高空清洁机器人

高空清洁机器人

10721116 田彪

一、创意描述

本次设计提出了一类新型的高空壁面清洗结构，采用涵道螺旋桨作为吸附装置，同时采用新型清洗装置。清洗机器人本体在楼顶缆车系统的拖动下可在高空壁面上进行高效的清洗工作。控制系统可以采用人工遥控或者自主控制，操作简单方便，安全可靠。

二、设计任务

高空清洁机器人本体是整个系统的主要部分，它也是整个系统中最复杂的一部分。对其进行功能分解，可以分为爬壁功能、清洗功能、污水回收功能三大主要功能，具体如图1所示。

图1 功能分解图

本次设计的任务就是通过对吸附装置和清洗装置的重新设计，研制出一种新型的高空清洁机器人系统，使其具有较强的通用性、适应性和较高的清洗效率，同时也应具有较低的成本和轻便易搬运等特点，最终使之能够满足高层建筑清洗行业的迫切需求。

三、设计需求明细表

表 1 设计需求明细表

四、技术路线与方案

技术领域

本发明涉及一种清洁机器人，特别是一种能够建筑物外墙壁的机器人。

背景技术

高空清洁机器人是一种实现高空清洗作业的装置。就目前国内外的研究情况来看，这种机器人主要分为三类。第一类是高空壁面轨道式，通常在建楼时就将高空壁面轨道安装到外墙高空壁面上，当进行外高空壁面清洗作业时，通过固定在楼顶的悬臂吊车装置拖动使清洗机器人沿着高空壁面导轨上下运动来完成清洗工作，然而安装在外墙高空壁面的轨道却限制了高楼的结构并大大地影响了整体建筑的外观，同时也限制了清洗机器人的应用范围；第二类是真空吸附高空清洁机器人，依靠真空吸盘将机器人吸附到外墙高空壁面上，通过自身的移动机构在高空壁面上运动来完成清洗工作，这种机器人又可分为单吸盘和多吸盘两种吸附移动方式然而由于采用真空泵抽真空的方法，使得对真空吸盘的密封性要求较高，结构复杂，造价昂贵，而且工作的可靠性和对高空壁面的适应性也较差。第三类是磁吸附高空清洁机器人，这种清洗机器人是依靠磁吸附材料吸附到高空壁面上，通常具有较强的吸附力，通过磁性履带、轮子、吸盘或足式结构可以实现在高空壁面上的吸附移动，并完成清洗作业，但这种机器人只能在特定材料的高空壁面上工作，因而应用范围受到了极大的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种新型的高空清洁机器人系统。该系统既需要具有较强的通用性、适应性和较高的清洗效率，同时也应具有较低的成本和轻便易搬运等特点。

为达到上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

本发明的高空清洁机器人，由机器人本体与楼顶缆车构成。机器人本体包括

主体框架、吸附装置、高空壁面移动装置、清洗系统、灰尘污水回收系统，吸附装置、高空壁面移动装置、清洗系统、灰尘污水回收系统分别安装在主体框架上；楼顶缆车包括水平驱动系统、卷扬系统、机架和紧固机构，卷扬机安装在机架上，水平驱动装置通过紧固机构安装在机架上；卷扬系统的缆绳连接机器人本体框架。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：螺旋桨吸附装置的底部并不直接接触高空壁面，而是有一定的距离，不存在传统吸盘的密封问题，这样便使得本清洗机器人可以轻松地越过高空壁面沟槽和窗棱，适应性强、结构简单、经济实用；清洗装置高效、灵活、可靠、环保。附图说明

图 2 是机器人本体的结构示意图。

图 3 是清洗系统的结构示意图

具体实施方式

机器人本体由楼顶电机控制，利用自身的重力，沿墙壁下滑，通过上下两个风机高速旋转产生的向墙壁的推力，系统紧紧吸附在墙壁上。当正常工作时，软毛刷快速逆时针旋转，将附着在墙面的灰尘扫起，通过上面的吸气装置吸入空气净化器，空气净化器与风机相连，经过过滤后的空气直接由风机排除。喷雾头向高空壁面上喷洒足够的水，使墙壁潮湿，易于清洗。随后快速转动的滚刷将对喷洒过水的高空壁面进行刷洗。同时海绵体清洗辊与压辊在电机和传动带的带动下同步反向转动，随着高空清洁机器人本体向下运行，海绵体清洗辊将会把高空壁面上残留的污水、污垢擦洗掉，并吸附到海绵体上，然后由同步转动的压辊将污水挤出海绵体，并通过上喷头的强力射枪，将海绵体清洗辊表面的污垢冲掉，一起被接水箱导入通到楼底的管子。

图 3 清洗系统结构示意图

国内扫地机器人十大排名 实力品牌详解

国内扫地机器人十大排名实力品牌详解 智能家电是市场需求下的智慧产物，它能给人们的生活带来便利，扫地机器人是其中较为典型的代表，其起源可以追溯到欧洲，由于智能家居理念进入中国较晚，扫地机器人在国内也是在近几年才开始被广泛使用，不过幸运的是如今的技术更为成熟。随着扫地机器人市场的打开，越来越多的同类产品出现在市面上，品牌种类也越来越多，很容易让人挑花眼，为了方便消费者的选择，以下是根据产品口碑和销量整理的国内市场十款较为有实力的扫地机器人品牌。 一、斐纳TOMEFON 斐纳TOMEFON源自德国，始创于1976年，致力于室内净化领域已经有40 多年的成功历史，欧洲作为智能家居的起源地，斐纳TOMEFON在该领域的品牌知名度较高，是欧洲家庭购买扫地机器人的首选品牌，常年位于销量榜首。斐纳TOMEFON旗下的扫地机器人因高颜值外表夺人眼球，高性价比虏获人心，最终以过硬的质量和极佳的清洁体验获得消费者的高度认可

二、iRobot 仅次于斐纳TOMEFON位于第二名，iRobot是美国著名的扫地机器人品牌，可有效清洁地板、地砖或地毯上的灰尘、毛发等，清扫轨迹遍布整个房间包括家具底部、墙根等平时难以触及的地方。2个虚拟墙可设置清洁区域，自动检测不同地面转换4种不同的清扫模式，有自动回归基座自动返回充电。虽是美国品牌，旗下扫地机器人还内置中文语音操作，十分方便。 三、普桑尼克 台湾品牌，依托于台湾工研院的技术，采用IPNAS无线载波导航规划系统，

