近年來，隨著計算機技術與科學的飛速發(fā)展，智能機器人技術逐漸成為現(xiàn)代機器人研究領域的熱點。其中，服務機器人開辟了機器人應用的新領域。

隨著人們生活水平的提高，健康、舒適的家居環(huán)境越來越被更多的人所關注。買房、裝修成為人們茶余飯后談論的熱點話題，但裝修后又臟又累的衛(wèi)生清掃工作，成為困擾家庭主婦的又一大難題。對不少家庭而言，清潔機器人已成為清潔家庭的必備小家電。

自動進行房間地面清潔的自動，集機械學、電子技術、技術、計算機技術、控制技術、機器人技術、人工智能等諸多學科為一體。自動掃地作為智能移動機器人實用化發(fā)展的先行者。

掃地機器人，又稱自動打掃機、智能吸塵、機器人吸塵器等，是智能家用電器的一種，能憑借一定的人工智能，自動在房間內完成地板清理工作。一般采用刷掃和真空方式，將地面雜物先吸納進入自身的垃圾收納盒，從而完成地面清理的功能。本設計掃地機器人采用刷掃吸塵方式，機身為無線機器，以圓盤型為主，使用充電電池運作，操作方式使用遙控器、或是按機器上的操作面板相應按鈕。本次設計的掃地機器人可設定時間預約打掃，自行充電。前方設置超聲破測距傳感器，可偵測障礙物，如碰到墻壁或其他障礙物，會自行轉彎，從室內邊沿開始走矩形路線，有規(guī)劃清掃地區(qū)。

掃地機器人的工作原理及特點

掃地機器人由微電腦控制，可實現(xiàn)自動導航并對地面進行清掃和吸塵，通過碰撞頭實現(xiàn)對前方障礙物的躲避和繞過可以使所到角落得到清潔，同時兩個超大邊掃輪的設計，可使角落和地面掃的更徹底，更干凈，兩個清掃輪的相對旋轉，更使得垃圾不會從機體底部溜掉，清潔更完善，同時清掃吸塵一體的雙重作用，使掃起來的塵土更有規(guī)律和順暢的進入垃圾收集盒內，并且通過在前輪和清掃輪動力箱內上安裝光電傳感器，可以使該機器人擁有自動防機體卡死和掃輪卡死的功能，當被卡住使其自動后退或關機，并在碰撞頭上裝有紅外反射探測器，可自動判斷前方是否懸崖，并自動繞開。

特點：

1、掃地省時、省力、提高工作效率、能源利用率：整個清潔過程不需要人控制，減輕人的操作負擔，人們可以利用節(jié)省的時間做其他有意義的事。

2、低噪音：小于50分貝，清潔房間的過程免受噪音之苦。

3、凈化空氣：內置活性碳、吸附空氣中有害物質。

4、輕便小巧：輕松打掃普通吸塵器清理不到的死角。

掃地機器人的關鍵技術

掃地機器人系統(tǒng)通常由四個部分組成：移動機構、感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和吸塵系統(tǒng)。

移動機構是掃地機器人的主體，決定了機器人的運動空間，一般采用輪式機構。

感知系統(tǒng)一般采用超聲波測距儀、接觸和接近覺傳感器、紅外線傳感器和CCD攝像機等。

隨著近年來計算機技術、人工智能技術、傳感技術以及移動機器人技術的迅速發(fā)展，掃地機器人控制系統(tǒng)的研究和開發(fā)已具備了堅實的基礎和良好的發(fā)展前景。掃地機器人的控制與工作環(huán)境往往是不確定的或多變的，因此必須兼顧安全可靠性、抗干擾性以及清潔度。用傳感器探測環(huán)境、分析信號，以及通過適當?shù)慕７椒▉砝斫猸h(huán)境，具有特別重要的意義。近年來對智能機器人的研究表明，對于工作在復雜非結構環(huán)境中的自主式移動機器人，要進一步提高其自動化程度，主要依靠模式識別及障礙物識別、實時數(shù)據(jù)傳輸及適當人工智能方法，還需要進一步開發(fā)全局模型，從而為機器人獲取全局信息。

目前發(fā)展較快、對掃地機器人發(fā)展影響較大的關鍵技術是:傳感技術、智能控制技術、路徑規(guī)劃技術、掃地技術、電源技術等。

掃地機器人的機械結構

掃地機器人主要包括以下幾部分：

1、個行走驅動輪及驅動電機。該部分主要保證機器人能夠在平面內移動。殼體前端和側面裝有紅外開關，作為碰撞檢測傳感器。底面的3個紅外開關作為臺階檢測傳感器，防止跌落。驅動輪上裝有光電編碼盤，可以對輪速進行檢測和控制，實現(xiàn)定位和路徑規(guī)劃。同時還擴展了超聲波傳感器，用于精確定位的需要;

2、清掃機構。用電機帶動兩個清掃刷，使左面清掃刷順時針轉動，右面逆時針轉動，這樣就可以在清掃灰塵時將灰塵集中于吸風口處，為掃地機構的工作做準備;

3、掃地機構。制造強大的吸力，將灰塵吸入灰塵存儲箱中;

4、擦地機構。在清掃、掃地之后，利用安裝在殼體下面的清潔布擦除殘留在 地面上的細小灰塵，保證清潔工作的質量。

掃地機器人的工作流程