摘要：随着时代的发展，二十一世纪国民经济的增长与科技的进步，人们在创造财富的同时 也在改善自己的生活品质。机器人的发展已成为社会发展的重点表现，传统室内卫生的打 扫，需要人亲自参与，工作效率低且不方便，实现清洁作业自动化与智能化成为当今学者 研究的重点。家用清洁机器人将移动机器人技术和吸尘技术有机地融合起来，实现家庭、 宾馆、写字楼等室内环境半自动或全自动清洁，因此具有广阔的市场前景。本文主要阐述的是一个基于 STC89C52 的单片机控制的轮式清洁机器人。实现清洁工作的高效以及智能 化。

关键词：清洁机器人；单片机控制；智能；传感器；

ABSTRACT：With the development of the times, the growth of the national economy and the progress of science and technology in twenty-first Century, people in the creation of wealth at the same time to improve their quality of life. Clean indoor ground is a duplication of tedious and boring work, the traditional cleaner requires not only the participation of the people, placing operation is not convenient, clean and low efficiency, realize the automation and intelligent cleaning operations will become the focus of research. The household cleaning robot combines the mobile robot technology and the dust removal technology to realize the semi-automatic or full automatic cleaning of indoor environment such as family, hotel, office building and so on. The overall design of the project is to design a robot, in a flat structure of the room movement, mobile robot body, so that it can complete the autonomous movement, obstacle avoidance, calendar room function. As soon as possible throughout every corner of the room to complete the task, the work is affected by many factors, including corner and furniture, etc.. In this paper, a STC89C52 based single chip microcomputer control wheeled cleaning robot. To achieve efficient and intelligent cleaning.

Key words：Cleaning robot；SCM control；intelligent；transducer；

目录

第一章 绪论 1

1.1 机器人概述 1

1.2 课题背景 1

1.2.1 移动机器人概述 1

1.2.2 清洁机器人的概述 1

1.3 国内外发展及研究现状 2

1.2.1 国外发展及研究现状 2

1.2.2 国内发展及研究现状 2

第二章 家用清洁机器人总体设计 3

2.1 总体设计 3

2.2 系统结构设计 3

第三章 家用清洁机器人机械部分设计 5

3.1 行走机构设计 5

3.2 清扫机构设计 5

3.2.1 清扫机构电机选择 6

3.2.2 涡轮蜗杆的选择 6

3.3 吸尘机构设计 7

3.3.1 吸尘机构电机选择 7

第四章 家用清洁机器人硬件电路设计 8

4.1 单片机系统电路设计 8

4.1.1 复位电路 8

4.1.2 时钟电路 8

4.2 电源转换电路设计 9

4.3 直流电机驱动电路设计 9

4.3.1 左右轮电机驱动电路 9

4.3 传感器电路设计 10

4.3.1 红外线避障传感器 10

4.3.2 红外线台阶检测传感器 10

4.3.3 碰撞传感器 11

4.3.4 霍尔传感器 11

4.4 输入输出部分电路设计 12

4.4.1 键盘电路 12

4.4.2 液晶显示电路 12

4.4.3 状态指示灯及蜂鸣器电路 13

第五章 家用清洁机器人软件部分设计 14

5.1 单片机控制系统 14

5.1.1 时钟设置电路 14

5.1.2 液晶显示电路 14

5.2 避障系统 15

5.3 路径规划 15

5.3.1 几种常用方法 15

致 谢 16

结束语 17

参考文献 18

附录 1 19

附录 2 20

第一章 绪论

1.1 机器人概述

20 世纪，机器人的诞生无疑是人类科学技术史上的重大成就。“机器人”一词 第一次是出现在苏联作家艾萨克·阿西莫夫的科幻小说《骗子！》出现的，后来在 1966 年的《基地三部曲》中再度使用了这词。而在他的短篇小说《我，机器人》中，首次提出“机器人三定律”，这三条定律至今仍然是机器人的行为准则。自 20世纪 50 年代，美国研发出第一台工业机器人开始，机器人已经发展了近半个世纪， 最开始，机器人的产生是为了帮助或取代人类进行工作，因此运用了“人”这个 元素，但从外形上看，绝大多数的机器人并不像人类。它结合了机械和电子两方 面的技术，综合计算机与信息技术、自动控制技术、传感器检测技术，机械传动 技术等交叉的系统技术，在生产、服务、医药、安全、军事等多种行业领域内广 泛应用。当今社会，一个国家科技发展水平，也是检测这个国家能力高低的一项 指标，因此，机器人的发展和研究也显得格外重要。