先利用无线载波室内定位技术，为全屋提供0.3厘米精度定位信息，大范围精准定位，后启用HSIR+多点矩阵构图系统与双侦测科技的联合运用，实现全屋环境的地图规划。 四、科沃斯 中国知名扫地机器人品牌，新品搭载蓝鲸清洁系统2.0，采用创新恒压浮动抹布，可弹性紧贴地面，深度清除顽固污渍，可用手机智能调节水量，根据家中的地面情况选择高中低三档出水，可应对大户型的湿拖。机身底部滚刷吸口可切换，面对宠物的毛发清洁可轻松解决，并无惧灰尘。

关于智能扫地机器人的市场调查报告以及总体设计

关于智能扫地机器人的市场调查报告以及总体设计 杨浩荣王健聪 (北京理工大学珠海学院电气工程及其自动化系) 引言：机器人技术作为20世纪最伟大的发明之一，自上世纪60年代问世以来，已获得巨大的进步。在机器人技术不断成熟的今天，机器人在工业领域大放异彩的同时，它已快速地在农业、军事、服务等非工业领域不断拓展，并取得一定的成果。 关键词：市场需求智能扫地机器人寻路算法 Market research report on intelligent robot sweeps the floor, and the overall design Yang Haorong Wang Jianlin Abstract:robot technology as one of the greatest inventions of the 20th century, since the 1960 s, has acquired great progress. In today's robot technology continues to mature, to shine in the field of industrial robot at the same time, it has quickly in non-industrial sectors such as agriculture, military and service development, and achieved certain results. Key words: market demand intelligent sweeping robot pathfinding algorithm 1.市场需求及其调查： 作为新兴的朝阳产业，机器人出现的时间虽然短暂，但是对社会的影响是巨大的，对人类的影响也是深远的。其中，服务型机器人因更为贴近人类的生活已经有越来越多的大企业把目光投注到服务型机器人上，并制定了一些列的产品开发战略规划，产品内容包括从提供家庭日常服务的机器人到机器人玩具。尤其是玩具机器人，因为技术起点相对低，目前已成为诸多大的生产厂家的追逐热点。 服务型机器人，如今的定义尚未统一。服务型机器人的范围很广。 为了更高地了解人们对服务型机器人的了解与期望，我们进行了问卷调查，调查结果如下：

智能清扫机器人

摘要 总体方案是设计一个自主控机器人，在一个模拟的平面结构内运动，移动机器人本体，完成自主移动、避障功能。尽快遍历每一个角落，完成任务，这个工作受多个因素的影响。其中在现实生活中清洁机器人清理的过程中，利用了机器人自身的传感系统、运动控制系统和自主蔽障系统，自动记录时间系统等。整个系统的电路结构简单，可靠性能高。实验测试结果满足要求，本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。 采用的技术主要有： （1）通过编程来控制小车的速度； （2）传感器的有效应用； 关键词80C51单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车、舵机 一.国内外研究现况 在日本，东日本铁路公司、shinko电器公司和Howa工业有限公司联合研制了车站地面清扫机器人. 机器人可沿墙壁从任何一个位置自动启动. 利用不断旋转的刷子将废弃物扫入白带容器中[1]日本静甲株式会社的清水工厂开发出一种自动清扫机器人. 可用于各种工厂的清扫工作. 机器人采用光纤陀螺控制方向. 采用编码器和超声波传感器测距. 采用光学探测器探测障碍物机器人的四周装有橡胶垫. 橡胶垫内部装有触觉传感器. 一旦机器人与人接触. 触觉传感器信号会使机器人停下来1以保证人的安全Br-3]这些应用还都是用于工业或者公共的场合. 真正具有里程碑意义的是2002年9月清洁机器人‘‘Roomba”美国面市. 这是一款面向家庭的机器人。重约2ky直径为 762mm(30"). 具有高度自主能力. 可以游走于房间各家具缝隙间. 灵巧地完成清扫工作. 据说这是将用于军事的“躲避地雷的移动技术，'应用到了吸尘器上。“Roomba”的动作有点迟缓. 但却能稳定安全地完成任务由于能够在完成任务后自动切断电源. 所以可以在外出期间让‘‘Roomba”在家进行清扫英国法国和澳大利亚也都推出过清洁机器人产品 在国内，对清洁机器人相关技术如机器感知、机器人导航和定位与路径规划机器人控制、电源与电源管理、动力驱动等技术的研究. 哈尔滨工业大学、华南理工大学、上海交通大学等高校，也对清洁机器人进行了大量的研究，并取得了一些成果，这些都为清洁机器人的研究开发和推广奠定了物质和技术基础 二. 设计思路 为了制作一个能够覆盖全区域的清洁机器人，首先是设计一个移动的平台。为了简便起见，设计了两轮车身，两个后轮做主动轮，主动轮用两个直流电机。从动轮用一个万向轮。清扫装置用一个伺服电机带动一个灰尘刮和一个刷子，产生推动力达到除尘的目的。在车身前部放置一个储存垃圾的箱体。在车身的最后还设计了一个抹地机械手，进一步达到清洁的目的，机械手下带有洒水除尘装置，机械手上面的水箱带有一个用伺服电机控制的门，用来控制洒水量。车身上部安

