專利名稱：一種智能掃地機器人的設計方法
一種智能掃地機器人的設計方法技術領域
本發(fā)明屬于智能家電領域，是一種智能掃地機器人的設計方法。
技術背景
第一臺機器人誕生到現在經歷了半個多世紀，目前工業(yè)機器人的裝機量已經超過百萬臺。近幾年非制造業(yè)用機器人也發(fā)展迅速，并逐步向實用化發(fā)展。
2009年12月25日，一款智能掃地機器人在北京亮相。這款智能機器人由沃爾斯電氣集團推出。現有的掃地機器人外形結構大多是圓形，在清掃過程中容易出現死角和盲區(qū)，并且現有掃地機器人傳感技術單一，遇到樓梯或者臺階容易出現掉落現象，造成機器的損壞。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種智能掃地機器人的設計方法，實現對死角的徹底清掃， 并且保證機器的安全性。
本發(fā)明的技術方案是一種智能掃地機器人的設計方法，它由外殼和內部裝置構成，其中外殼的頂部有空氣清潔裝置和LCD液晶顯示屏，底部有掃把和輪子，內部裝置包括傳感設備、顯示設備、驅動設備和單片機，其特征是；所述的外殼前端是三角形，后端是圓形；傳感設備包括光電傳感器和聲波傳感器，光電傳感器和聲波傳感器經編碼連入單片機， 光電傳感器的探測頭位于外殼底部，聲波傳感器的探測頭位于外殼前方；顯示設備是經過編碼連入單片機的IXD液晶顯示屏；驅動設備由轉向電機和步行電機構成，并通過單片機信號驅動。
所述的光電傳感器是紅外光電傳感器。
所述的IXD液晶顯示屏采用DM—1602液晶模塊。
所述的傳感設備還包括灰塵探測器和圖像傳感器，并經編碼連入單片機，其中灰塵探測器的探測頭位于外殼底部。
本發(fā)明的特點是1、具有三角形前端，可對墻角等死角地帶進行徹底清掃；2、前方的聲波傳感器能夠準確測量距離，達到清掃具體化；3、底部的光電傳感器可以防止掃地機器人在清掃時掉下樓梯等低處、空處；4、頂部空氣清潔裝置可以有效防止塵土飛揚，并且與灰塵探測器結合后，可以進行跟隨主人活動的循跡清掃。頂部的圖像傳感器可以記錄智能掃地機器人的運動路線，從而可以實現路線規(guī)劃。
5、采用多傳感器融合，有效地把大量的傳感器觀測信息進行融合處理，從而使機器人獲得最大量的工作環(huán)境的信息，運用多傳感器融合技術對提高移動機器人定位、障礙物識別、環(huán)境建模、避障的精度具有重要作用。


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下面將集合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
圖1是智能掃地機器人的內部裝置硬件連接結構示意圖。
圖2是智能掃地機器人的俯視圖。
圖3是智能掃地機器人的仰視圖。
圖4是智能掃地機器人的正視圖。
圖中1、外殼；2、外殼的三角形前端；3、IXD液晶顯示屏；4、空氣清潔裝置；5、輪子；6、光電傳感器的探測頭；7、掃把；8、灰塵探測器；9、聲波傳感器的探測頭；10、圖像傳感器的探測頭。具體實施例
如圖1所示，一種智能掃地機器人的設計方法，內部裝置是由傳感設備、顯示設備和驅動設備和單片機構成。
顯示設備采用IXD液晶顯示屏3，這里選用2行16字的DM-1602液晶模塊通過與單片機連接，編程，完成顯示功能，擁有低功耗、體積小、顯示內容豐富等諸多優(yōu)點。
傳感設備為提高精度采用多傳感器信息融合技術，包括了光電傳感器、聲波傳感器、灰塵探測器和圖像傳感器，它們分別編碼連入單片機。
光電傳感器采用紅外光電傳感器，型號是TCRT5000。它是一種由光電二極管發(fā)射三極管接收并輸出的霍爾傳感器。二極管的C端和三極管的E端接地，二極管的A端通過電阻與電源相連組成偏置電路。
