五、智能清洁机器人测控系统
移动机构是清洁机器人的主体，决定了清洁机器人的运动空间，一般采用轮式结构。传感器系统一般采用超声波传感器、红外光电传感器、接触传感器等构成多传感器系统。随着近年来控制技术、传感技术以及移动机器人技术等技术的迅速发展，智能清洁机器人控制系统的研究和开发已具备了坚实的基础和良好的发展前景。吸尘系统在原理上与传统立式吸尘器相同，主要是在结构设计上更多考虑结构尺寸、集成度以及一些辅助机构的合理布置和利用，以此来提高能源利用率和工作效率。本文主要研究智能清洁机器人测控系统的设计与实现，最终目标是通过软硬件的合理设计，使智能清洁机器人能够自动避开障碍物，实现一般家居环境下的自主清洁工作。
测控系统组成及功能
智能清洁机器人测控系统主要包括控制器核心系统、传感器系统和驱动系统等。其原理如图1所示。基于清洁机器人自身体积尽可能小的原则，本设计将控制器核心系统、传感器系统、行走驱动及相关电路集成在一块电路板上。为防止干扰，通过光电隔离器件将各模块在电气上隔离开来。利用超声波传感器、红外反射式传感器和接触传感器组成多传感器系统，检测信号经调理电路处理后送控制器；采用8位单片机SST89E554RC作为控制器，控制器对传感器信号加以判断，根据判断结果，选定相应的控制策略，并控制语音系统发出相应的报警信号；在相应的控制策略下，通过专用驱动器驱动直流电机，带动驱动轮，两轮独立驱动，实现避障功能；同时，控制器控制小型双风机真空吸尘系统对经过的地面进行必要的清扫。
图1 系统原理
六、国内外清洁机器人的发展过程及现状
目前在欧美日等发达国家,吸尘机器人开发较早,应用范围也较广,近些年,已经开发出多种面向市场的
智能吸尘机器人。如日本产吸尘器、澳大利亚的V4 吸尘机器人、瑞士三叶虫吸尘器、美国伦巴(Roomba)
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吸尘器、韩国推出的ICLEBO。
继国内全力推出KV8智能清洁机器人，各款清洁机器人都相继推出，功能也在不断的完善，虽然在反映灵敏度有些不如欧美，价格上却占了很大的优势，性价比是最高的的。符合我们中国国情，是我们的大众产品，也是受国内众多消费者青睐的最重要的原因。同时，很多高等院校也对清洁机器人作了很多的研究工作，并取得了很大的成果。但是我国在这方面的研究技术仍旧落后于欧美国家。
七、清洁机器人存在的问题
(1) 目前,价格过高是严重影响清洁机器人打入家电市场的主要因素, 为了大幅度降低其成本,必须开发智能传感器、专用运动控制的数字处理芯片; 其次, 应该看到蓝牙技术在家电行业的应用前景,通过采用蓝牙技术将过高的数字处理器成本转移到用户的个人电脑上,则有望在短期内将吸尘机器人的成本降低在千元左右。
(2) 未来的清洁机器人将向自主式和人工智能化发展, 因此必须结合现有的基于自适应控制、预测控制、模糊逻辑、神经网络等移动机器人运动规划和控制技术,研究对环境障碍物具有安全可靠的防碰撞功能的智能运动规划与控制器及高效的传感器融合算法,是在现实环境中实现具有良好的自适应性行为的机器人的关键。
(3) 电源技术是吸尘机器人研究工作的核心问题之一, 除了为机器人运动、吸尘及控制电路提供能量外, 还需优化自动充电方案, 保证机器人能及时进行充电,能够自动完成对指定环境的吸尘任务。在研究提高化学电池使用寿命、缩小体积的同时, 一种新兴的质子交换膜燃料电池具有功率大、能量高、寿命长和体积小等优点, 为移动电源提供了一种合适的电源 。
