電器與工具
掃地機器人電路板設(shè)計開發(fā)
智能型機器人設(shè)計之初是專注于解決家庭環(huán)境的清掃，而隨著智能型機器人研究與應用的進展與發(fā)現(xiàn)，智能型機器人突破了專注于家庭清掃的瓶頸，面向高端場所，在很多大規(guī)模的場所都有著廣泛的應用。實際上，智能型機器人是一種智能化的高科技技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)品，其借助超聲波仿生技術(shù)，在黑暗的環(huán)境下也可以很好地規(guī)避障礙物，實現(xiàn)自動化、強力清掃。相對于普通的清掃機器來說，清掃力強，更加便捷，更有效地實現(xiàn)自動化，功能更加強大。
一、智能掃地機器人的基本工作原理
1.1控制鍵盤的工作原理
智能型清掃機器人的控制鍵盤大多設(shè)計有六個常用的控制鍵，這些控制鍵形成了三乘二式的結(jié)構(gòu)，通過一些平行的列線連接。當這些控制鍵中有一些沒有打開時，列線上的電阻就會起作用，控制鍵盤線路的正常運行，也就使得鍵盤在使用時不會起到作用。只有鍵盤上的控制鍵完全按照要求打開時，才能夠發(fā)揮鍵盤對智能型清掃機器人的控制作用。
1.2驅(qū)動電機的工作原理
驅(qū)動電機的主要供電裝置是直流型電動機，直流型電機具有良好的線性調(diào)速特性以及優(yōu)異的控制動態(tài)特性，可以高效率地實現(xiàn)對智能型清掃機器人的供電。在其中還有主動輪裝置，這一裝置主要是指設(shè)置在兩側(cè)的左輪與右輪，以及前方位置的從動輪轉(zhuǎn)向輪。這些主動輪以及從動輪都是驅(qū)動電機的運作的主要部分，通過這些主動輪、以及從動輪的運轉(zhuǎn)，可以實現(xiàn)對智能型掃地機器人的前進、后退以及轉(zhuǎn)向的方向的智能化調(diào)控。
1.3吸塵裝置的工作原理
吸塵裝置的供電也是由直流電機實現(xiàn)的，其中應用了MOS管壓控軟件以及MOS驅(qū)動晶體管，這些被應用的軟件管以及晶體管的漏極與電機主回路相連接，來對吸塵裝置的功率進行調(diào)控，在需要大功率清掃的位置上，提高智能型清掃機器人的清掃功率，不太需要強力清掃的位置可以調(diào)換小功率清掃，實現(xiàn)智能化功率的清掃。
二、智能掃地機器人的主要系統(tǒng)方案設(shè)計
2.1主控系統(tǒng)的具體方案設(shè)計
主控系統(tǒng)的方案設(shè)計包括硬件方面設(shè)計與軟件方面設(shè)計。軟件方面的設(shè)計主要是應用智能軟件算法，讓智能型掃地機器人可以根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)的算法，記憶障礙物的位置，適時地避開障礙物，完成清掃工作。硬件方面的方案設(shè)計主要對中斷源，切換口、控制通道、程序存儲裝置等進行設(shè)計，智能型掃地機器人的主控系統(tǒng)需要多個必須的中斷源，采用的是PWM控制通道，還采用可串行的通訊口，便于智能型掃地機器人在內(nèi)部存儲方面進行有限的升級。在實際的方案設(shè)計上還考慮到主控系統(tǒng)的單片機的性能問題，采用國內(nèi)外質(zhì)量較高的Freescale企業(yè)設(shè)計的單片機，使得主控系統(tǒng)的性能得到更大范圍的優(yōu)化。
2.2驅(qū)動系統(tǒng)的具體方案設(shè)計
對于智能型掃地機器人的驅(qū)動系統(tǒng)的方案設(shè)計，國內(nèi)外大多采用了無刷直流電機以及永磁無刷電動機這兩種裝置來具體設(shè)計智能型掃地機器人的驅(qū)動系統(tǒng)。而在實際的驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計中，還針對無刷直流電機進行適當?shù)木€路改進，使得無刷直流電機能夠利用自身的數(shù)字處理器、微型處理器等更好地控制調(diào)節(jié)電路。
2.3傳感器系統(tǒng)的方案設(shè)計
傳感器是智能型掃地機器人的設(shè)計中相對重要的內(nèi)容，智能型機器人就是憑借著傳感器來感知外界的變化，以及根據(jù)變化來判斷并開展下步程序的運行。傳感器系統(tǒng)的方案設(shè)計包括對紅外傳感器、感知以及接受傳感器、超聲波傳感器等的設(shè)計與合理化安裝。在具體的設(shè)計方案上，大多會考慮以下幾點：一是這些傳感器的抗干擾的能力，二是傳感器的穩(wěn)定性能，三是傳感器的精密度。
2.4部分子系統(tǒng)的具體方案設(shè)計
遙控子系統(tǒng)的方案設(shè)計：遙控子系統(tǒng)的設(shè)計主要體現(xiàn)在對智能型掃地機器人的接收芯片的設(shè)計，在機器人的上方設(shè)置有四個紅外芯片，來接收相關(guān)所需要吸引到的信號。在紅外線的芯片設(shè)計端還設(shè)置有統(tǒng)一化的編碼格式。這些格式不僅可以讓智能型機器人在功能的實現(xiàn)上可以更加自動化，讓格式可以更好地為功能的自定義的實現(xiàn)提供必要性的支持，還使得智能型清掃機器人在實際的工作中，更加便捷實現(xiàn)必須的前進、轉(zhuǎn)向、后退、以及閃退等功能。
鍵盤顯示方面的子系統(tǒng)的方案設(shè)計：鍵盤的顯示方面的方案設(shè)計主要包含兩個部分的內(nèi)容：一是鍵盤的功能設(shè)計，二是鍵盤的外觀精度等的設(shè)計。智能型清掃機器人的鍵盤功能設(shè)計主要有以下幾個內(nèi)容，一是可以實時顯示目前的時間、日期等信息，二是控制智能型清掃機器人的運行路徑，讓智能型清掃機器人在更需要的地方進行清掃。
結(jié)語
智能型掃地機器人是目前機器人發(fā)展研究廣泛的代表之一，其具體的工作原理大致涉及控制鍵盤、驅(qū)動電機、吸塵裝置等，而針對其有關(guān)的系統(tǒng)方案設(shè)計包括部分子系統(tǒng)的方案設(shè)計、主控系統(tǒng)的方案設(shè)計、傳感器與驅(qū)動系統(tǒng)的方案設(shè)計等。在實際的智能型掃地機器人研究中，還有一部分需要優(yōu)化和改進，這樣才能夠使智能型掃地機器人得到更廣泛的應用。
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