智能清洁机器人

智能清洁机器人设计 引言：本学期我选修了《机器人概论》这一门选修课，听了老师对多种机器人多方面的介绍，我基本上对智能机器人有了一个大概的了解，同时也萌发了自己设计多用途的智能机器人的兴趣。于是，在老师的讲解下，以及自己对生活的一些感悟设计了一款适用于百姓家庭的清洁机器人，以下是我对这款智能机器人的介绍。 Introduction:this semester I took "robot introduction the optional course, listening to the teacher to a variety of robot various introduction, I basically to intelligent robot a general understanding, also had their design utility of intelligent robot interest. And so, in the sense of the teacher, and some of the design life feeling a applicable to the people of the family clean robot, the following is I to this type of intelligent robot in the paper. 关键词：智能化，清洁，机器人 前言：人们常常会问为什么要发展机器人？要发展怎样的机器人？那些机器人适合我们人类生活？其实，机器人分很多种：有军用机器人、生活机器人、医用机器人、农业机器人、微操作机器人等等，毫无疑问它们都是智能化的机器人，它们的出现就是要满足人们各方面的需求，给人们带来便利。最早的机器人出现在1959年，就是说机器人的历史并不算长，但它的发展速度确是飞快的人们都热衷于生产出各式各样适合人们使用的机器人，从以前的机械化到现在的智能化，机器人已发生了很大的变化。在现在的二十一世纪里，人们对生活质量以及对工作的要求促使着智能机器人的发展，机器人可以替人们干那些人干不了、干不好的工作。生活中有些工作会对人体造成伤害，比如喷漆、重物搬运等；有些工作要求质量很高，人难以长时间胜任，比如汽车焊接、精密装配等；有些工作人无法身临其境，比如火山探险、深海探密、空间探索等；有些工作不适合人去干，比如一些恶劣的环境、一些枯燥单调的重复性劳作等；这些都是机器人大显身手的地方。服务机器人还可以为您治病保健、保洁保安；水下机器人可以帮助打捞沉船、铺设电缆；工程机器人可以上山入地、开洞筑路；农业机器人可以耕耘播种、施肥除虫；军用机器人可以冲锋陷阵、排雷排弹…… 所以说，机器人已经成为现代生活工作不可缺少的一部分，与人们的生活密切相关。灵感来自平常生活，人们都不大热衷与做家务，有些人觉得烦，有些人则没时间做，与其这样子，为什么不设计生产出可以做家务、搞清洁的智能机器人呢？智能清洁机器人可以帮你清洁你的家居，帮你完成各种烦心的清洁任务，给人们一个干净、清洁、舒适的家。 正文：

关于智能清洁机器人的商业价值

关于智能清洁机器人的商业价值 一、智能家居系统的发展前景 在许多人的概念里，智能家居系统这个词离我们的生活似乎异常遥远，只是存在于高科技展览会里的表演，或是富豪们向人们炫耀财富而展示的一种家居装饰,可是他们没有意识到的是，在我们生活的周围存在着很多智能家居的影子。所谓的智能家居系统一般包括安防、电话、影音、空调、灯光等等各个方面，一整套完整的智能家居系统可以满足自己居家的各种需求。随着科学技术的不断进步、人民生活水平的不断提高、人们生活质量也越来越好，人们追求高品质住房的要求也不断提高，而家居智能化概念的普及，智能化装修的观念必将深入人心，事实上，近年来智能家居系统已开始一步一步走进越来越多的普通家庭。家居智能化装修的选择必将是大势所趋。可以说，也许就在不远的将来，家居智能化必然是生活中一个最基本的要求，如果您家没有进行智能化装修，那将是一件让人感觉不可思议的事情。智能家居有未来，而且一定会很好的服务中国人民。消费者在享受智能化的时尚生活的同时也给他们带来简单、方便、快捷。 也许有的人不一定相信未来的家庭装修将是智能化的天下，但是从不同角度分析之后，这种怀疑将不复存在。一、从发展趋势上来说：根据十一五规划纲要的要求，国家着重强调了住宅建设要做好节能减排、绿色建筑、智能建筑的要求，中央也不断加大了财政与政策支持，提出了“到2010中国大中城市60%的住宅要实现智能化”这一发展目标。因此，住宅智能化必然会是未来住宅建设发展的趋势，而住宅的智能化即意味着家庭的智能化。同时，之前已经提到过，现代社会在不断地发展着，与此同时人们的生活水平与生活质量也在不断的提高，可是随着社会的发展，普通的家庭装修已经无法满足人们的日益增长的对于生活水平提高的要求，人们追求高品质住房的要求不断的提高，而家居智能化概念的普及，智能化装修的观念正好迎合了人们的需求，所以说，家庭装修的智能化必将深入人心，也必将是众望所归的。到那时，家居智能化必然是生活中一个最基本的要求，如果您家没有进行智能化装修，那么就好像现在您家没有安装宽带一样，让人无法接受。智能家居有美好未来，这将是毋庸置疑的。 二、以人为本：智能家居系统的产品与家庭的日常生活息息相关，功能单一化、操作复杂化的产品不是智能家居的最终归途，智能家居系统的产品未来的趋

智能清洁机器人的商业价值

智能清洁机器人的商业价值 一、智能吸尘机器人占据未来市场的可能性 作为清洁设备的一个做组成部分，智能吸尘机器人同样有着广阔的发展前景，随着人们日益提高的生活水平，人们对于享受生活的要求也就越来越高。家庭清洁－一项家庭日常必需做得工作，费时费力，很多人都希望可以简单而又轻松的完成这一项工作。故而，智能吸尘机器人有了其存在的市场价值。并且随着越来越多的人需要它，它的存在价值以及发展潜力也就越来越大了。 相比于普通的吸尘器，智能清洁机器人与其相比存在着很大的不同。智能吸尘机器人存在内置智能芯片，可以自动识别判断家庭环境，通过算法来计算行走路径，通过物理或者光学感应来检测家中灰尘的位置并能够自动清扫地板上的灰尘，清理毛发和碎物，并且在清扫任务完成后，智能吸尘机器人可以自动返回充电。而使得智能吸尘机器人可以做到这样的原因就是智能吸尘机器人内置的智能芯片以及提前下载拷贝到芯片中的程序。 在组成部分上，智能吸尘机器人与传统的吸尘器有着很大的不同：1、传感部分：相当于人的五官，起到对外界的感知作用。2、控制部分：相当于人的大脑，起到连接对肢体的支配。3、驱动部分：相当于人的肢体，被控制起到协调作业。4、吸尘部分：在智能吸尘器里面嵌入真空吸尘器部分。5、电源部分：提供机器所需要的动力系统。可以说，除了吸尘部分与传统的吸尘器有共同点之外，用户无法从智能吸尘机器人上找到一丁点吸尘器的影子，而这些正是在未来智能吸尘机器人可以取代吸尘器的原因。 在功能方面，智能吸尘机器人更加适合未来用户关于家庭清洁方面的要求，比如：1、智能清扫：仅仅只需要按下启动，无需人工辅助，智能吸尘机器人便可自动进行吸尘工作遥控清扫，用户可以通过红外线遥控感应器，随时遥控，随时清扫。2、超薄机身：可以直接切入家具底部进行清扫。在不工作时，可以放在任何地方，不占用太大的空间。3、自主导航：由于智能吸尘机器人的内置智能芯片以及算法的缘故，智能吸尘机器人可以采用不同的

