管道清洁机器人

管道清洁机器人（精选3篇）

管道清洁机器人 篇1

拥有一个可以帮你打扫房间的机器人。

随着科技的不断发展进步，最新的清洁机器人已经相当智能化，不但能根据你的需要定时对房间进行清洁，还能够在清洁过程中自行充电，然后待“电足”时自动投入清洁工作中。如果您家里的地板够空旷的话，那等于拥有了一个24小时全天候的清洁工人，可以在任何时候保证您家里的地板亮洁如新。更高级的甚至能在垃圾仓满了之后，自动将垃圾倾倒到一个垃圾袋里去，真是智能啊!看来我们以后要买家具，要优先考虑那些能让我们家清洁机器人能够顺利通过进行清扫的样式，有了机器人的帮忙，可以让我们有更多的时间去享受生活了。

讲了清洁机器人的这么多先进功能，接下来重点给大家介绍的是Roomba Red清洁机器人。其实也没有太多的技术内幕，其充量也就拆了一个Roomba，大家看看内部结构而已，满足大家的“偷窥”欲望。

清洁机器人Roomba介绍

如果在此以前你没听说过Roomba这个单词，那你绝对不够潮。说道Roomba，就不得不提及生产Roomba的i Robot公司。这家借用科幻小说大师阿西莫夫著作命名的公司，已经成为了当今量产机器人领域的领导者。

Roomba Red型号的清洁机器人直径33cm，高9cm，电源采用了3AH的镍氢电池，一次充电时间大概需要8小时，充满点以后可以运行大约2小时左右，看来休息的时间比我们人还长，我们至少睡8小时，工作8小时，这家伙睡16小时，只能工作4小时。不过最新型号据说能在3小时内充满电。这样好像还马马虎虎，至少一天能多扫2次。Roomba由2个电机驱动，采用差速的方式转弯，但是整个Roomba一共有5个电机，2个用来驱动，1个用来产生真空，1个驱动下方的两把小刷子，用来清洁墙角的，最后一个是清扫器电机，作用好像是将灰尘扫向真空吸口。

清洁机器人，它的主要工作当然就是清洁。Roomba的清洁原理和普通洗尘机器人没太多区别，位于洗尘口前方的清扫器就像扫帚一样，将灰尘扫向真空吸口，同时其右前方的旋转边刷会将墙角的小灰尘刷到清扫器可以清扫的区域。值得一题的是，Roomba还能自动检测当前区域是否需要检测，这是通过在清扫器内部，有两个传感器用来监测地面的清洁程度。工作原理见图1～图4。

能自主移动清扫是清洁机器人和普通洗尘器直接最大区别，而清洁机器人的巨大价格差异从便宜的1000到昂贵的12000，主要差异不是清洁效果，而是其移动精度。Roomba使用了i Robot的AWARE智能系统，AWARE系统能够让Roomba从多个传感器系统中获取环境信息，并依次决定如何移动。具i Robot提供的资料，AWARE系统每秒能够发出67次移动指令。

Roomba开始的清洁工作是计算房间的尺寸。虽然目前没有资料显示Roomba是如何做到这一点的，但是从Roomba的传感器系统来看，可能的一种方式是Roomba通过红外距离传感器来测量房间的尺寸。但是这只是一种猜测，因为如果房间的尺寸比较大的话，Roomba的红外系统应该没有可能发出足够强的红外光束，所以这部分技术目前还只是推测，欢迎大家提供其他的可能性。

清洁时候的移动原理就简单多了，首先是避开家里桌脚、椅脚、Roomba使用接触传感器来检测，接触传感器本质上是个开关传感器，Roomba在碰到物体的时候，接触传感器就会被触发，告诉Roomba的控制器，前面有障碍物，然后控制器就会根据一些预先设定的指令，让Roomba后退一定的距离，旋转一定角度，直到找到一条没有障碍物的路径，然后继续清洁工作，同样的动作将会在遇到下一个障碍物时再次进行。

Roomba的另一个红外传感器，安装在Roomba的缓冲器的右边，用来测量Roomba和墙之间的距离，这样Roomba可以沿着墙进行清扫工作，而不会碰到墙，同样Roomba也可以根据这个传感器的距离信号来保持Roomba和家具的距离。这个传感器同时决定了Roomba自己的清扫路线，当然了，根据i Robot预先设定的算法，据说这个算法能保证Roomba清扫整个房间。目前国内很多人也在研究清洁机器人，如何做到完全覆盖的清洁，应该也是一个很大的挑战，尤其在使用了一个红外距离传感器的前提下。

