本发明专利技术公开了一种基于ARM7微处理器技术的智能清洁机器人，其特征在于，包括电源模块，电机驱动模块，清洁模块，行走策略模块，无线遥控模块，路面检测模块，速度检测模块，模式选择模块，传感器模块，显示模块和ARM7微处理器。本发明专利技术结合多种传感器技术，实现清洁机器人的自主避障与地面清洁，同时增加了无线遥控、防跌落、虚拟墙等人性化的功能。在软件编程上，参考现有避障算法，使机器人具备有效的路径决策能力。此外，显示功能使得用户可以直观了解到机器人当前状态，使机器人的使用更为人性化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种基于ARM7微处理器技术的智能清洁机器人。
技术介绍
随着科技日新月异的发展，人们的生活变得越来越便利，诸多智能科技产品的问世，替代了人们的劳动力，使人们从传统劳动方式中解放出来，也使得人们对于智能产品的需求与日俱增，智能产品出现了一个广阔的前景，其中，智能清洁机器人就是近年来热门的需求之一。智能清洁机器人实现了家庭、办公室及旅馆等室内的半自动或全自动清洁工作，具有广泛的市场前景，虽然从国内外研究现状来看，己经取得了不少成效，但是还是存在需要问题需要去解决，比如，如何提高清洁机器人的人工智能化技术，提高清洁器人清扫房间的覆盖率及降低成本等。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于ARM7微处理器技术的智能清洁机器人，结合多种传感器技术，实现清洁机器人的自主避障与地面清洁，同时增加了无线遥控、防跌落、虚拟墙等人性化的功能。在软件编程上，参考现有避障算法，使机器人具备有效的路径决策能力。此外，显示功能使得用户可以直观了解到机器人当前状态，使机器人的使用更为人性化。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种基于ARM7微处理器技术的智能清洁机器人，包括电源模块，采用基于三端稳压器的稳压电源模块，用于为各功能模块提供所需电压；电机驱动模块，用于驱动电机工作；清洁模块，包括机器人前端两个毛刷及后端安置的吸尘装置；行走策略模块，包括通过避障传感器进行周围环境的检测，从而完成行走策略的输出；无线遥控模块，用于人为遥控机器人的前进、后退、左转、右转；路面检测模块，用于实现防跌落功能，防止机器人从高处跌落；还用于实现虚拟墙功能，实现人为规划机器人清洁区域；速度检测模块，用于实时检测机器人当前运动速度；模式选择模块，用于在遥控模式与智能模式之间切换；传感器模块，用于对环境信息的精确采集，并将采集到的信号传送至单片机，单片机在经过处理后发出电机控制信号，从而改变机器人的行进路径；显示模块，作为人机交互界面，用于为用户实时提供机器人的状态信息；ARM7微处理器，用于协调上述模块进行工作。其中，所述ARM7微处理器主控芯片选用LPC2200系列ARM7单片机，采用ARM7TDMI-S CPU。。其中，所述电机驱动模块采用电机驱动芯片L298N。其中，所述避障传感器选用超声波测距传感器作为底层避障用传感器，同时在顶层相邻超声波传感器之间加装碰撞开关传感器，在弥补空隙的同时作为高度检测，为机器人提供更全面的环境信息。其中，所述路面检测传感器采用红外传感器，。其中，所述速度检测模块采用霍尔传感器Y3144。其中，所述显示模块采用LCD12864。其中，所述无线遥控模块采用PT2262/2272，PT2262/2272为一对带地址、数据编码功能的遥控发射/接收芯片；接收芯片PT2272的数据输出位根据其后 缀不同而不同，数据输出具有“暂存”和“锁存”两种方式，方便用户使用。本专利技术具有以下有益效果：结合多种传感器技术，实现清洁机器人的自主避障与地面清洁，同时增加了无线遥控、防跌落、虚拟墙等人性化的功能。在软件编程上，参考现有避障算法，使机器人具备有效的路径决策能力。此外，显示功能使得用户可以直观了解到机器人当前状态，使机器人的使用更为人性化。附图说明图1为本专利技术实施例一种基于ARM7微处理器技术的智能清洁机器人的结构示意图。图2为本专利技术实施例中避障系统结构原理图图3为本专利技术实施例中霍尔传感器测速原理图图4为本专利技术实施例中L298N驱动直流电机原理图。图5为本专利技术实施例吸尘器控制电路原理图。图6为本专利技术实施例中碰撞开关原理图。图7为本专利技术实施例中红外对管检测电路原理图。图8为本专利技术实施例中模式选择原理图。图9为本专利技术实施例中12864硬件原理图。图10为本专利技术实施例中电源模块原理图。图11为本专利技术实施例中F-d函数曲线。图12为本专利技术实施例中超声波模块平面位置图。图13为本专利技术实施例中超声波测距程序流程图。图14为本专利技术实施例中显示模块串行模式连接时序图。图15为本专利技术实施例中距离显示流程图。图16为本专利技术实施例中合力方向显示流程图。图17为本专利技术实施例中速度显示流程图。图18为本专利技术实施例中模式选择流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种基于ARM7微处理器技术的智能清洁机器人，其特征在于，包括电源模块，采用基于三端稳压器的稳压电源模块，用于为各功能模块提供所需电压；L7805CV与L7806CV分别为+5V与+6V三端稳压器，最大输出电流1.5A，为了满足整个系统的需求，采用多个7805、7806并联，以获得更大的电流输出能力。