，制定了左右两轮分别驱动，前后万向轮转向的方案。

即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直流电机进行驱动，前后装两个万向轮。

这样，当两个直流电机转向相反同时转速相同时就可以实现电动车电源系统主控系统键盘显示子系统遥控子系统里程计浮动，过流和边缘检测地面光敏检测传感器系统吸尘子系统行走驱动子系统毛刷电机吸尘电机返回充电站路径规划算法路径覆盖算法碰撞检测尘仓红外检测右轮电机左轮电机执行电机部分传感器部分职能软件部分输入输出部分的原地旋转，由此可以轻松的实现小车坐标不变的度和度的转弯。

在安装时并不把两个万向轮装在个平面上。

当小车前进时，左右两驱动轮与前万向轮形成了三点结构。

这种结构使得小车在前进时比较平稳，可以避免出现前后两轮过低而使左右两驱动轮驱动力不够的情况。

为了防止小车重心的偏移，后万向轮起支撑作用。

对于车架材料的选择，经过比较选择了铝合金。

用铝合金做的车架比塑料车架更加牢固，比铁制小车更轻便，美观。

综上考虑，我们选择了方案电源系统由于本系统需要电池供电，我们考虑了如下集中方案为系统供电。

方案采用蓄电池为系统供电。

蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。

但是蓄电池的体积过于庞大，在小型电动车上使用极为不方便。

因此我们放弃了此方案。

方案采用节可充电式锂电池串联共给直流电机供电，经过的电压变换后为单片机，传感器和舵机供电。

经过实验验证，当电池为直流电机供电时，单片机传感器的工作电压不够，性能不稳定。

因此我们放弃了此方案。

方案采用节可充电式锂电池为直流电机供电，用节锂电池经过的电压变换为单片机和传感器供电。

再用节锂电池经另套电压变换电路为舵机供电。

采用此种供电方式后，单片机和传感器工作稳定，舵机直流电机工作互不影响，且电池的体积较小，能够满足系统的要求。

综上考虑，选择了方案。

电机本系统为智能电动车，对于电动车来说，其驱动轮的驱动电机的选择就显得十分重要。

由于本题要实现对路径的准确定位和精确测量，我们综合考虑了下两种方案。

方案采用步进电机作为该系统的驱动电机。

由于其转过的角度可以精确的定位，可以实现小车前进路程和位置的精确定位。

虽然采用步进电机有诸多优点，步进电机的输出力矩较低，随转速的升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，其转速较低，不适用于小车等有定速度要求的系统。

载荷应力集中系数摩擦力影响系数齿轮材料的弹性模量重合度影响系数主动齿轮节圆半径从动齿轮节圆半径主动齿轮节圆处的曲率半径从动齿轮节圆处的曲率半径扭转切应力轴的抗扭截面系数轴截面的极惯性矩垂直面内的挠度水平面内的挠度转角抗弯截面系数垂直面内的支反力水平面内的支反力垂直面内的弯矩水平面内的弯矩小型清扫机器人的移动系统设计与清扫系统的设计说明书目录第章绪论清扫机器人的出现背景清扫机器人的发展历史与现状第二章清扫机器人移动系统清扫机器人的要求系统方案比较与论证最终方案第三章机械传动的设计电动机的选择减速器的参数设计轴的设计计算与校核第四章清扫装置的设置清扫装置的基本原理清扫装置的基本结构清扫装置的配置第五章总结与期望全文总结论文创新之处存在的不足与展望谢辞参考文献附录第章绪论清扫机器人的出现背景近年来，随着计算机技术与人工智能科学的飞速发展，智能机器人技术逐渐成为现代机器人研究领域的热点。

其中，服务机器人开辟了机器人应用的新领域。

服务机器人的出现主要有三大原因是劳动力成本上升二是人类想要摆脱枯燥乏味的体力劳动，如清洁，家务，照顾病人等三是人口的老龄化和社会福利制度的完善也为些服务机器人提供了钢钒的市场应用前景。

服务机器人区别于工业机器人的个主要特征就是服务机器人是种适用于具体的方式，环境及任务过程的机器人系统，其活动空间大，具有在非结构环境下的移动性，因此服务机器人大多数是移动机器人。

清扫机器人的发展历史与现状清扫机器人的发展是建立在移动机器人的基础之上的，个好的清扫机器人就必须有个好的移动基础。

因此，每次移动机器人的飞跃，随之而来的就是清扫机器人的更新换代。

国外的清扫机器人的发展与现状德国公司生产的是世界上第胎能够自行完成所有家庭地面清洁工作的清洁机器人，如图所示。

它只有长，能够自动清扫地面，自动返回充电站充电，可以在主人外出时独立完成家庭清洁的任务，其扁平的设计使其能够清洁床，沙发，茶几等家具的下部位置，如图所示它的移动是随机的，当遇到障碍时，随机改变个角度，然后继续直走，直到遇到新的障碍物它内置四种清洁程序，根据清洁面积的大小，可以选择合适的程序内置光敏传感器，在遇到楼梯与台阶时，能够自动避让，不会跌落。

图图年月著名的家电厂商伊莱克斯在英国推出了吸尘器三叶虫，如图所示。

它的高度为，直被对应的接收头所接收。

如果机器人底部距离地面的高度超过，电脑芯片便会控制机器人，使其后退并调整行走方向，从而避免从高空跌落。

保洁机器人虚拟墙工作原理保洁机器人虚拟墙在开启之后会在左右各，向前米处发射红外线，机器人机身上的个红外感应头在接触到由虚拟墙发射出来的红外线后，就不会继续前进，进入到该区域内打扫。

