CN211381108U - 一种基于stm32的智能扫地机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于STM32的智能扫地机器人，包括扫地机器人本体和充电桩，所述扫地机器人本体包括壳体、动力单元、传感器单元、控制单元以及电池单元，所述动力单元、传感器单元、控制单元设置在壳体内部，所述充电桩设置在墙壁处，用于自动给扫地机器人充电，包括锂电池充电电路以及信标控制器，实用新型解决了现有的扫地机器人成本高的问题，具有成本低、算法精准、扫地干净的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及扫地机器人技术领域，具体涉及一种基于STM32的智能扫地机器人。
背景技术
随着技术的进步，扫地机器人的智能化水平越来越高，人们对扫地机器人的需求也越来越迫切。但是高昂的价格也让扫地机器人成为了普及的巨大障碍。决定扫地机器人的成本主要在于路径规划和导航方式，激光和视觉导航对传感器、微处理器的性能要求很高，导致整体成本居高不下。而简易的随机清扫方式性能差，难以满足用户的需求。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提出一种基于STM32的智能扫地机器人，包括扫地机器人本体和充电桩，所述扫地机器人本体包括壳体、动力单元、传感器单元、控制单元、锂电池单元，解决了现有的扫地机器人成本高的问题，具有成本低、算法精准、扫地干净的优点。
本实用新型通过以下技术方案实现：一种基于STM32的智能扫地机器人，包括扫地机器人本体和充电桩，
所述扫地机器人本体包括壳体、动力单元、传感器单元、控制单元、锂电池单元，所述壳体的底部设置有清扫电刷，清扫电刷由控制单元控制；所述动力单元包括直流减速电机、电机驱动电路、驱动轮、从动轮，所述控制单元通过电机驱动电路控制直流减速电机，所述驱动轮采用差动方式进行转向，所述从动轮负责支撑底盘；所述传感器单元包括超声波探测器、加速度及陀螺仪传感器、红外探测器、光电编码器；所述控制单元包括STM32单片机；所述锂电池单元为整个扫地机器人供电；
所述用于自动给扫地机器人充电，包括锂电池充电电路以及信标控制器。
进一步的，所述壳体四周设置有弹性防撞塑料。
进一步的，所述直流减速电机共有两个，每个直流减速电机设置有一个电机驱动电路，每个电机驱动电路包括L298N芯片。
进一步的，所述超声波探测器共有5组，分别设均匀置在壳体前方。
进一步的，所述红外探测器共有5组，分别设均匀置在壳体前方。
进一步的，所述加速度及陀螺仪传感器为MPU6050。
进一步的，所述壳体底部还设置超声波探测器。
进一步的，所述控制单元还设置有蓝牙通讯单元，实现与移动端通讯。
进一步的，所述移动端包括手机或平板。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的单片机为STM32，是一款高性价的单片机，能以较低的价格高效率的完成任务，能有效降低扫地机器人的成本，但是能确保扫地机器人的算法精准度；
2、本实用新型在底部设置有超声波探测器，能用来探测扫地机器人底部和地面的距离，当探测到距离突然增加时，则意味着扫地机器人已经到达了台阶边界，控制单元控制扫地机器人后退，防止摔下台阶，具有使用方便、防治摔落的优点；
3、本实用新型设置有5组超声波探测器以及5组红外探测器，超声波探测器用来探测前方障碍物的距离，红外探测器用来探测前方是否有障碍物，超声波探测器与红外探测器互相配合，能确保扫地机器人清扫干净、路线准确、不发生碰撞。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为L298N的电路示意图；
图3为MPU6050的电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-图3，本实用新型提供的一种实施例：一种基于STM32的智能扫地机器人，包括扫地机器人本体和充电桩，
所述扫地机器人本体包括壳体、动力单元、传感器单元、控制单元、锂电池单元，所述壳体的底部设置有清扫电刷，清扫电刷由控制单元控制；所述动力单元包括直流减速电机、电机驱动电路、驱动轮、从动轮，所述控制单元通过电机驱动电路控制直流减速电机，所述驱动轮采用差动方式进行转向，所述从动轮负责支撑底盘；所述传感器单元包括超声波探测器、加速度及陀螺仪传感器、红外探测器、光电编码器；所述控制单元包括STM32单片机；所述锂电池单元为整个扫地机器人供电；
所述用于自动给扫地机器人充电，包括锂电池充电电路以及信标控制器。
进一步的，所述壳体四周设置有弹性防撞塑料。
进一步的，所述直流减速电机共有两个，每个直流减速电机设置有一个电机驱动电路，每个电机驱动电路包括L298N芯片。
进一步的，所述超声波探测器共有5组，分别设均匀置在壳体前方。
进一步的，所述红外探测器共有5组，分别设均匀置在壳体前方。
进一步的，所述加速度及陀螺仪传感器为MPU6050。
进一步的，所述壳体底部还设置超声波探测器。
进一步的，所述控制单元还设置有蓝牙通讯单元，实现与移动端通讯。
进一步的，所述移动端包括手机或平板。
工作原理：本实用新型包括扫地机器人本体和充电桩。扫地机器人本体用于按照路线进行扫地，充电桩用于给扫地机器人本体进行充电。扫地机器人本体底部设置有清扫电刷，清扫电刷由控制单元控制，当扫地机器人本体前进时，清扫电刷工作，清理垃圾。当扫地机器人本体扫地结束后，自动返回充电桩，进行充电，并等待下次扫地。
壳体四周设置有弹性防撞塑料，当扫地机器人本体撞到障碍物时，可以起到保护扫地机器人本体以及保护障碍物的作用。
