扫地机的数据控制系统设计-开题报告.doc

安徽理工大学本科毕业设计开题报告姓 名#专业班级电气#指导教师#一、课题的名称、来源1.课题名称扫地机的数据控制系统设计2.课题来源生产 科研 教学 其他二、研究意义、研究现状、研究内容、拟采用的研究思路与方法(可附页)研究意义：自动扫地机，是一种智能扫地、吸尘工具，是一种配备了微电脑系统的电动保洁设备，它能能够按照人们的设置清洁房间的某一特定部分或全部。清洁机器人最早出现于美国，随后发展的欧美，风靡港澳台，90年代中期进入大陆。国内自动扫地机主要几种品牌：iRobot(美国)、凯驰(德国)、QQ(台湾)、三叶虫(瑞典)、保时洁(国产)、美嘉乐(国产)、微朗(国产)等。人类的一只脚已经迈入了机器人时代的大门，中国10年内机器人将融入市民日常生活，机器人将和汽车一样成为生活必需用具。这些机器人从用途上看，有用于教育类的机器人，有用于服务类的机器人，有用于制造类的机器人，等等。其中自动扫地机就属于服务类的机器人。机器人的发展就像上世纪80年代的个人电脑、上世纪90年代中期的手机一样，正处于产业真正起飞的前夕，巨大的市场前景已经展现。资料显示，2003年至2007年间，全球机器人以每年40%左右的速度增长。据统计，到2009年年底，全球投入使用的服务机器人已达到450万台。自动扫地机优于普通吸尘器的地方主要体现在：省时、省力，整个清洁过程不需要人控制，减轻您操作负担；还比一般吸尘器的噪音小，清洁房间的过程免受噪音之苦；还可以净化空气，内置活性炭、吸附空气中有害物质，粉尘净化率高达96，清扫效率接近100；轻便小巧：轻松打扫普通吸尘器清理不到的死角。总之，自动扫地机，具有操作简单，使用方便、智能、安全、清洁效果显著的特点。研究现状：自动扫地机作为服务机器人领域中的一个新产品,尽管目前国内在这方面的研究开发方面已经取得一定的成果, 但是仍有许多关键技术问题需要解决或提高, 如路径规划就是其中的一个比较重要的技术。有的可在房间内随机移动，有的能在单个房间内较简单地以一定的路线移动(不能100%走遍)。事实上，虽然有一些公司推出了一些样品或产品，但却不能达到满意程度：清洁效果不佳，遍历时间长。目前，在一些发达国家的办公室、工厂、车站、机场等场所已广泛使用到自动扫地机。随着科学技术的进步和社会的发展，人们希望更多地从繁琐的日常事务中解脱出来，这就使得自动扫地机进人家庭成为可能。如果自动扫地机性价比足够高，那么自动扫地机市场将会被看好。研究内容：设计一个能够集自动控制和手动控制于一体，并能自主切换的扫地机，在一个模拟的平面结构的房间内运动，移动扫地机本体，完成自主移动、避障、遍历房间等功能。尽快遍历房子的每一个角落，完成任务。这个工作受多个工作的影响，包括墙脚和模拟家具等。其中在实现生活中的家用自动扫地机清理房间的过程中，利用了机器人自身的多传感系统、运动控制系统和自主避障系统等。拟采用的研究思路与方法：基于已有的清洁机器人技术平台,根据扫地机的设计要求，进行扫地机本体的设计和改造。拟采用的思路与方法主要有：1)实现红外遥控技术在自动扫地机上的应用，让扫地机能够拥有手动控制的功能。2）用改进的“井”字形遍历方法代替传统方法，提高遍历效率。3）通过安装摄像机和视觉传感器，让扫地机拥有“眼睛”，使其更智能化。三、主要参考文献1黄友锐.单片机原理及应用M.合肥：合肥工业大学出版社.2006.2谭定忠,王启明,李金山,李林.清洁机器人研究发展现状J.机械工程师. 2004, (6):9-11.3李金山,李琳,谭定忠.清洁机器人概述J.中国科技信息.2005,(5):18.4曾岑,陈进,蒋玉杰.智能型室内清洁机器人的研究和发展探析J.机械制造. 2008,46(10):63-67.5马平,吕锋,杜海莲.多传感器信息融合基本原理及应用J.控制工程.2006, 13(1):48-51.6王以伦,邓宝林,王洪涛,冯晨.清洁机器人的自动避障控制系统J.中国科技信息.2005,(16):23.7张西良,丁飞等.能力风暴机器人AS-U目标搜索研究J.机器人技术.2006.10.8石为人,周学益.室内清洁机器人避障路径规划研究J.计算机应用.2007, 27(6):378-379.9郭洪红.工业机器人运用技术M北京：科学出版社.2008.10丛爽,钱辉环.广茂达机器人几个实际应用问题的解决方案J.机器人技术与应用.2003.6.11D C White, H H Woodson. Electromechanical Energy ConversionM.John Wiley & Sons,1959.12T J E Miller. Brushless Permanent-Magnet and Reluctance Motor DrivesM.Clarendon Press,Oxford,1989.13A E Fitzgerald, C Kingsley, Jr, S D Umans. Electric MachineryM.6th Ed. McGraw-Hill,2003.14Leonhard W. Control of Electrical DrivesM.2nd ed. Springer-Verlag,1996.15A Nabae, et al. An Approach to Flux Control of Induction Motor Operated with Variable-Frequency Power SupplyJ.IEEE vol IA-16,vol.3,1980.四、进度安排2013年1月4日至1月10日：确定毕业设计课题方向。2013年2月25日至3月10日：查阅、收集与毕业设计有关的资料。2013年3月11日至3月24日：毕业实习。2013年3月25日至3月31日：开题。2013年4月1日至4月14日：完成设计构思框图。2013年4月15日至4月28日：完成流程图，输入输出电路图草图及设备的选择与计算。2013年4月29日至5月19日：写说明书草稿。2013年5月20日至5月26日：完成图纸，修改，定稿。2013年5月27日至6月2日：外