智能清洁机器人国内外发展状况浅析

146 研究与探索Research and Exploration ·探讨与创新 中国设备工程 2018.02 (下) 智能清洁机器人集机械学、电子技术、传感器技术、计算机技术、控制技术、人工智能等诸多科技为一体，不仅是一种环保、智能型的服务机器人，还具有良好的应用前景和广泛的市场需求，近年来智能清洁机器人的发展和应用受到国内外的广泛重视，其技术越来越成熟，应用也越来越广泛。 1?国内外发展情况 1.1?国内相关研究情况 黑龙江八一农垦大学尧李慧、田雷与黑龙江省农业机械工程科学研究院蔡晓华、侯云涛对牛舍清洁机器人的结构与避障设计进行分析与研究，并结合迂回式路径规划算法和靠墙或牛栏等障碍物的避障策略，实现清洁机器人对牛舍的全方位清扫工作。 中国计量大学的郑哲恩、孙坚、沈斌，利用工业相机拍摄粉尘，经过MALTAB 处理之后对粉尘面积进行计算，并利用清洁机器人进行清洁，根据清洁效率计算得出清洁机器人的清洁性能。 解放军理工大学国防工程学院茅靳丰、朱国栋、张虎、宋威，根据风管机器人视觉检测系统的组成，包括照明系统、摄像头、图像采集卡、图像采集软件以及图像分析软件，利用Matlab 的图像处理功能对采集到的风管内部图像进行预处理，并依据特定的算法对其清洁度进行评估。 东南大学的陆晓敏，吴浩真，韩可炯，秦家晨设计了一种基于MSP430f149 的智能清洁机器人系统。机器人依靠车体的风机装置吸附在玻璃上，可以自动完成路径规划、探测窗户的边角距离、自动清洁窗户。实现使用设计的机器人来代替人进行高空作业，在高层建筑中对外壁玻璃上的粉尘和其他污物进行清洁。 东北林业大学的王振秋、薛建琪、张宇崴、狄海廷针对变直径杆件，设计一种爬杆清洁机器人。模拟人的上肢和下肢，轮流夹紧杆体，在曲柄连杆机构的驱动下，实现机器人的攀爬运动，在机器人攀爬过程中实现 自动清洁。 广东技术师范学院天河学院的陈朝大和广州航海学院的吕志胜针对红外避障检测和绝对定位的局限性，对智能寻迹的清洁机器人进行研究。机器人采用超声波传感器配合伺服电机构成自动避障系统，对室内未知环境进行探测，提出了多路径融合规划控制算法，使机器人能够完成自主全区域覆盖行走。 由此可见，国内智能清洁机器人研究主要集中在对障碍物的躲避以及特殊区域的清洁方面，研究应用范围主要包括高空清洁、管道清洁、牛舍清洁等，对更为复杂环境的清洁能力检测方面研究较少，利用静态图像进行分析和评估以及终端特殊机械机构的设计是目前主要的技术研究方向。1.2?国外相关研究情况 由新加坡国际和南洋理工大学控制专家Elid 开发的机器人技术系统Outobot，展示了一个能够清洁和油漆高层建筑外部的机器人，声称提供一个更安全和更有效的替代人工清洁的方法，清洁水平达到了一个新的标准。 韩国的Jin-Ho Suh 等人发明了一种更为高效的水下清洗机器人研制平台，平台可用于研制和设计可满足应用在工业清洁工作领域中的水下清洗机器人性能，所开发水下清洁机器人的方法，可用于实现清洗不同类型的工业水箱的功能。 英国的Jo ?ao Mouraa B 等人提出了一种驾驶室前清扫机器人的控制和路径规划方法。所提出的解决方案包括研究机器人之间的相互作用机械手联合清洁一个未知的表面，并在制定操作空间的实施的同时，通过力和位置控制末端执行器的轨迹，从一个光栅实时的扫描到被清洁表面与局部的自适应路径表面几何的细微差别。 英国的Tetsuo Tomiyama 等人介绍了列车驾驶室前部清扫机器人的系统和概念设计方法。对现行程序进行分析，发现过程中可能出现的空白，并产生一个满足这些要求的清洁系统概念设计的要求清单。提出的解决方案包括系统在不同子系统中的划分，每个子系统的不 智能清洁机器人国内外发展状况浅析 褥铜，赵晨 （顺德出入境检验检疫局技术中心，广东?佛山?528303） 摘要：通过分析智能清洁机器人的国内外发展状况，为相关企业做技术研发方向提供服务，对于提高我国智能清洁机器人生产企业的技术水平，以及提升我国在国际智能清洁机器人市场的竞争力有着积极的意义。 关键词：智能清洁机器人；国内；国外；发展状况 中图分类号：F416 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2018）02（下）-0146-02

中国服务机器人的发展现状

中国服务机器人的发展现状以及对未来的展望 服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它能胜任大概80多个细分领域的服务型工作，但主要的应用场景有清洁、陪护、教育、医疗、迎宾、巡检等等场景。不同于从事生产作业的工业机器人，服务机器人对于应用场景的复杂性有着更高的要求。 服务机器人的市场前景 近年来，服务机器人在国内外市场的增速越来越快，预计2018年到2020年，全球的服务机器人平均将会有30%以上的持续增速。单2017年一年，全球的服务机器人销量就达到了900万台，约有70亿美元的市场空间。而中国在2017年一年的服务机器人领域也有12.8亿美元的市场份额额，占全球市场规模的20%左右。中国基本占了全球五分之一的服务机器人市场份额，同时增速高于全球平均水平，大约能达到40-50%。对于中国服务机器人的现状，中国服务机器人的投资数目巨大，且增长速度不断攀升，总共投资金额也高达694亿人民币。可以说，中国的服务机器人行业相当景气。 中国服务机器人企业的现状 在性能方面，服务机器人被看重的就是交互能力。所谓的交互能力，主要包括了自然语言处理和图象的处理，其相当于人类在图象、声音的感知能力。服务机器人的性能好不好，主要看的是其产业链完善不完善。服务机器人的产业链基本可以分为上中下三个层面，上游就是核心零部件，包括芯片、算法、激光雷达；中游就是功能模块，属于人工智能的领域；下游基本上是应用的各个不同的细分市场。 中国服务机器人的新方向 清洁机器人为什么市场做得那么好？工作场景相对封闭，交互的需求比较少；第二，清洁机器人完全可以替代吸尘器；第三，减少人类的劳动，满足人类

