输入输出系统；17.MCU主控电路；18.稳压电路；19.充电位检测电路；20.电压检测电路；21.防跌落电路；22.防撞电路；23.电机；24.看门狗电路；25.PWM调速电路；26.单片机；27.液晶显示电路；28.继电器控制电路；29.清扫部件电机；30.垃圾箱盖电机；31.各传感器电路；32.红外接收电路。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步详细描述：
参照图1至图5所示的一种基于单片机的扫地机器人系统，包括机器人本体1，机器人本体1上设置有壳体2、行走轮3和万向轮7，行走轮3固定连接无刷直流电机8，壳体2下部设置有清扫刷4，清扫刷4内设置有吸尘口5，吸尘口5内设置有吸尘器10，吸尘器10内设置有无刷直流电机8，吸尘器10一侧固定连接灰尘存储箱11，清扫刷4一侧固定连接旋转杆9，旋转杆9一侧固定连接无刷直流电机8，壳体2下部设置有清洁布6，机器人本体1内设置有电源系统12，该电源系统12内设置有可充电的5伏锂电池，电源系统12电性连接主控制系统13，主控制系统13控制执行电机系统14，同时控制传感器系统13以及控制输入输出系统16，机器人本体1内设置有MCU主控电路17。
其中，所述MCU主控电路17采用stc89c52单片机；MCU主控电路17控制稳压电路18，同时控制充电位检测电路19，该MCU主控电路17还控制电压检测电路20，该MCU主控电路17控制防撞电路22以及控制防跌落电路21。所述主控制系统13内设置有单片机26，该单片机26为AT89C52单片机，该单片机26与看门狗电路24相互控制。所述传感器系统15内设置有各传感器电路31。所述输入输出系统16内设置有红外接收电路32，该输入输出系统16内还设置有液晶显示电路27。所述执行电机系统14内设置有PWM调速电路25，该PWM调速电路25控制电机23；所述执行电机系统14内还设置有继电器控制电路28，该继电器控制电路28控制清扫部件电机29以及控制垃圾箱盖电机30。
本基于单片机的扫地机器人系统工作原理及过程如下：
如图1所示，通过AT89C52单片机为主控制芯片，通过可充电的5伏锂电池电源系统，可以有效的为机器人提供电力，而且通过传感器系统、执行电机系统和输入输出系统，可以更好的控制机器人的运行。
如图2所示，通过MCU主控电路、防撞电路、防跌落电路、电压检测电路、稳压电路和充电位检测电路，便于完全解放了人民的双手，能够全自动的完成清扫工作，当电量不足时，自动寻到充电座，进行充电，充满后继续工作，而且通过stc89c52单片机为核心控制器件成本低，效率高，编写程序简单等优点，在市场上还是有很好的应用前景。
如图3所示，单片机是本系统的核心部件，起检测信号、分析信号和发送命令的作用，单片机会控制PMW调速电路来控制各个电机的转速，然后看门狗电路会和单片机相互控制保证机器人的正常运行，然后可以用红外接收电路将信息传递给单片机，单片机再根据接收的信息控制各传感器电路运行和液晶显示电路的运行，同时控制继电器电路的运行从而控制清扫部件电机和垃圾箱盖电机的运行。
如图4-5所示，机器人的主要构成部分，包括行走驱动子系统和吸尘子系统。行走结构采用轮式结构，圆形壳体，底盘为三轮电动小车，前面两轮由两个电机独立驱动，后轮为万向轮。吸尘系统用电机带动清扫刷的转动，清扫灰尘并将灰尘集中于吸风口处，由吸尘机构制造强大的吸力将灰尘吸入灰尘存储箱中。在清扫吸尘之后，利用安装在壳体下面的清洁布擦除残留在地面上的细小灰尘。轮子电机、吸尘电机和毛刷电机使用的都是无刷直流电机。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种基于单片机的扫地机器人系统，包括机器人本体(1)，机器人本体(1)上设置有壳体(2)、行走轮(3)和万向轮(7)，其特征在于：行走轮(3)固定连接无刷直流电机(8)，壳体(2)下部设置有清扫刷(4)，清扫刷(4)内设置有吸尘口(5)，吸尘口(5)内设置有吸尘器(10)，吸尘器(10)内设置有无刷直流电机(8)，吸尘器(10)一侧固定连接灰尘存储箱(11)，清扫刷(4)一侧固定连接旋转杆(9)，旋转杆(9)一侧固定连接无刷直流电机(8)，壳体(2)下部设置有清洁布(6)，机器人本体(1)内设置有电源系统(12)，该电源系统(12)内设置有可充电的5伏锂电池，电源系统(12)电性连接主控制系统(13)，主控制系统(13)控制执行电机系统(14)，同时控制传感器系统(13)以及控制输入输出系统(16)，机器人本体(1)内设置有MCU主控电路(17)。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的扫地机器人系统，其特征在于：所述MCU主控电路(17)采用stc89c52单片机；MCU主控电路(17)控制稳压电路(18)，同时控制充电位检测电路(19)，该MCU主控电路(17)还控制电压检测电路(20)，该MCU主控电路(17)控制防撞电路(22)以及控制防跌落电路(21)。
3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的扫地机器人系统，其特征在于：所述主控制系统(13)内设置有单片机(26)，该单片机(26)为AT89C52单片机，该单片机(26)与看门狗电路(24)相互控制。
4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的扫地机器人系统，其特征在于：所述传感器系统(15)内设置有传感器电路(31)。
5.根据权利要求1所述的一种基于单片机的扫地机器人系统，其特征在于：所述输入输出系统(16)内设置有红外接收电路(32)，该输入输出系统(16)内还设置有液晶显示电路(27)。
6.根据权利要求1所述的一种基于单片机的扫地机器人系统，其特征在于：所述执行电机系统(14)内设置有PWM调速电路(25)，该PWM调速电路(25)控制电机(23)；所述执行电机系统(14)内还设置有继电器控制电路(28)，该继电器控制电路(28)控制清扫部件电机(29)以及控制垃圾箱盖电机(30)。
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