图经过多年的发展，我国清扫机器人的研究取得了长足的进步，在单体平台和总体技术水平与性能上，已接近或部分超越国际水平，然而与西方发达国家相比，无论是研究规模投资强度技术水平还是成果应用程度与效益等方面，都存在明显的差距，因此还有更多的工做需要去做。

第二章清扫机器人移动系统对清扫机器人机械系统的研究涉及机器人的运动学动力学问题。

控制系统的输入量也需要从对机器人运动学动力学建模分析得到的数学模型计算得出传感测量系统也是建立在定结构的机械系统之上。

因此，尽管轮式移动机器人发展到今天，机器人机械系统发展已经比较成熟，但针对具体的应用，研究人员的新型结构的开发从未停止。

清扫机器人的要求基本要求需要自带电源，小巧轻便，操作简单，自主性好，实用性强工作环境主要为普通家庭环境，也可以用于机场候机大厅，展览馆，图书馆等公共场所。

环境的共同特征为有限的封闭空间，平整的地板以及走动的人员，因此可以归结为负责多变，结构化得动态环境。

所以环境适应性是对此类机器人的基本要求。

任务主要是清扫地面和地毯，工作的对象是地面的灰尘，纸屑以及其他些小尺寸物体，而大尺寸物体不作为吸尘机器人的处理对象。

考虑到安全因素，吸尘机器人必须对人及家庭物品等不构成任何危害，同时吸尘机器人还必须具备自我保护的能力。

设计传动与转动过程中的机械零件熟悉单片机技术在机器人中的应用熟练掌握机器人的基本参数路况为平整坚硬地面，车速不低于车体尺寸不大于车体离地间隙不低于转向系统应灵活可靠相互运动部分应设润滑及密封装置系统方案比较与论证根据题目要求，本系统主要由控制器系统电源系统寻迹传感器系统电动机清扫系统及驱动系统等构成。

方框图如图图清扫机器人各部分组成方框图车身设计方案购买玩具电动车。

购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮电机及其驱动电路。

但是般的说来，玩具电动车具有如下缺点首先，这种玩具电动车由于装配紧凑，使得各种所需传感器的安装十分不方便。

其次，这种电动车般都是前轮转向后轮驱动，不能适应该题目的方格地图，不能方便迅速的实为，能够自由穿梭清扫，自动设计最佳行走路线它使用超声波探测器，可以敏捷迅速地觉察出障碍物并绕开三叶虫可分三个档位进行工作正常，快速和点清理吸尘器充满垃圾时还会发出灯光警告为了限制三叶虫的活动范围，用户需要在楼梯间或其它没有天然障碍物的地方，贴上特制的可粘式磁带。

三叶虫是由可充电电池驱动的，每次充电后可以运行左右，电量不足时能自动返回充电卡座充电。

图伊莱克斯三叶虫年月，三星公司推出款三星代号为的机器人吸尘器，如图所示，主要针对家庭市场。

主要依靠地图技术来进行定位，并能灵巧地躲避障碍物，能够快速，高翔地对房间每个角落进行吸尘当遇到障碍物或者死角情况，能轻易地分析出垃圾与其他日常生活用品，同时允许用户定义工作时间及清扫区域用户还可以通过计算机看安装在机器人前部摄像头内的信息，对其进行远程遥控整个机器人的电池能维持的连续工作，当电量即将耗尽时自动回到充电座补充能源，非常地智能化。

图三星国内清扫机器人的发展和现状年初，浙江大学机械电子研究所开始进行智能吸尘机器人的研究，两年后设计成功国内第个具有初步智能的自主吸尘机器人，与苏州公司合作研发，到年系统在自主能力和工作效率上都有了显著提高，它工作之前，首先进行环境学习，利用超声波测距，与墙保持定的行走距离，在清洁角落的同时获得房间的尺寸信息，从而决定清扫时间然后，利用随机与局部遍历规划相结合的算法产生高效的清洁路径在清扫结束后，自动回到充电座补充动力系统在的实际家庭环境中，工作可以达到以上的覆盖率。

如图图苏州深圳市银星智能电器有限公司设计研发的保洁机器人如图的些布置如下保洁机器人路径规划原理保洁机器人通过电脑芯片控制机器人的左右轮转速，实现圆弧形清洁路线。

当圆弧的半径拓展到的时候，芯片程序会控制机器人离开当前路线，在远处再次执行圆弧清洁路线。

大量的圆弧对地面实行无缝覆盖，从而达到全面清洁地面的目的。

保洁机器人自动充电原理保洁机器人在机器人电量快要耗完时，机器人顶部的红外线发射头发射出无电信号，当充电基座上的两个红外线接收头接收到此信号时，机器人便与充电基座取得了联系。

通过两个红外线接收头对机器人的引导，使其慢慢靠拢，最终实现对接。

保洁机器人防跌落原理保洁机器人在机器人底部前段，安装了对红外线感应头，每对感应头包含个发射头和个接收头。

红外线发射头发射的红外经地面发射后，单位，但在其它地区，则直接将输入功率的大小，误解为表示吸尘器性能的单位。

关天排气过滤网为了不使吸入吸尘器的微小的灰尘泄漏到外边，吸尘器里装有种种过滤网。

例如松下电器的吸尘器里，