根据国外使用者的试验，Roomba是螺旋式的开始清洁，并向房间的边界移动。当它遇到障碍物的时候，它相信这就是房间的边界，然后就开始沿着边界开始清洁工作，直到达到一个时间点。这个时间点由开始时Roomba计算房间尺寸的阶段决定。这个清洁办法的想法就是，当Roomba经过一定时间的清洁后，房间的所有面积应该已经被覆盖了。但是这只是理想情况，实际上能不能做到这一点，还有待于考证。根据国外用户的反馈，Roomba Red在多数情况下的确能够清扫整个房间。Roomba的清扫线路见图5。

Roomba运行2小时候后，就需要重新充电。有个自动充电器需要先安装在Roomba能够移动到的位置，然后它会发出红外信号，Roomba将在它检测自己电池快耗尽的时候，开始寻找这些红外信号。一旦找到了，Roomba将跟着这个信号进行自我位置的调整，并最后自动移动到充电座里进行充电。

Create开启机器人DIY时代

iRobot公司设计了另一款可以DIY编程的机器人移动平台Create。它是一款非常适合机器人开发人员，高等院校等研究机构的机器人基础平台。Create既具有产品的安全耐用特点，又具有自由DIY套件的灵活多变。机器人移动平台，既能够满足人们对机器人的各种不同功能要求，又能满足研究开发方面的开放性平台要求。Create包括一系列为商业用途设计的软件程序，并且具有牢固结实的底盘结构，大大提高了机器人的使用寿命。Create的诞生应该会使很多人相信一个机器人DIY的时代已经到来。

Create和Roomba在外形和工作方式上很相似。它们有着一样的外框架，也都有两个驱动轮和一个碰撞传感器，同时保留了红外传感器。但是为了预留更大的电源和控制器空间，Create去掉了吸尘器这个部件，也去掉了转刷电机和垃圾仓。从某种意义上说，Create更像是一个小型的智能移动平台。Create机器人见图6。

Create按照特定的方式进行连接，非常方便进行自由组装，它拥有32个内置传感器，两个驱动轮，四个可移动小轮，一个预排程序的行为编码器，一个可以扩大的输入输出端口和一个后挡板。在指令模块等许多可选择性附件的写作下作业如i Robot Command Module, iRobot Roomba standard remote和i Robot Roomba Virtual Wall，独立充电底板等。

能源方面，你可以选择使用可持续使用的充电电池或标准碱性电池。此外，还有一台带有串行端口的电脑用来进行程序控制和下载。用当前流行的操作系统如Windows Vista、XP、Linux和Mac OS操作，见图7。

Roomba虚拟墙发出红外光束来产生一个障碍来标示限制的区域或空间。你可以将Create放入在此区域中，则Create会在这个标示的空间中运动而不跨出这个范围。

Create为机器人DIY发烧友提供了一个绝佳的机器人开放式创新平台，这个机器人的前身是Roomba。这提供给了我们一个牢固的机械底盘和完整的传感系统。一打开Create包装盒，10个预设程序就能够开始演示它的非凡性能。如果你对这些原厂的程序不满意，你可以自己设计一些行为而不用考虑一些底层的编码。

Create的开放式接口可以直接实现对机器人的移动，声音，以及显示，输入传感器的操作。Create使用了Atmel AVR ATMega 168微处理器，还提供了4组DB9接口可以安装额外的传感器以及附加设备。使用者能够把Win AVR软件安装进PC，然后进行编译，并通过USB电缆载入Command Module。按照开发说明进行操作，你会发现Create的操作过程非常容易。

一个Create的DIY玩家的儿子问父亲：爸爸，我们为什么不给机器人安装手臂呢?这样它就能把房间里的乱东西拣起来处理掉了。这对一个懒于自己收拾房间的孩子来说是多么实际啊!对于这样一个出色的机器人，最让你头痛的事是如何让自己的大脑进行充分的创新想象，因为iRobot Create提供的遐想空间实在是太广了，对于接下来你想要设计一个怎样的机器人，还是好好构思吧。

