中央空调清洁机器人控制系统的研究与实现

【摘要】： 作为中央空调通风管道清洁的主要途径,中央空调清洁机器人能够运动到指定目标,完成相应的清洁任务,具有很高的实用价值与商业价值。因此,中央空调清洁机器人控制系统的研究与实现具有一定的价值与意义。 一套完善的中央空调清洁设备主要由控制箱与清洁机器人等组成。本文重点研究了中央空调清洁机器人的控制系统,并讨论了系统的可行性。 本文首先阐述了中央空调管道清洗的背景与现状,结合国内外中央空调清洁机器人的发展,阐明了本课题的研究背景和意义,简述了本文的组织形式和研究内容。 然后在中央空调清洁机器人远程控制系统控制箱平台的基础上,重点研究了中央空调清洁机器人智能控制系统与安全行走的实现。按照机器人的总体控制方案和模块化设计的思路,研究了控制系统的电源模块、微控制器模块、避障模块、电机驱动模块、调速模块和数据采集等模块的硬件电路和软件编程。 针对中央空调清洁机器人清扫中央空调管道时存在的难点,本文深入探讨了机器人智能避障与安全行走的原理。 最后,本文对主要工作和研究内容进行了总结,并对今后的研究方向做出了展望。 【关键词】：中央空调清洁机器人 微控制器 红外避障和超声波避障 脉宽调制
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 前言10-16
• 1.1 国内外中央空调清洗的背景与现状10
• 1.2 国内外中央空调清洁机器人的发展现状10-15
• 1.2.1 国外中央空调清洁机器人的发展现状10-12
• 1.2.2 国内中央空调清洁机器人的发展现状12-15
• 1.3 论文的主要工作及研究内容15-16
• 2 中央空调清洁机器人的操作控制硬件平台16-27
• 2.1 电源模块16-19
• 2.1.1 整流模块17-18
• 2.1.2 滤波模块18
• 2.1.3 稳压模块18-19
• 2.2 控制主板模块19-20
• 2.2.1 主板模块19
• 2.2.2 CRT 模块19
• 2.2.3 采集卡模块19-20
• 2.2.4 存储装置和刻录机20
• 2.3 机器人行走控制模块20-24
• 2.3.1 远程控制系统的电机驱动电路21-23
• 2.3.2 驱动电机调速模块23-24
• 2.4 毛刷升降控制模块24
• 2.5 取样控制模块24-26
• 2.6 本章小结26-27
• 3 中央空调清洁机器人的运动控制系统27-51
• 3.1 机器人的机械结构27-28
• 3.2 机器人的现场工作流程28
• 3.3 机器人的微控制器模块28-32
• 3.3.1 微控制器模块29
• 3.3.2 微控制器的选用依据29-31
• 3.3.3 SPCE061A 微控制器简介31-32
• 3.4 机器人的避障模块32-41
• 3.4.1 红外避障模块33-37
• 3.4.2 超声波测距传感器37-41
• 3.4.2.1 超声波发生电路的原理38
• 3.4.2.2 超声波接收电路的原理38-40
• 3.4.2.3 超声波“盲区”的解决40-41
• 3.5 机器人的智能避障电路41-42
• 3.6 机器人的安全行走模块42-46
• 3.6.1 机器人的电机驱动42-45
• 3.6.1.1 L293D 的工作原理42-44
• 3.6.1.2 PWM 控制原理44-45
• 3.6.2 微控制器控制机器人安全行走模块45-46
• 3.7 机器人照明模块46
• 3.8 调控部分46-47
• 3.9 系统可靠性设计47-49
• 3.9.1 影响系统可靠性的因素47
• 3.9.2 采取的措施47-49
• 3.10 微控制器部分程序代码49-50
• 3.11 本章小结50-51
• 4 总结和展望51-52
• 4.1 本文工作总结51
• 4.2 研究展望51-52
• 参考文献52-54
• 致谢54-55
• 攻读硕士学位期间发表的论文55

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