中央空调清洁机器人控制系统的研究与实现

论文摘要

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。

论文目录

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