萝卜青菜，各有所爱，Create总会让你满意的。在移动性方面，它则采用多轮驱动机制，并另附有一个转轮。这三个轮子都具有基本的弹簧悬挂装置，都可以进行自动高度调节。这种驱动轮结构提供了移动性，并只需简单的直流电机即可，但滚轮控制不是单纯的开或关这么简单。在转轮装置里有一个用来检测轮子旋转速度的光电编码器，通过计算轮子转动时的中断数来测量轮子的速度。这种监控还能提供控制转向所需要的反馈信息，从而建立一种内部基本“映射”及“数据库”集，反映出房间的哪些区域已被清洁，还有哪些地方仍需注意。通过这种跟踪探测，机器人能够确保自动清洁完房间的每个角落，而不会漫无目的地乱走一气。

Create使用图集

图8左：这个Create可以自己打开冰箱门，甚至可以轻松的从冰箱中取出一瓶可乐递给你。

图8右:这是一个用Create制作的一个在公共场合充当推销员的机器人。在机器人顶部可以看到有个DVD显示器，不停的播放着引人注目的广告视频。别说是对机器人感兴趣的你，就是普通人也大多会驻足观看的，这样的机器人去做广告，广告费会不会高点呢?

图9:Create的上面顶了一个球，机器人的移动方向和行动速度都由球体内的一个硕鼠动作控制器进行控制，有意义吧，是不是可以考虑用这个硕鼠来发电给机器人用呢?

图10左:中国有句俗话说：一屋不扫，何以扫天下!你还在为收拾房间而忙碌吗?试试这款机器女仆吧，让她来帮你打扫房间，留给你充足的时间去扫天下咯。一旦她内置探测器感应到哪里有杂物，它会在第一时间内进行清理。

图10右:看看这个机器人女仆是如何进行“拾荒”的。

图11左:将一个洗衣篮用螺丝安装在Create的底座上，使用者利用虚拟墙和Create的摄像头进行图像识别，使机器人紧紧跟在人的后面，使人不必费力随时搬动洗衣篮。

图11右：以Create为机器人底座，再加上很多其他部件组成的，其中包括了inkjet打印机上的部件，用以处理设备上的粉尘。

图12：两个基于无线局域网的Create机器人，配有为遥控操纵安装的摄像头，当机器人与物体碰撞时，显示灯会一闪一闪地进行提示。END

管道清洁机器人 篇2

因为现在的世界越来越脏乱，所以我想要发明一个清洁机器人。我想发明的清洁机器人是用太能电池的，用完以后只要把它放到有光的地方，他便开始充电；我想发明的机器人是圆头圆脑的，脑袋上的红灯“扑通扑通”地闪烁着，真像一颗闪闪发亮的星星。

你别看清洁机器人虎头虎脑的，像一个什么都不知道的笨小孩儿。其实，它的功能可多了！它能扫地、拖地，还 能将湿漉漉的地板烘干。有时，顽皮的它会把饮料瓶吃到肚子里，饮料瓶在清洁机器人的肚子里被对半切开，扎上几个小洞。就成了一个实用的花盆。

清洁机器人干起家务活来可麻利了，把它放到地面上，按下开关，它便开始懂了起来。它一会儿到这儿，一会儿到那儿，真是有趣极了。突然，清洁机器人改变了方向，以飞快地速度冲向一面墙。我心里忐忑不安，机器人，你千万不要撞上呀！若是你不停下来，肯定要粉身碎骨了。就在快要撞上的那一刻，机器人突然停住了，一转头就到别的地方扫地去了。原来机器人脑袋上的星星是红外线扫描系统。一旦离电器、家具或墙太近，它感应到后马上便会马上转身，接着继续工作。清洁机器人来到了卧室的大床边上。大床下很脏，清洁机器人却进不去。这是清洁机器人便会把“肚皮”打开，靠在床边，开足马力狂吸一通，直到床底下没有什么灰尘之后才会离开。拖地时，清洁机器人先用含有少量清洁剂的水变成水雾均匀地洒在地板上，然后再将一块块地板烘干。烘干后，地板焕然一新。清洁机器人十分方便，顽皮时的清洁机器人还 会废物利用，环保又有趣。

基于爬壁式清洁机器人的设计 篇3

关键词：清洁机器人,清洁装置,无线模块

1 引言

随着近几年来城市化进程的不断加快, 城市大规模基础项目改造的不断开展, 在现代都市中, 高层建筑越来越多, 这些高楼的壁面多采用瓷砖和玻璃幕墙作为装饰, 有的还要敷设铝塑板等, 而长期以来, 对高层建筑的清洗工作主要是由人工完成的, 这种作业方式不仅效率低, 而且存在着很大的安全隐患。爬壁式清洁机器人将极大降低高层建筑的清洗成本, 改善工人的劳动环境, 提高生产效率, 也必将极大地推动清洗业的发展, 具有极其重要的社会经济效益。