的不愿进行单调枯燥的劳动的需求。通过对清洁机器人的分析，接下来教育机器人可能会成为中国服务机器人的新方向。原因如下，首先，教育机器人的工作场景也相对封闭，交互需求少；同时教育机器人能够完全取代现在市面上的学习机；由于中国人对教育的迫切需求，教育机器人能充分满足。 国内的机器人企业也越来越多，在服务机器人领域，发展较为可观的有杭州国辰机器人，其迎宾机器人产品目前已经是国内服务机器人行列中名列前茅的。由此可见，国内的服务机器人产品性能基本已经可以实现大多数企业的需求。无论是平台型还是应用型企业，在中国服务机器人发展势头迅猛的大背景下，都在不断实现弯道超车。相信未来中国在服务机器人领域还将会收获更好的成绩。

基于AT89C51的智能清洁机器人设计

第24卷 第5期 2008年3月 甘肃科技 Gansu Science and T echnolo gy Vol.24 N o.5M ar. 2008 基于AT 89C 51的智能清洁机器人设计 韩 珩,张 波 (沈阳化工学院,辽宁沈阳110142) 摘 要:设计一种基于AT 89C51的智能清洁机器人系统,介绍了机器人总体设计、各组成部分及系统软件设计。该系统包括主控模块、执行机构以及传感器模块等几个子系统,以通用性和功能完备为目标使机器人具备了智能清洁的能力。 关键词:清洁机器人;单片机;传感器;红外遥控中图分类号:T P242 1 机器人的总体设计 总体设计目标是设计一个具有自主清扫、避障、卡住报警、尘仓满仓检测等功能,能够在无人干预情况下自主完成室内清扫工作,也可以人为通过红外遥控器控制其状态的机器人系统。同时,为使机器人高效、可靠地完成作业,在其内部嵌入路径覆盖算法,使它脱离随机清扫的模式,能够记忆已走过的路径和遇到的障碍物位置,不遗漏地进行全区域清扫和不重复遇到同一个障碍物,实现高覆盖率、低重复率的清扫过程。 2 机器人的组成结构 机器人由5部分组成:系统主控制部分、执行电机部分、传感器部分、输入输出部分和电源部分。主控系统使用单片机AT 89C51控制,包括红外遥控接收模块,对输入输出器件的操作,对执行电机的控制,以及对传感器的响应等。执行电机部分是吸尘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;传感器部分即检测子系统,主要为了保障机器人能够安全地工作;输入输出部分包括遥控子系统和显示子系统,能够较好地实现人机交互的功能;电源部分采用可充电的12伏锂电池。 2.1 系统的主控部分 本设计选用了A TL 公司生产的89C4051单片 机作为控制器。AT89C51与其它各部分电路的关系为[1]:通过红外接收模块接收来自遥控器的命令;通过各个传感器接收外部环境的状态信息;通过2路PWM 信号给电机提供电压,控制轮子的速度和方向;由I/O 口信号控制三极管进而控制继电器驱动清扫、吸尘电机;通过捕获2个电机编码器信号检测轮速;通过多个I/O 口控制LCD;利用串口变并口芯片控制多个LED 指示灯和按键等。系统结构如图1所示。 2.2 执行电机部分 机器人的行进电机由驱动电路放大后驱动,考

湖面清扫智能机器人的控制系统设计说明书

湖面清扫智能机器人的控制系统设计 1、引言 机器人是上个世纪中叶迅速发展起来的高新技术密集的机电一体化产品，它作为人类的新型生产工具，在减轻劳动强度、提高生产率、改变生产模式，把人从危险、恶劣的环境下解放出来等方面，显示出极大的优越性。在发达国家，工业机器人已经得到广泛应用。随着科学技术的发展，机器人的应用范围也日益扩大，遍及工业、国防、宇宙空间、海洋开发、紧急救援、危险及恶劣环境作业、医疗康复等领域。进入21世纪，人们已经越来越切身地感受到机器人深入生产、深入生活、深入社会的坚实步伐。机器人按其智能程度可分为一般机器人和智能机器人。一般机器人是指不具有智能，只具有一般编程能力和操作功能的机器人；智能机器人是具有感知、思维和动作的机器人。所谓感知即指发现、认识和描述外部环境和自身状态的能力，如装配机器人需要在非结构化的环境中认识障碍物并实现避障移动，这依赖于智能机器人的感觉系统，即各种各样的传感器；所谓思维是指机器人自身具有解决问题的能力，比如，装配机器人可以根据设计要求为一部复杂机器找到零件的装配办法及顺序，指挥执行机构，即指挥动作部分完成这部机器的装配；动作是指机器人具有可以完成作业的机构和驱动装置。由此可见，智能机器人是一个复杂的软件、硬件综合体。 机器人的核心是控制系统。机器人的先进性和功能的强弱通常都直接与其控制系统的性能有关。机器人控制是一项跨多学科的综合性技术，涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多种学科的内容。 近年来，随着工业和其它服务行业的蓬勃发展，人们在重视其经济效益的同时却往往忽略了他们对环境的污染，人类赖以生存的水资源也不例外。水面污染对人类的水源构成很大的威胁，湖泊尤其是旅游胜地和市内人工湖泊，更是无法逃避漂浮物污染的厄运，举目可见各种日常消费品的包装物在湖面上漂浮。污染的加剧根治水污染。但是，水面污染的治理是一项艰难的长期任务，是全人类必须面对的共同问题。用人工清理水面漂浮物只是权益之计，有些危险水域人无法工作。很多发达国家致力于水面污染治理设备的研究，如石油清理设备，但只是用于大量泄露石油的清理。目前，我国研制的清理水面漂浮物的设备还未见报道，国外研制的也不多，并且价格昂贵，实现的功能也不尽人意。因此，开发一种性