当前智能机器人的发展还面临很多问题，智能机器人的服务功能还不够完善，目前市场上所展示的智能机器人造价昂贵，一般人无法承受，只能是一些科研实验所拥有。智能机器人的发展还有很长的一段时间需要我们去开拓，最终的目的是要将智能机器人发展成为类似于像人一样，能够从事像人一样的简单劳动的行为，同时，降低其成本，选择最适合的材料。机器人产业需求有多样化、碎片化的特点。机器人产业需要面对不同行业、不同工作、不同标准下的工作和服务，即便是批量生产的机器人也需要根据客户的实际情况定制性的改动。正因为这种需求特点，国内企业在一些细分市场如果策略得当，推出一些性价比高的产品。
八、清洁机器人的应用前景和研究意义，解决目前智能机器人面临的问题
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清洁机器人作为服务性机器人的一种，能够使人们从繁重的清洁工作中解脱出来，具有广泛的应用前景。作为令人满意的智能清洁机器人，它具有能自动并彻底清洁家庭或办公室中它能走得到的地面的功能，不需要人弯着腰操作；不需要人拖着电线移来移去；不需要人把它拆开把累积在内部的垃圾倾倒出来；不需要人在旁边忍受它的噪音，需要的只是人们一次性设定它的工作方式：一次性工作还是每天工作一次、还是隔天工作、每次工作在什么时刻，其余人们便不用管它。它能自动充电、自动把内部垃圾传送到一个大容量垃圾箱中去。同时它还很安全：不会有触电危险、不会撞坏东西、不会被撞坏、不会跌落至楼梯下、也不会走得太远而消失得无影无踪。基于上述的优点，清洁机器人必然会广泛应用于家庭和工作环境以及公共场合，实现其很高的应用价值。
机器人是20世纪人类最伟大的发明之一。从某种意义上讲，一个国家机器人技术水平的高低反映了这个国家综合实力的高低。机器人已在工业领域的得到了广泛的应用，而且正以惊人的速度不断向军事、医疗、娱乐等非工业领域应用。毋庸置疑，21世纪机器人技术必将得到更大的发展，成为各国必争之知识经济制高点。在计算机技术和人工智能科学发展的基础上，产生了智能机器人的概念。智能机器人具有感知、思维和行动功能的机器，是结构学、自动控制、计算机都能多种学科和技术的综合成果。智能机器人可获取、处理和识别多种信息，自动地完成较为复杂的操作任务，比一般工业机器人具有更大灵活性、激动性和更广泛的应用领域。智能机器人作为新一代生产和服务工具，在制造领域和非制造领域具有更广泛、更重要的位置，如核工业、水下、空间、农业、工程机械、建筑、医用、救灾、排险、军事、服务、娱乐等方面，可踢人完成各种工作。同时，智能化机器人作为自动化、信息化的装置与设备，完全可以进入网络世界，发挥更多、更大的作用，，这对人类开辟新的产业，提高生产水平和生活水平具有十分现实的意义。因此，面向先进制造的工业机器人和面向非制造业的先进机器人的研究、生产、开发和应用将成为21世纪智能机器人的两个重要发展方向。
九、结语
本文是机械制造基础的一篇小论文，没有太多创新点，文章中存在不足之处还请海涵，以上仅代表个人观点，感谢老师的指导，机器人也是我国需要大力发展的一门有很大潜力的创新型科技，我国应该重点研究机器人，要想实现我国的经济转型，成为创新型国家，机器人的研究是一个非常重要的突破点，目前，日本方面研究的比较前列。一些先进的机器人的研究都在日本，感觉我们国家对这方面的投入还不是很多。即使有研究，也是一些很低端的机器人的研究，前景不是很看好。希望本篇文章能够让你更加了解机器人，随着清洁机器人关键技术和性能价格比的不断提高或改进, 相信在现有的软硬件条件的基础上,未来几年内就会推出价格适中的全自动清洁机器人产品,进而使清洁器人能像普通家电产品一样走进千家万户,为广大群众制造方便，创造幸福，为这一高新技术产品带来可观的市场和经济效益。
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参考文献：
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