扫地机器人将机器人技术与吸尘器技术有机结合,实现室内环境(地板)的半自动或全自动清洁,替代传统的繁重清洁工作。近年来,它们引起了国内外研究人员的关注。作为智能移动机器人的一种特殊应用,从技术角度看,智能自走式吸尘器更具体地体现了移动机器人的多项关键技术,具有很强的代表性。从市场前景来看,自主吸尘器将大大减轻劳动强度,提高劳动效率,适合家庭和公共场所的室内清洁。因此,开发自主智能吸尘器既是科研挑战,也是广阔的市场前景。集成现代传感器和机器人领域的关键技术。代替传统的手工家居清洁方式,家居生活变得更加电动化、智能化,科技更好地服务人类。
如何实现扫地机器人自动避障?关键在于传感器系统。扫地机传感器系统的性能越好,就越容易实现自动避障和路径规划解决方案,也越容易对控制系统进行编程。扫地机的整体性能也会更好。
测速装置模块
测速信号是在电机转子上安装一个黑白条纹圆盘,利用光电开关获取电机每转一圈产生的若干个脉冲信号,据此可得出电机的实际转速。计算出来的。这种简易光电开关速度测试仪成本低,性能可靠。当电机转速不高、精度要求不那么严格时可以使用。该测试装置可构成里程表。根据里程表的返回脉冲数,可以计算出电机行驶的距离,简单得到行走速度。
碰撞测试
碰撞检测使用霍尔元件。芯片的供电电压范围为4.5~18V。它具有高灵敏度和低阻抗。工作时最大输出电流为15ma。当芯片正上方有S极磁场时,霍尔元件输出高电平。当元件偏离磁场时,元件输出低电平。通过控制霍尔元件正上方磁场的极性,可以控制元件输出信号的变化趋势。当极性反转时,元件远离磁场时为高电平,面对磁场时为低电平。
驱动系统
驱动器是驱动扫地机的动力部件,最常用的是电机。扫地机最重要的控制量是控制扫地机的运动。扫地机驱动器最根本的问题是电机的控制。控制电机的匝数就可以控制扫地机运动的距离和方向。扫地机的完整性或者移动距离等。因此,首先要解决的问题就是如何让电机按照自己的意图转动。一般都有专门的控制卡和控制芯片来进行报警和控制。有了这些控制卡和芯片,微控制器就可以浓缩出程序来控制电机。第二个问题是控制电机的速度。扫地机的实际性能就是它的实际移动速度。扫地机的速度完全取决于电机的转速。这就需要控制卡来控制电机的转速。
机器人的工作电机分为行走电机、吸尘电机和有刷电机。机器人行走结构的前部有一个从动转向轮,两侧各有一个驱动轮,由无刷直流电机控制。清洁结构主要采用吸尘器和电机驱动的旋转刷。
无刷直流电机具有高效率、大功率、体积小、控制精度高等明显特点,广泛应用于机器人领域。直流无刷电机具有良好的调速性能。它采用电子换向和脉宽调制脉冲调速,可以进一步提高直流电机的性能,同时克服了直流电机传统机械换向带来的一系列问题。大大延长电机的使用寿命
无刷直流电机控制的电路主要包括控制电路微处理器、数据信号处理器和专用集成电机。采用单片机辅以外围处理电路,其频率测量、换相、控制和调整等均由软件实现。无刷直流电机采用单片机和软件编程方法进行控制。吸尘器中的风扇和驱动刷子的电机都使用直流电机,因为它们不需要速度调节或方向反转。因此,控制方法比较简单。
电机运动系统的结构决定了机器人的运动空间。采用轮式结构,左右轮为驱动轮,需要调速电机控制。前方向盘为从动轮,方便机器人转向。
直流电机具有良好的线性调速特性、控制性能简单、效率高、动态特性好等特点,因此一直占据传统调速的地位。尽管最近受到交流变频电机、步进电机等其他电机的挑战,但直流电机仍然是许多调速电机的最佳选择,仍然广泛应用于生产和生活中。
无刷直流电机,简称BLDC,科学上称为无换向电机或无换向器电机,是一种新型无级变速电机。它具有直流电机良好的调速特性,但由于没有换向器,因此可以做成无接触式。它具有结构简单、制造方便、不需要经常维护的优点。是一种理想的变速电机。
如何选择直流无刷电机?看看下面的换算公式:
已知整个扫地机各部件的重量,我们取总重量为10kg,范围为50mm-200mm,动力轮转速为1-2r/min。那是:
Gmg10X10100N
V等于IIDn=3.14X0.01X40=1.75mm/s
扫地机直流无刷电机具体设计计算如下:
NG*W/0.18(KW)
G——扫地机无刷直流电机负载
——传输效率,取0.75
因此,根据N=0.10kw,n=1500r/min,可得到扫地机无刷直流电机的结构。
扫地机无刷直流齿轮设计计算:
1. 初步计算
(1)材料选择
由于传动尺寸不受严格限制且批量较小,因此小齿轮采用40CR(调质)材质,硬度为241HB-286HB,平均为280HB。大齿轮采用45钢(调质),硬度229B-286HB,平均240HB。选档精度为7级。
(2)节锥角的计算:
=cot1
1arccotarccot1.66=222206
2=90-222206=676754
扫地机器人直流无刷电机的选型:
扫地机器人的运动结构采用差速转向式。为了实现差动运行,需要具有调度功能的扫频无刷直流电机。如果知道扫地无刷直流电机所需的输出功率,则可以使用BLDC86+G扫地直流无刷电机。无刷电机,我们知道扫地机的运行需要电机的输出功率,而所选电机的输出功率要大于我们需要满足需要的功率。这种扫地机无刷直流电机的转速为每分钟3000~15000转。它是可调节的。当我们将扫地机直流无刷电机的转速调至10000转/分时,扫地机直流无刷电机的扭矩为6N.m。它还满足扫地机的扭矩要求。综上所述,选择BLDC86电机比较合适。
扫地机器人直流无刷电机调速:
扫地机器人的无刷直流电机的转速采用PWM控制。脉宽调制固定输出信号的基本周期,通过调节基本周期内工作周期的大小来控制输出功率、电机的转速以及施加在电机两端的电压。有一定的关系。施加到电机上的电压越大,电机旋转得越快。由于施加到电机上的电压与占空比成正比,占空比的值越大,施加到电机两端的电压越强,电机旋转得越快。
以上让您初步了解了如何选择扫地机器人电机。至于如何选择更合适的直流无刷电机,您可以找一家拥有33年专业定制和生产电机的厂家——东莞市东宏机电有限公司来为您设计一款更合适的。发动机。