动力单元包括直流减速电机、电机驱动电路、驱动轮、从动轮。控制单元的IO口不能直接驱动直流减速电机，因此，需要设置电机驱动电路，电机驱动电路受到控制单元的控制，并驱动直流减速电机。每个电机驱动电路都包括一片L298N芯片。如图2所示，L298N是专用驱动集成电路。L298N的IN3、IN4、EN2、OUT3、OUT4悬空，VCC输入12N电机驱动电源正极，负极接GND,VCC5V接5V电源正极，负极接地，EN1、IN1接STM32。所述驱动轮采用差动方式进行转向，当两个驱动轮的转速不一致时，即可实现转向。从动轮负责支撑底盘。
传感器单元包括超声波探测器、加速度及陀螺仪传感器、红外探测器、光电编码器。超声波探测器用来探测前方障碍物的距离，红外探测器用来探测前方是否有障碍物，超声波探测器与红外探测器互相配合，能确保扫地机器人清扫干净、路线准确、不发生碰撞。加速度及陀螺仪传感器为MPU6050。MPU6050为全球首例整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时间轴之差的问题，减少了大量的封装空间。如图3所示，当连接到三轴磁强计时，MPU6050提供完整的9轴运动融合输出到其主I2C或SPI端口。MPU6050的VCC接3.3V电源，GND接地，AD0悬空，IIC_SCL与IIC_SDA与STM32的相应通讯端口连接。光电编码器是一种通过光电转换将输出轴的机械几何位移量转换为脉冲或数字量的传感器。光电编码器主要由光栅盘和光电检测装置构成，在伺服系统中，光栅盘与电动机同轴致使电动机的旋转带动光栅盘的旋转，再经光电检测装置输出若干个脉冲信号，根据该信号的每秒脉冲数便可计算当前电动机的转速。在本实用在，将光电编码器设置在直流减速电机转轴处，用于测量智能扫地机器人的速度和移动距离。
控制单元包括STM32单片机。
所述锂电池单元为整个扫地机器人供电。
所述壳体底部还可以设置超声波探测器。底部的超声波探测器能用来探测扫地机器人底部和地面的距离，当探测到距离突然增加时，则意味着扫地机器人已经到达了台阶边界，控制单元控制扫地机器人后退，防止摔下台阶。
锂电池充电电路用于将家用市电转化为14.4V直流电源对扫地机器人进行充电。锂电池充电电路选用ASC851X开关式电池充电管理IC。信标控制器设置在充电桩里，可以在扫地机器人返回充电时对机器人进行引导。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (9)
1.一种基于STM32的智能扫地机器人，包括扫地机器人本体和充电桩，其特征在于，
所述扫地机器人本体包括壳体、动力单元、传感器单元、控制单元、锂电池单元，所述壳体的底部设置有清扫电刷，清扫电刷由控制单元控制；所述动力单元包括直流减速电机、电机驱动电路、驱动轮、从动轮，所述控制单元通过电机驱动电路控制直流减速电机，所述驱动轮采用差动方式进行转向，所述从动轮负责支撑底盘；所述传感器单元包括超声波探测器、加速度及陀螺仪传感器、红外探测器、光电编码器；所述控制单元包括STM32单片机；所述锂电池单元包括锂电池充电电路以及信标控制器。
2.根据权利要求1所述的一种基于STM32的智能扫地机器人，其特征在于：所述壳体四周设置有弹性防撞塑料。
3.根据权利要求1所述的一种基于STM32的智能扫地机器人，其特征在于：所述直流减速电机共有两个，每个直流减速电机设置有一个电机驱动电路，每个电机驱动电路包括L298N芯片。
4.根据权利要求1所述的一种基于STM32的智能扫地机器人，其特征在于：所述超声波探测器共有5组，分别均匀设置在壳体前方。
5.根据权利要求1所述的一种基于STM32的智能扫地机器人，其特征在于：所述红外探测器共有5组，分别均匀设置在壳体前方。
6.根据权利要求1所述的一种基于STM32的智能扫地机器人，其特征在于：所述加速度及陀螺仪传感器为MPU6050。
7.根据权利要求1所述的一种基于STM32的智能扫地机器人，其特征在于：所述壳体底部还设置超声波探测器。
8.根据权利要求1所述的一种基于STM32的智能扫地机器人，其特征在于：所述控制单元还设置有蓝牙通讯单元，实现与移动端通讯。
9.根据权利要求8所述的一种基于STM32的智能扫地机器人，其特征在于：所述移动端包括手机或平板。
Priority Applications (1)
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| CN201920775622.XU CN211381108U (zh) | 2019-05-27 | 2019-05-27 | 一种基于stm32的智能扫地机器人 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112155467A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-01 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种多功能智能清洁机器人 |
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| CN112155467A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-01 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种多功能智能清洁机器人 |
| CN112155467B (zh) * | 2020-09-29 | 2021-06-25 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种多功能智能清洁机器人 |
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