一种新型智能清洁机器人测控系统的设计与实现_百度文库

0引言 移动机构是清洁机器人的主体，决定了清洁机器人的运动空间，一般采用轮式结构。传感器系统一般采用超声波传感器、红外光电传感器、接触传感器等构成多传感器系统。随着近年来控制技术、传感技术以及移动机器人技术等技术的迅速发展，智能清洁机器人控制系统的研究和开发已具备了坚实的基础和良好的发展前景。吸尘系统在原理上与传统立式吸尘器相同，主要是在结构设计上更多考虑结构尺寸、集成度以及一些辅助机构的合理布置和利用，以此来提高能源利用率和工作效率。本文主要研究智能清洁机器人测控系统的设计与实现，最终目标是通过软硬件的合理设计，使智能清洁机器人能够自动避开障碍物，实现一般家居环境下的自主清洁工作。 1测控系统组成及功能 智能清洁机器人测控系统主要包括控制器核心系统、传感器系统和驱动系统等。 其原理如图1所示。基于清洁机器人自身体积尽可能小的原则，本设计将控制器核心系统、传感器系统、行走驱动及相关电路集成在一块电路板上。为防止干扰，通过光电隔离器件将各模块在电气上隔离开来。利用超声波传感器、红外反射式传感器和接触传感器组成多传感器系统，检测信号经调理电路处理后送控制器；采用8位单片机SST89E554R作为控制器，控制器对传感器信号加以判断，根据判断结果，选定相应的控制策略，并控制语音系统发出相应的报警信号；在相应的控制策略下，通过专用驱动器驱动直流电机，带动驱动轮，两轮独立驱动，实现避障功能；同时，控制器控制小型双风机真空吸尘系统对经过的地面进行必要的清扫。 圧样■更丽1障奎nbtll二^酉! 图i系统原理 该新型智能清洁机器人实验平台如图2所示，该平台为圆形结构，两轮独立驱动，具备完整的吸尘系统和电源系统等功能模块。最终将在该平台上对本文所介绍的测控系统的性能进行实验验证。

智能清洁机器人介绍

上海大学2013 ～2014 学年秋季学期研究生课程考试 （小论文） 课程名称：机电工程基础课程编号： 论文题目: 智能清洁机器人的发展应用与前景 研究生姓名: 曾宁学号: 13721455 论文评语: 成绩: 任课教师: 李朝东 评阅日期:

智能清洁机器人的发展应用与前景 曾宁 （上海大学机电与自动化工程学院） 摘要：清洁机器人又称智能吸尘机器人或自动吸尘器，它涉及到机械、电子和计算机等知识，是将移动机器人技术和清洁技术融为一体、仿人体清洁动作的高新技术产品。它不仅节省了劳动力资源，而且还解决了人类在复杂恶劣的环境之下不能持续工作的问题。近年来随着科技和社会的不断进步和发展，已受到国内外的重视，成为服务性机器人一个新的研究方向，也成为目前家用电器领域最具挑战性的热门研发课题。 关键词：智能化；自动化；清洁机器人；应用领域 Intelligent cleaning robot application and prospect of development ShangHai University , Ning Zeng, (Mechanical and electrical and automation engineering, Shanghai University, Shanghai 200072, China) ( Abstract:Cleaning robot is also called intelligent vacuuming robot or automatic vacuum cleaner, it involves knowledge such as machinery, electronics and computer, mobile robot technology and clean technology integration, the imitation of human body cleaning action of high-tech products. It not only saves labor resources, but also solve the human in the complex can't continue to work under the harsh environment. In recent years, along with the advance of science and technology and society and the development, has brought to the attention of the domestic and foreign, to become a service robot is a new research direction, also become the home appliances is the most challenging in the field of the hot research topic. Key words: intelligent; automation;cleaning robot;application 一、绪论 20世纪，人类取得了辉煌的成就，从量子理论、相对论的创立，原子能的应用，脱氧和杨核糖核酸双螺旋结构的发现，到信息技术的腾飞，人类基因组工作草图的绘就，世界科技发生了深刻的变革。信息技术、生物技术、新材料技术、先进制造技术、海洋技术、航空航天技术等都取得了很大的突破，极大的提高了

智能楼梯清洁机器人

智能楼梯清洁机器人总结报告 一、项目简介 随着生活和科技水平的日益提高，自动清洁机器人已经成为社会关注的焦点之一。本作品是一种楼梯智能的清洁机器人。该机器人采用一种全新的、高效的三叶型轮主驱动外加履带驱动方式，清洁机器人能够自如灵活的完成攀爬楼梯、楼梯清洁、跨越门槛等障碍、以及在楼梯台阶和平地上横向运动、清洁等动作。在机器作业时三叶型履带轮的转动使机器人能够攀爬台阶，履带驱动能调节机器人在台阶上的位置；三个横向驱动轮在升降装置的作用下能够使十字履带轮脱离地面，然后使整车横向运动，进行移动清洁工作。清洁部分采用喷水、清洁盘强力洗刷、吸水胶条汲取污水为一体的装置。此外该机器人采用选用了高性能、低成本、低功耗的STM32单片机作为控制器，并带有光电、超声波等传感器实现智能清扫，并有主要由TFT触摸屏组成的人机交互界面可以通过设定需要清洁的层数后，由机器人自己完成清洁动作。该机器人能进行长时间，大面积清洁工作，减少人力劳动强度。 二、主要工作原理： 整体装置：车体、三叶型履带轮、升降横向行走机构、洗刷装置、传动部分和电控部分等。 1.车体：车体主要用铝材和钢材连结。 2.三叶型履带轮：履带轮由三叶骨架、传动轴、齿轮、履带等构成。该设计主要为了能稳定地攀爬楼梯，及在地面上行走。三叶轮由两个电机单独驱动：整轮可在链条的驱动下，在楼梯上进行翻转运动；外面附着履带可以在内驱动轴驱动齿轮的作用下，沿着三叶骨架表面运动。履带不仅可增大地面摩擦力，还起到在楼梯上进行微小的位置调整得作用。