聲波傳感器、灰塵探測器和圖像傳感器采用普通的傳感器，也是本領域常用的技術和設備，在此不做特別的要求和介紹。
驅動設備由轉向電機和步行電機構成，并連接智能掃地機器人底部的輪子，它們執(zhí)行單片機發(fā)出的指令，從而實現只能掃地機器人的行進和轉向功能。
如圖2、3和4所示，外殼前端是三角形2，后端是圓形，外殼前方有兩個聲波傳感器的探測頭9。目前國內機器人多為圓形，這對于墻角等地方很不容易清掃，將其改裝成為前方尖的三角形，在遇到墻角的時候由前方的聲波傳感器進行確定，以選擇所需的的清掃模式，從而選擇用尖角處還是圓形處為前方進行清掃。
外殼上方有IXD液晶顯示屏3、空氣清潔裝置4和圖像傳感器的探測頭10。IXD液晶顯示屏3用來顯示目前智能掃地機器人的工作狀態(tài)；空氣清潔裝置4可以有效防止掃地過程中出現的塵土飛揚；圖像傳感器10可以記錄智能掃地機器人的運動路線和過程，從而實現路徑規(guī)劃，路徑規(guī)劃就是根據機器人所感知到的工作環(huán)境的信息，按照某種優(yōu)化指標， 在起始點和目標點規(guī)劃出一條與環(huán)境障礙無碰撞的路徑，并且實現所需要清掃的區(qū)域的合理完全路徑覆蓋，其實質就是移動機器人運動過程中的導航和避障。
外殼底部有兩個光電傳感器的探測頭6，四個輪子5、一個灰塵探測器8和掃把7。 光電傳感器6能防止掃地機器人在清掃時掉下樓梯等低、空處；四個輪子5由轉向電機和步行電機驅動；灰塵探測器8與空氣清潔裝置4結合可以實現跟隨主人活動的循跡清掃。圍繞在外殼底部的掃把實現了全方位、大面積的清掃。
外殼1內部電機、單片機等的位置以及排線的排布以能實現功能為目的，在此不做特殊的要求。權利要求
1.一種智能掃地機器人的設計方法，它由外殼和內部裝置構成，其中外殼的頂部有空氣清潔裝置和LCD液晶顯示屏，底部有掃把和輪子，內部裝置包括傳感設備、顯示設備、驅動設備和單片機，其特征是；所述的外殼前端是三角形，后端是圓形；傳感設備包括光電傳感器和聲波傳感器，光電傳感器和聲波傳感器經編碼連入單片機，光電傳感器的探測頭位于外殼底部，聲波傳感器的探測頭位于外殼前方；顯示設備是經過編碼連入單片機的IXD 液晶顯示屏；驅動設備由轉向電機和步行電機構成，并通過單片機信號驅動。
2.根據權利要求1所述的一種智能掃地機器人的設計方法，其特征是所述的光電傳感器是紅外光電傳感器。
3.根據權利要求1所述的一種智能掃地機器人的設計方法，其特征是所述的LCD液晶顯示屏采用DM—1602液晶模塊。
4.根據權利要求1所述的一種智能掃地機器人的設計方法，其特征是所述的傳感設備還包括灰塵探測器和圖像傳感器，并經編碼連入單片機，其中灰塵探測器的探測頭位于外殼底部。
全文摘要
本發(fā)明屬于智能家電領域，是一種智能掃地機器人的設計方法，其特征是；所述的外殼前端是三角形，后端是圓形；傳感設備包括光電傳感器和聲波傳感器，光電傳感器和聲波傳感器經編碼連入單片機，光電傳感器的探測頭位于外殼底部，聲波傳感器的探測頭位于外殼前方；顯示設備是經過編碼連入單片機的LCD液晶顯示屏；驅動設備由轉向電機和步行電機構成，并通過單片機信號驅動。它能對死角地帶進行徹底清掃，并準確測量距離，達到清掃具體化，同時能防止掃地機器人掉下樓梯等低處、空處，它還能進行跟隨主人活動的循跡清掃。
文檔編號A47L11/24GK102488481SQ20111038002
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權日2011年11月25日
發(fā)明者馬英南 申請人:馬英南