前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的清洁机器人系统设计研究，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
实验室清洁机器人系统主要是由单片机为控制核心，外加电机驱动、显示器、传感器、检测器、电源和相应的电路模块与单片机相互协调控制并执行软件程序指令，从而达到清洁机器人所需功能的要求，首先由人工进行参数按键设置，机器人工作的时候传感器发射红外线同时接收反射信号，如果前方有障碍物，以单片机为核心的控制器对红外线发射和接收的选通加以控制处理，递给数字PID适当处理后产生PWM脉冲促使电机的驱动部分做出相应机器人驱动方向或者速度的改变，若无障碍物则继续清洁，吸尘完毕后由升降装置转为拖地供水模式，当检测电压检测工作电压过低时相应的单片机做出适当控制处理，最后完成清洁工作。
2机器人的组成结构
2.1系统的主控部分
主控部分我们用AT89C52来控制，用它与其它模块电路结合处理传感器的信号，将处理的信号控制电动机的轮子转速和转向；单片机I/O口控制信号控制清扫、吸尘、升降电机协调工作；霍尔速度传感器采集电机转速由I/0口控制LCD输出显示；电压检测信号由I/O口控制；蜂鸣器、指示灯相应工作。
2.2传感器模块
清洁机器人上我们安装了多种传感器，有机器人周边红外传感器、底盘红外传感器、调频红外传感器、防碰撞传感器、霍尔转速传感器、电源检测传感器等。
2.3执行电机部分
该系统需要6个电机：行驶电机采用L298N驱动芯片改变机器人工作状态；清扫和吸尘电机由相应继电器驱动，单片机的I/O口发出信号，继电器线圈通电，常开端口闭合，电机驱动；当清洁吸尘结束时，通过继电器升降装置的电机驱动开始；当指令结束时，电机均停止工作。
2.4输入输出部分
2.4.1键盘的工作原理
键盘有独立式和扫描式，扫描式比较节省I/O口，但由于本机器人按键数只有四个，选择独立式键盘。每个按键接一个上拉电阻，当有键按下时，高电平转为低电平，单片机通过扫描知道那个键被按下。四个按键是一个功能键，两个选择键和一个确定键。
2.4.2液晶显示器
该显示器把系统需要显示的数据通过液晶显示模块显示出来，对此选用LM016系列的字符型液晶显示模块。它可以用来显示2行16个点字符。其基本功能可以满足我们的清洁机器人的系统要求。
3系统软件设计
为配合实验室机器人硬件电路的工作加以软件设计，并将其分为基本的单片机控制系统时钟定时中断程序和液晶显示程序；单片机片内EEPROM的读写程序；清扫、吸尘电机工作和升降装置电机工作相互交替的控制操作程序；障碍物的避开和台阶的防坠落检测程序；还有一些辅助的指示灯和蜂鸣器操作程序。主程序任务是完成系统的初始化。当前方没有障碍物时,机器人按照设定的路径前进。本研究采用往返式路径规划的，清洁机器人通过传感器的信息处理判断它所处的位置，并加以调整从而确定室内清洁一周完成。当遇到障碍物时，则按相应处理方法进行规划和避障，从而继续按照我们规划的路线继续清洁直到完成室内清洁一周。
4结语
当前国内外清洁机器人作为服务机器人的一种并有市场潜力和发展前景，因此我们设计了这种室内清洁机器人，我们对清洁机器人的硬件电路加以设计，并根据其工作的不同功能设计每个功能相应使用的控制软件程序对其进行实验研究，并在最后达到了预期的设计要求。
作者：杨建白 王婧鹏 刘楠 钱云南 单位：徐州工程学院