3.升降横走机构 该机构主要由电动推杆，横向轮及驱动齿轮 构成，可实现在楼梯台阶及地面上横向行走的目 的。 4.洗刷装置 洗刷装置主要由壳体、滚刷（3个），密封橡胶皮，过滤装置及传动装置构成。两滚刷之间会积存一些水，可以湿润滚刷。滚刷在齿轮的驱动下在地面上清洁污渍，并在壳体内被另一毛滚刷清洗表面，被带进壳体内的小碎屑会被过滤网拦截，过滤网可拆卸并清理污物。

智能清洁机器人工作系统的制作方法

智能清洁机器人工作系统的制作方法 本实用新型涉及移动机器人技术领域，尤其涉及一种智能清洁机器人工作系统。 背景技术： 清洁机器人是为人类服务的特种机器人，主要从事家庭卫生的清洁、清洗等工作。 现有技术中，清洁机器人功能较为单一，总结可分为扫地、吸尘和拖地三大类。而2020 年初爆发的肺炎病毒事件使得全民对防疫认知有了较深的理解，其中消毒作为防疫的重要 手段之一，目前未发现有清洁机器人有消毒相关的功能，更未发现有清洁机器人能够自动 生产消毒水的功能。 因此，设计出一种能够自动电解生成消毒水以及监测消毒效果的智能清洁机器人工作系统 是业界亟待解决的问题。 技术实现要素： 为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种能够自动电解生成消毒水以及监测消毒效果的清洁机器人，从而大大提高使用者对清洁机器人的用户体验。 为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：本实用新型提出的一种智能清洁机器人工作系统，包括充电桩和清洁机器人，所述充电桩内置消毒发生装置；所述清洁机器人上设有一水箱，所述水箱上设有一加水口；所述消毒发生装置上设有一消毒流出管道；其中，所述消毒流出管道与所述水箱上的加水口互相对应，从而消毒液从消毒发生装置流入所述 水箱。

进一步地，所述消毒发生装置包括：电解箱体，所述电解箱体上设有消毒流出管道；所述消毒流出管道上设有止漏阀门；正极片，所述正极片内置紧固于所述电解箱体；负极片， 所述负极片内置紧固于所述电解箱体；电解线路板，所述电解线路板分别连接所述正极片 和负极片；电源，所述电源连接所述电解线路板供电。 进一步地，所述电解箱体上设有ph值探测装置，所述ph值探测装置连接所述电解线路板。 进一步地，所述电解箱体底面为一倾斜平面。 进一步地，所述电解箱体还设有一水位检测装置；所述水位检测装置连接所述电解线路板。进一步地，所述正极片与所述负极片内置紧固于所述底面倾斜的电解箱体的倾斜角。 进一步地，所述水箱上设有一喷洒管；所述喷洒管上设有一加压泵。 进一步地，所述水箱底面为一倾斜平面。 进一步地，所述水箱上设有一水位检测装置；所述水位检测装置连接所述清洁机器人的主控芯片。 进一步地，所述清洁机器人为拖地机器人、扫地机器人。 本实用新型还提出一种智能清洁机器人消毒控制方法，所述清洁机器人上设有一信号发射 模块；所述充电桩上设有一信号接收模块；所述消毒控制方法包括如下步骤： s1：所述清洁机器人上的所述加水口与所述充电桩上的所述消毒流出管道相配合嵌合； s2：所述清洁机器人上的所述信号发射模块发出装载消毒液信号至充电桩； s3：所述充电桩上的信号接收模块接收到相应的装载消毒液信号后打开所述消毒流出管道，消毒液从所述充电桩流入所述清洁机器人； s4：所述装载消毒液后的清洁机器人对所在环境进行喷洒消毒液，直至喷洒完毕。 进一步地，所述步骤s1还可以包括：所述加水口上与所述消毒流出管道上设有对准配合 模块。 进一步地，所述步骤s2包括：当所述充电桩上的消毒发生装置接收到所述清洁机器人上 的所述信号发射模块发出装载消毒液信号，所述水位检测装置检测到所述电解箱体的溶液 不足时，则发出溶液不足的信号至所述的清洁机器人，进而清洁机器人将所述的溶液不足 信号发送至用户app；当所述充电桩上的消毒发生装置接收到所述清洁机器人上的所述信 号发射模块发出装载消毒液信号，所述水位检测装置检测到所述电解箱体的溶液充足时，则发出溶液充足的信号至所述的清洁机器人，从而实现消毒液从所述充电桩流入所述清洁机器人目的。

扫地机器人设计

扫地机器人设计报告

一、功能综述 1、清扫模式：随机清扫、螺旋式清扫、交叉清扫、沿边清扫、定点清扫、预约清扫等相结合，实现全方位立体清扫； 2、智能导航系统：实现对房间地形的重构，自动规划清扫路线； 3、智能安全监控：防撞，防跌落，防缠绕，电池电量监测； 4、创新功能：灰尘量识别，实现床底清扫，手机遥控模式，尖端气流滤尘技术，室内空气质量监测与提醒； 5、其他基础功能：自动返回并充电，灰尘盒安装检查，灰尘盒容量探测。 二、机械及系统设计 扫地机器人机械设计如图1所示。 前 图1 扫地机器人机械设计图 清扫机构，行走机构，吸尘机构是本次设计的重点，也是难点所在。由于机器人运动部件多，运动状态经常改变，必然产生冲击和振动。因此，增加机器人运动平稳性，提高机器人动力学特性尤为重要。为此，在设计时应注意在满足强度和刚度的前提下，尽量减小运动部件的质量，并注意运动部件对转轴的质心装配。 (1)行走驱动轮及驱动电机 该部分主要保证机器人能够在平面内移动。为了保证小车良好的直线性，可采用双电机驱动左右两轮的方式，且在车体的后端装有一个不锈钢万向滚珠，这样可以使小车获取较好的机动性和灵活性及灵活性。前轮驱动的好处是：转向性能得到改善。前轮是转向轮，使得转向时的行驶方向容易控制，不容易出现过度转向的现象，转向安全性也得到提高。 (2)清扫机构 用电机带动两个清扫刷，使左面清扫刷顺时针转动，右面逆时针转动，这样就可以在清扫灰尘时将灰尘集中于吸风口处，为吸尘机构的工作做准备；清扫刷设计成可更换型的，可选择棉质纺织品或尼龙等化纤材料的，以适应不同的工作

