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1、百度文庫-讓每個人平等地提升自我 智能樓梯清潔機器人總結報告 一、項目簡介 隨著生活和科技水平的日益提高，自動清潔機器人已經成為社會關注的焦點之一。本作品是一種樓梯智能的清潔機器人。該機器人采用一種全新的、高效的三葉型輪主驅動外加履帶驅動方式，清潔機器人能夠自如靈活的完成攀爬樓梯、樓梯清潔、跨越門檻等障礙、以及在樓梯臺階和平地上橫向運動、清潔等動作。在機器作業(yè)時三葉型履帶輪的轉動使機器人能夠攀爬臺階，履帶驅動能調節(jié)機器人在臺階上的位置；三個橫向驅動輪在升降裝置的作用下能夠使十字履帶輪脫離地面，然后使整車橫向運動，進行移動清潔工作。清潔部分采用噴水、清潔盤強力洗刷、吸水膠條汲取污水為一

2、體的裝置。此外該機器人采用選用了高性能、低成本、低功耗的STM32單片機作為控制器，并帶有光電、超聲波等傳感器實現智能清掃，并有主要由TFT觸摸屏組成的人機交互界面可以通過設定需要清潔的層數后，由機器人自己完成清潔動作。該機器人能進行長時間，大面積清潔工作，減少人力勞動強度。 二、主要工作原理： 整體裝置：車體、三葉型履帶輪、升降橫向行走機構、洗刷裝置、傳動部分和電控部分等。 1 .車體：車體主要用鋁材和鋼材連結。/ 2 .三葉型履帶輪：履帶輪由三葉骨架、傳動軸、齒輪、履帶等構成。該設計主要為了能穩(wěn)定地攀爬樓梯，及在地面上行走。三葉輪由兩個電機單獨驅動：整輪可在鏈條的驅動下，在樓梯上進

3、行翻轉運動；外面附著履帶可以在內驅動軸驅動齒輪的作用下，沿著三葉骨架表面運動。履帶不僅可增大地面摩擦力，還起到在樓梯上進行微小的位置調整得作用。 6 4.洗刷裝置 洗刷裝置主要由殼體、滾刷（3個），密封橡膠皮，過濾裝置及傳動裝置構成。兩滾刷之 間會積存一些水，可以濕潤滾刷。滾刷在齒輪的驅動下在地面上清潔污漬，并在殼體內被另一毛滾刷清洗表面，被帶進殼體內的小碎屑會被過濾網攔截，過濾網可拆卸并清理污物。 5.傳動部分 傳動部分主要由鏈條、鏈輪驅動。三葉輪整體由一個減速器輸出的動力驅動；內驅動軸左右各用一個蝸輪蝸桿電機驅動，以實現差速轉向。每個洗刷用一個電機驅動。 三、

4、電路控制部分 本機器人采用嵌入式智能控制技術,電控部分搭載在stm32平臺上，運用人機交互界面和自動控制原理，實現機器人的基本運行。利用觸碰開關，超聲波傳感器，紅外傳感器來保證機器人的安全準確操作。 傳感器 1、加速度傳感器 采用14腳封裝形式。ADXL34*ADI公司的三軸數字加速度傳感器，最大可感知土16g的加速度，感應精度可達/LSB,傾角測量典型誤差小于1°,傳感器采樣速度在~3200Hz之間可調。通過加速度傳感器測得（3葉拿東西的反轉角度）。/ 2.雙超聲波傳感器\/ 采用雙超聲波傳感器，探測范圍2cm-450cm精度優(yōu)于2mm的超聲波傳感器測量機體的偏斜程度，以及在樓梯

5、的上的相對位置，從而判斷機器人的運動方式，及平動距離。 如圖示1所示，在攀爬樓梯時首先使用超聲發(fā)射器3、4發(fā)射超聲波，實施對車體的定位，然后根據反饋調整車體到達工作位置；設置兩個傳感器的好處是可以檢測車體是否發(fā)生偏斜； 車體在樓梯上左右移動時，用超聲發(fā)射器1、2對墻壁進行測距，從而達到橫向清掃樓梯的目的； 在樓梯的末端（轉彎處的平面）首先使車體到達墻角處，然后放下洗刷，開始工作，利用超聲探測器5到達另一墻壁時，向后退一個洗刷的距離后，繼續(xù)反向工作，如此循環(huán)。 四、主要創(chuàng)新點： 1、三葉型驅動輪，實現機器人自動攀爬；外加履帶驅動，極大的提高了機器人運動靈活穩(wěn)定性，并且加工簡單，

6、易于實現。 2、采用雙滾刷浸潤設計，在兩滾刷之間形成一條水溝渠，使?jié)L刷表面濕潤，且水渠內的水可 在殼體與水箱之間循環(huán)流動，可以提高清潔速度及質量； 3、橫向升降行走結構，有效的避免了清潔死角，能夠全面覆蓋樓梯的各個角落，并且適用于各種環(huán)境。 4、采用高性價比、低功耗的設計電路。 5、擁有智能化的控制系統(tǒng)，能供實現自動清掃。 五、項目研究成果： 1 .本項目設計并制作出一臺以三葉型驅動輪為特色的樓梯智能清潔機器人，可實現完全 自動化清潔樓梯的作業(yè)等一系列動作，可以進行樓梯識別、位置定位、清潔表面等簡單任務，具有一定的推廣與使用價值。我們將設計制作好的一臺智能樓梯清潔機器人應用在學校多出 樓梯場所，由測試得到的各項數據分析顯示，我們的作品的實際效果與最初的設計預想相符,具有很好的應用前景。 2.代表燕山大學參加了第二屆大學生機械創(chuàng)新設計大賽，榮獲一等獎，第五屆全國大學 生機械創(chuàng)新設計大賽，榮獲河北省二等獎和全國二等獎。 六、實物照片