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智能楼梯清洁机械人总结报告

一、项目简介

随着生活和科技水平的日趋提高，自动清洁机械人已经成为社会关注的核心之一。本作品是一

种楼梯智能的清洁机械人。该机械人采纳一种全新的、高效的三叶型轮主驱动外加履带驱动方式，

清洁机械人能够自如灵活的完成攀爬楼梯、楼梯清洁、跨越门坎等障碍、和在楼梯台阶和平地上横

向运动、清洁等动作。在机械作业时三叶型履带轮的转动使机械人能够攀爬台阶，履带驱动能调剂

机械人在台阶上的位置；三个横向驱动轮在起落装置的作用下能够使十字履带轮离开地面，然后使

整车横向运动，进行移动清洁工作。清洁部份采纳喷水、清洁盘强力洗刷、吸水胶条汲取污水为一

体的装置。另外该机械人采纳选用了高性能、低本钱、低功耗的STM32单片机作为操纵器，并带

有光电、超声波等传感器实现智能打扫，并有要紧由TFT触摸屏组成的人机交互界面能够通过设

定需要清洁的层数后，由机械人自己完成清洁动作。该机械人能进行长时刻，大面积清洁工作，减

少人力劳动强度。

二、要紧工作原理：

整体装置：车体、三叶型履带轮、起落横向行走机构、洗刷装置、传动部份和电控部份等。

1.车体：车体要紧用铝材和钢材连结。

2.三叶型履带轮：履带轮由三叶骨架、传动轴、齿轮、履带等组成。该设计要紧为了能稳固

地攀爬楼梯，及在地面上行走。三叶轮由两个电机单独驱动：整轮可在链条的驱动下，在楼

梯上进行翻转运动；外面附着履带能够在内驱动轴驱动齿轮的作用下，沿着三叶骨架表面运

动。履带不仅可增大地面摩擦力，还起到在楼梯上进行微小的位置调整得作用。

3.起落横走机构

该机构要紧由电动推杆，横向轮及驱动齿轮

组成，可实此刻楼梯台阶及地面上横向行走的目

的。

4.洗刷装置

洗刷装置要紧由壳体、滚刷（3个），密封橡胶皮，过滤装置及传动装置组成。两滚刷之

间会积存一些水，能够湿润滚刷。滚刷在齿轮的驱动下在地面上清洁污渍，并在壳体内被另

一毛滚刷清洗表面，被带进壳体内的小碎屑会被过滤网拦截，过滤网可拆卸并清理污物。

5.传动部份

传动部份要紧由链条、链轮驱动。三叶轮整体由一个减速器输出的动力驱动；内驱动轴

左右各用一个蜗轮蜗杆电机驱动，以实现差速转向。每一个洗刷用一个电机驱动。

三、电路操纵部份

本机械人采纳嵌入式智能操纵技术,电控部份搭载在stm32平台上，运用人机交互界面

和自动操纵原理，实现机械人的大体运行。利用触碰开关，超声波传感器，红别传感器来保

证机械人的平安准确操作。

传感器

一、加速度传感器

采纳14脚封装形式。ADXL345是ADI公司的三轴数字加速度传感器,最大可感知土16g

的加速度,感应精度可达/LSB,倾角测量典型误差小于1°，传感器采样速度在~3200Hz之

间可调。通过加速度传感器测得（3叶拿东西的反转角度）。

2.双超声波传感器

采纳双超声波传感器，探测范围2cm-450cm，精度优于2mm的超声波传感器测量机体的

偏斜程度，和在楼梯的上的相对位置，从而判定机械人的运动方式，及平动距离。

超声发射器3、4

超声发射器2

扶手

超声发射器1

车体

超声发射器5

墙壁

图示1

如图示1所示，在攀爬楼梯时第一利用超声发射器3、4发射超声波，实施对车体的定

位，然后依照反馈调整车体抵达工作位置；设置两个传感器的益处是能够检测车体是不是发

生偏斜；

车体在楼梯上左右移动时，用超声发射器一、