环境。 (3)吸尘机构 旨在强大的吸力、将灰尘吸入灰尘储存箱中；这里我们采用尖端气流滤尘技术，全方位，多层次将灰尘一网打尽。 (4)擦地机构 在清扫、吸尘之后，利用安装在壳体下面的清洁布擦出残留在地面上的细小灰尘，同时也能够擦除地面上的顽固污渍，从而保证清洁工作的质量。 扫地机器人功能框图如图2所示。 图2 扫地机器人功能框图 三、功能简介 1、清扫模式： 清扫模式包括随机清扫、螺旋式清扫、交叉清扫、沿边清扫、定点清扫、预约清扫等。 随机清扫是指根据地面状况在其他几种清扫模式之中进行切换； 螺旋式清扫是指绕圈清扫的模式； 交叉清扫是指在不同的区域之间交叉穿梭来清扫，也可以称为Z字形清扫； 沿边清扫是沿着房间的边界进行清扫； 定点清扫是指在指定的位置小范围内清扫； 预约清扫是指每天在指定的时间自动清扫，可以预约一次和一周内任意预约清扫时间，可以放心上班和出差，也可以自动打扫。 2、智能导航系统 扫地机器人的智能导航实质就是路径自动规划。扫地机器人路径自动规划有两种方法：：随机式全区域覆盖和规划式全区域覆盖。随机式全区域覆盖方法控制简单，不需要很多的硬件，软件编程也简单，易于实现。但其缺点是移动机器人运行轨迹重复性较大，且运行轨迹不能较快地、充分地覆盖整个区域，这种路

智能轮式房间清洁机器人调研报告

齐齐哈尔大学 毕业设计调研报告 题目只能轮式房间清洁机器人 学院通信与电子工程学院 专业班级电子信息工程072班 学生姓名段明 指导教师齐怀琴 2011年3月12日

智能轮式房间清洁机器人 1、概述 清洁机器人系统的基本结构一般包括四部分：控制系统、移动机构、感知系统、清洁系统[1]。随着计算机技术、人工智能技术、传感器技术、移动机器人技术的飞速发展，为清洁机器人的控制系统的研究和开发打下坚实的理论与技术基础以及美好的未来发展蓝图；感知系统依赖于传感器技术，一般常用的传感器有：CCD摄像机、超声波传感器、红外传感器、接近传感器和碰撞传感器等，感知外部的环境信息；移动机构是清洁机器人的本体，一般的结构有：轮式、履带式、步进式或其他方式，轮式和履带式适合移动在平整的地面上，步进式适合与条件较差的路面移动；清扫系统一般有：喷水器、地刷和吸尘器，喷水器向地面喷洒清水，地刷用于强力清扫地板上的吸附物，吸尘器吸取地板上较小的物体。近年来快速发展、深刻影响着清洁机器人进步的关键技术有：路径规划技术、传感器技术、吸尘技术、控制技术、电源技术等[2]。 2、选题依据和意义 在人类不断发展的文明中，科技扮演的角色越来越重要。尤其在当今世界，科学技术使人类的生活和思维方式不断变革，科技产品已深入到人类生活的个个角落。在控制、感知、驱动、材料等领域不断进步的技术背景下，机器人首次出现在制造领域之外的服务领域，开辟了应用机器人的新领域。服务机器人的出现有着深刻的社会因素，主要有三大原因：（1）、劳动力成本上升；（2）、人类想摆脱枯燥乏味的体力劳动，像清洁、家务、照顾病人等；（3）、人口的老龄化和社会福利制度的日益完善。服务机器人有着比较明显的特征：适合具体的方式、环境以及任务过程的一个机器人系统，活动范围广，非结构环境下移动性，所以大多数机器人是移动机器人[3]。 清洁机器人是一种能够自动执行房间清扫的家用服务机器人，集中了机械学、电子技术、传感器技术、计算机技术、控制技术、机器人技术、人工智能技术等多学科。开始于20世纪80年代的研究，现在已经有多重样机和产品，并且促进了家庭服务机器人行业的发展，也促进了移动机器人技术、图像、语音识别、

智能清洁机器人设计报告书

设计大纲小博聊天机器人 1.1、设计目的： 1.2、具体的设计要求和设计依据： 1.3、设计任务： 市场调研ＱＱ：２З２9７８６９８⒊ 2.1、市场调研计划书 2.2、市场调研问题的设计 2.3、调研报告资料的整理 调研分析为你排忧解难 3.1、市场前景的分析 3.2、现有产品的评价 3.3、产品设计的环境分析 3.4、现有产品的分析 市场定位 4.1、功能定位 4.2、技术定位 4.3、产品设计定位 设计方案 5.1、设计草图 5.2、最终方案

设计总结

小博聊天机器人

1.1、设计目的：ＱＱ：２З２9７８６９８⒊ 面向目前家庭所用的智能清洁机器人设计。关注家庭的细节生活品味，通过对智能清洁机器人的造型设计，让操作不再那么枯燥乏味，温馨地融入家庭环境中。可以带来更愉快的人机交互体验，造型本身的语言就有很多值得探讨的问题。 1.2、具体的设计要求和设计依据： 1.智能清洁机器人的设计不必受现有形式的束缚，可以在对未来人们生活方式的展望中任意发散思维，设计方案要有新意。 2.可从新使用方式、结构形式、造型变化、新材料的运用等多方面作为切入点进行设计。 3.清扫路径规划。机器人能否合理的规划地面的清扫路径，在清扫到墙角或家具腿等障碍物时能否尽最大能力清扫，清扫后有无死角等。 4.多房间清扫以及限制区域功能。一般家庭都有多个房间，机器人清洁时是否有计划的覆盖到全部的房间，同时如果有一些区域不希望被清洁，是否有方便的办法对区域进行限制。 5.一次充电的清扫面积。一次充电后的清扫面积有多大，是否适合您家庭的面积。 6.清扫速度/充电速度。单位面积的清扫时间，充满电需要的时间。 7.清洁时的噪声。清洁时是否会产生噪音，噪音为多少分贝。尤其对于以”吸”为主要清洁方式的机器来说，此项很重要，因为往往它们工作时的声音都较大。