2 系统整体设计方案

本系统主要由机械底板、水压驱动装置、清洁装置和控制装置组成。其中机械底板主要功能为固定和连接其它装置, 是机器人的机械结构主体部分。而水压驱动装置的水流将会被分为两部分, 一部分驱动活塞作往复运动, 为机器人的爬行提供动力, 另一部分则分别流经真空吸盘的水流抽气装置, 为真空吸盘抽气。此后这两部分水流将合二为一, 流入超声波清洁装置, 为清洁装置供水。而控制装置则以Freescale MC9S128单片机为核心, 实现对每个真空吸盘的电子阀门、超声波清洁装置的控制, 其中还包含了Zig Bee无线通信模块, 以实现工作人员对机器人的远程操控。整个系统仅用水流即可实现机器人的驱动、真空吸盘的抽气以及壁面的清洁。

3 系统硬件的设计

3.1 机械底板

机械底板主要功能为固定和连接其它装置, 是机器人的机械结构主体部分, 其大小决定了机器人的整体结构尺寸。因此, 机械底板采用紧凑型底盘结构设计, 能够有足够的刚度, 节约能源, 提高运动灵活性。

3.2 水压驱动装置

水压驱动装置分为两大部分, 一部分由机械结构将所有真空吸盘相连结, 并由一至两个活塞推动该机械结构进行运动。另一部分则是每个真空吸盘的水流抽气装置。该装置由水流抽气原件和电子阀门构成, 以实现对每个真空吸盘是否进行吸附的灵活控制。水压驱动装置的这两大部分相结合, 则可实现爬壁式清洁机器人的直线爬行和转弯。

3.3 清洁装置

在清洁装置的设计上, 由于超声波清洗必须在水中进行, 故清洗头的清洗平面与玻璃平行紧贴, 由于水的张力在玻璃和清洗头之间形成一层“水膜”, 避免了清洗头与玻璃的直接接触。清洗头材料为铝, 把超声换能器产生的超声传导到水膜上, 利用超声换能器激发清洗液产生高频振动, 对浸泡在液体玻璃表面进行去污清洗, 从而对壁面进行清洗。

3.4 控制系统

运用遥控板实现对机器人的控制, 当操作者按上、下时, 发射电路发出信号, 由接收机接收, 用来控制后轮的驱动电机。当操作者按左、右时, 发射电路发出信号, 控制前轮的换向电机, 使前轮转向, 从而实现机器人的遥控。而越障时清洁盘和吸盘的提起则通过电路设计自动实现。爬壁清洁机器人要实现在壁面上的移动, 对电机的扭矩要求很高, 但一般步进电机的扭矩都较小。为使扭矩达到要求, 故选择使用直流电机。为了提高清洗效率, 采用“S”形路线 (即从楼底直线运动到楼顶, 侧移一个工作位置, 然后再直线运动到楼底) 。这样, 机器人在清洗作业过程中, 只需要上行、下行及侧移三种运动, 决定采用两后轮驱动来实现机器人的前进、后退运动, 通过楼顶小车的侧向运动来实现机器人的侧移。

4 软件设计

软件通过无线遥控实现, 无线遥控是指爬壁式机器人在进行清洁作业时, 各种动作通过操作无线电遥控设备完成。通信系统框图如图2所示, 无线电遥控设备由发射机、接收机及执行机构三部分组成, 用不同频率的信号代替不同的控制指令。在爬壁机器人控制系统中, 由于控制量较多, 过程比较复杂, 程序较长。为了便于软件的编制和阅读修改, 控制系统软件采用模块化的结构。各个程序模块就是一个单独的子程序, 运行时各负其责, 主程序只要调用各个子程序, 使整个系统易读、易改、易调试。

5 结束语

文章设计了一种基于爬壁式清洁机器人, 经过实际制作后相关实验证明:它能够在高楼表面灵活移动, 并且能达到清洁效果。

参考文献

[1]于今, 闰军涛, 饶冀.一种新型多吸盘壁面清洗机器人模型研究[J].液压与气动, 2007 (3) :10-13.

[2]钱志源, 刘仁强, 赵言正, 等.一种壁面牵引移动式玻璃幕墙清洗机器人[J].上海交通大学报, 2006 (11) :1818-1821.