AMS1117-3.3采用SOT-223封装，输出电压3.3V，输出电流1A，工作压差低至1V。电机驱动模块，用于驱动电机工作；清洁模块，包括机器人前端两个毛刷及后端安置的吸尘装置；行走策略模块，包括通过避障传感器进行周围环境的检测，从而完成行走策略的输出；无线遥控模块，用于人为遥控机器人的前进、后退、左转、右转；路面检测模块，用于实现防跌落功能，防止机器人从高处跌落；还用于实现虚拟墙功能，实现人为规划机器人清洁区域；速度检测模块，用于实时检测机器人当前运动速度；模式选择模块，用于在遥控模式与智能模式之间切换；当开关置于中间档时，系统处于待机状态，左右档分别为遥控模式与智能模式。原理图如图8所示。传感器模块，用于对环境信息的精确采集，并将采集到的信号传送至单片机，单片机在经过处理后发出电机控制信号，从而改变机器人的行进路径；显示模块，作为人机交互界面，用于为用户实时提供机器人的状态信息；ARM7微处理器，用于协调上述模块进行工作。所述ARM7微处理器主控芯片选用LPC2200系列ARM7单片机，采用ARM7TDMI-S CPU。支持ARM和Thumb指令集，，片内具有多个32位定时器、8通道10位ADC、PWM通道以及多达9个外部中断针脚，其中，LPC2132带有64KB的片内高速Flash，16KB的片内RAM，对代码规模有严格控制的应用可使用16位Thumb模式将代码规模降低超过30％，而性能的损失却很小。所述电机驱动模块采用电机驱动芯片L298N，L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。工作电压范围3～46V，输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A，额定功率25W。内置双H桥电路，即一片L298N可以驱动两个直流电机正反转。左右动力轮及左右两个毛刷分别由4个直流减速电机带动，L298N驱动直流电机原理图如图4所示。所述避障传感器选用超声波测距传感器作为底层避障用传感器，同时在顶层相邻超声波传感器之间加装碰撞开关传感器，在弥补空隙的同时作为高度检测，为机器人提供更全面的环境信息。避障系统结构原理图如图2所示。所述路面检测传感器采用红外传感器，利用红外对管检测障碍物的原理，将地面视为“障碍物”，安全状态下，机器人应处在有“障碍物”的情况下，一旦检测到没有障碍物，则说明当前行进方向上出现悬空，系统便能根据这一信息及时决策改变路径，从而实现防跌落功能，同本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于ARM7微处理器技术的智能清洁机器人，其特征在于，包括电源模块，采用基于三端稳压器的稳压电源模块，用于为各功能模块提供所需电压；电机驱动模块，用于驱动电机工作；清洁模块，包括机器人前端两个毛刷及后端安置的吸尘装置；行走策略模块，包括通过避障传感器进行周围环境的检测，从而完成行走策略的输出；无线遥控模块，用于人为遥控机器人的前进、后退、左转、右转；路面检测模块，用于实现防跌落功能，防止机器人从高处跌落；还用于实现虚拟墙功能，实现人为规划机器人清洁区域；速度检测模块，用于实时检测机器人当前运动速度；模式选择模块，用于在遥控模式与智能模式之间切换；传感器模块，用于对环境信息的精确采集，并将采集到的信号传送至单片机，单片机在经过处理后发出电机控制信号，从而改变机器人的行进路径；显示模块，作为人机交互界面，用于为用户实时提供机器人的状态信息；ARM7微处理器，用于协调上述模块进行工作。
【技术特征摘要】
1.一种基于ARM7微处理器技术的智能清洁机器人，其特征在于，包括电源模块，采用基于三端稳压器的稳压电源模块，用于为各功能模块提供所需电压；电机驱动模块，用于驱动电机工作；清洁模块，包括机器人前端两个毛刷及后端安置的吸尘装置；行走策略模块，包括通过避障传感器进行周围环境的检测，从而完成行走策略的输出；无线遥控模块，用于人为遥控机器人的前进、后退、左转、右转；路面检测模块，用于实现防跌落功能，防止机器人从高处跌落；还用于实现虚拟墙功能，实现人为规划机器人清洁区域；速度检测模块，用于实时检测机器人当前运动速度；模式选择模块，用于在遥控模式与智能模式之间切换；传感器模块，用于对环境信息的精确采集，并将采集到的信号传送至单片机，单片机在经过处理后发出电机控制信号，从而改变机器人的行进路径；显示模块，作为人机交互界面，用于为用户实时提供机器人的状态信息；ARM7微处理器，用于协调上述模块进行工作。2.根据权利要求1所述的一种基于ARM7微处理器技术的智能清洁机器人，其特征在于，所述ARM7微处理器主控芯片选用LPC2200系列ARM7单片机，采用ARM7TDMI-S CPU。。3.根据权利要求1所述的一种基...
【专利技术属性】
技术研发人员：李红岩，刘韩飞，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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