智能吸塵器

1、智能吸塵器的開發(fā)與設(shè)計(jì)智能吸塵器的開發(fā)與設(shè)計(jì)[日期：200812313:10:00]作者：未知來源：隨著社會的進(jìn)步和發(fā)展，人們的學(xué)習(xí)、工作越來越繁忙，于是怎樣更大程度地將人們從煩瑣的日常事物中解脫出來，就成了新一代家電所追求的目標(biāo)而智能化正是這一目標(biāo)的集中體現(xiàn)本文介紹的智能吸塵器初步實(shí)現(xiàn)了無人情況下的自主工作方式，很大程度地提高了產(chǎn)品的自動化水平１總體原理總體原理該智能吸塵器利用了超聲波測距的原理，通過向前進(jìn)方向發(fā)射超聲波脈沖，并接收相

2、應(yīng)的返回聲波脈沖，對障礙物進(jìn)行判斷；通過以單片機(jī)為核心的控制器實(shí)現(xiàn)對超聲發(fā)射和接收的選通控制，并在處理返回脈沖信號的基礎(chǔ)上加以判斷，選定相應(yīng)的控制策略；通過驅(qū)動器驅(qū)動兩步進(jìn)電機(jī)，帶動驅(qū)動輪，從而實(shí)現(xiàn)避障功能與此同時，由其自身攜帶的小型吸塵部件，對經(jīng)過的地面進(jìn)行必要的吸塵清掃２功能實(shí)能功能實(shí)能整個吸塵器原理上可以分為五個主要部分（如圖1）：傳感器部分、控制器部分、驅(qū)動部分、吸塵部分和電源部分各部分的原理及具體功能實(shí)現(xiàn)如下：２１傳感器部分２

3、１１超聲波測距原理超聲波是一種一定頻率范圍的聲波它具有在同種媒質(zhì)中以恒定速率傳播的特性，而在不同媒質(zhì)的界面處，會產(chǎn)生反射現(xiàn)象利用這一特性，就可以根據(jù)測量發(fā)射波與反射波之間的時間間隔，從而達(dá)到測量距離的作用其具體的計(jì)算公式如下：s＝vt／2其中，s為障礙物與吸塵器之間的距離；t為發(fā)射到接收經(jīng)歷的時間；v為聲波在空氣中傳播的速度由于ｖ的值受溫度的影響會波動，因此，在實(shí)際的應(yīng)用中可以用以下公式來加以補(bǔ)償，其中T表示空氣的絕對溫度，ms為速度單

4、位在智能吸塵器中，避障功能的實(shí)現(xiàn)正是利用了這一超聲波測距的原理它的傳感器部分由三對（每對包括一塵器運(yùn)動前輪不再采用傳統(tǒng)的雙輪結(jié)構(gòu)，而采用了應(yīng)用非常廣泛的平面軸承，這既減小了結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，又提高了轉(zhuǎn)彎的靈活性（如圖３）通過改變作用于步進(jìn)電機(jī)的脈沖信號的頻率，可以對步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)較高精度的調(diào)速同時在對兩電機(jī)分別施加相同或不同脈沖信號時，通過差速方式，可以方便的實(shí)現(xiàn)吸塵器前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、后退、調(diào)頭等功能這一設(shè)計(jì)的最大優(yōu)點(diǎn)是吸塵器能夠在任意半徑下

5、，以任意速度實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，甚至當(dāng)兩后輪相互反向運(yùn)動時，實(shí)現(xiàn)零轉(zhuǎn)彎半徑（即繞軸中點(diǎn)原地施轉(zhuǎn)）同時轉(zhuǎn)彎的速度可通過改變單片機(jī)的程序來調(diào)節(jié)由于智能吸塵器是邊行走邊工作的，所以要求速度很低，一般要求5m／min左右，而步進(jìn)電機(jī)為避免低速爬行，其轉(zhuǎn)速又不能太低，為此，在電機(jī)軸與輪軸之間采用了一級齒輪傳動，設(shè)計(jì)傳動比為３７設(shè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為ｎ（轉(zhuǎn)／秒），驅(qū)動輪的半徑為ｒ(米)，則驅(qū)動輪的前進(jìn)速度為：式中，ｖｋｋ＝１２，代表左右驅(qū)動輪的線速度；ｉ——齒輪傳動