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附錄1：外文翻譯 基于慧魚模型的智能清洗機器人設(shè)計 摘要：清洗機器人主要由行走系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件控制、水畫和上蠟系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)和拖曳更換系統(tǒng)、自主路徑規(guī)劃和相對完善的清洗功能組成。在硬件結(jié)構(gòu)部分，慧魚模型可以快速地對設(shè)計進行物理變化。在軟件控制部分，慧魚模型的ROBO Pro模塊化編程語言可以快速編寫控制程序，不考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)對分析過程中控制問題的機械和電氣系統(tǒng)的影響。因此，設(shè)計不僅可以節(jié)省大量的實驗時間和實驗研究經(jīng)費，而且可以簡化研究的過程。 關(guān)鍵詞:清洗機器人;慧魚模型;智能避障;智能清潔;聰明的；維護 簡介： 地面清潔是一項繁重、枯燥、重復(fù)的工作。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸擺脫了傳統(tǒng)的地板清潔，這使得清潔機器人成為可能。因此，基于fischertechnik，智能清掃機器人被開發(fā)出來。該設(shè)計具有較強的清洗能力、智能避障和智能維護功能。同時，它充分發(fā)揮了慧魚模型的特點，模擬研究過程，為相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計提供新的研究思路。 系統(tǒng)分析的任務(wù)： 根據(jù)不同家庭的實際情況，地面清掃機器人需要完成不同的清洗工作，這里只分析一般家庭的清潔機器人。在機器人行走過程中，必須對環(huán)境信息進行實時監(jiān)測和記憶，主要是為了規(guī)劃路徑的自動和覆蓋室內(nèi)地面。同時，也考慮避免障礙物、樓梯等危險區(qū)域。在行走的過程中，機器人應(yīng)實時檢測環(huán)境污染情況，控制清洗時間和強度，從而實現(xiàn)高效的高覆蓋率、低復(fù)發(fā)率的清洗過程。 室內(nèi)地面的環(huán)境信息的感知更復(fù)雜的是由于不確定性的家具,所以需要配置不同的傳感器協(xié)同工作相對有效的,可靠的,完整的融合多個傳感器所提供的信息。根據(jù)環(huán)境信息的要求，機器人在其周圍的8個方向上配置超聲傳感器，以探測不同范圍的障礙物距離，通過超聲波傳感器的相互配合，對不同類型的環(huán)境進行判斷，從而采取不同的避障措施。前端的機器人配備了超聲波傳感器，以避免危險區(qū)域如樓梯。在機器人的左右兩側(cè)裝有紅外接收模塊，以限制機器人的操作空間與室內(nèi)安裝的紅外線發(fā)射器。但由于人、寵物等移動障礙的存在，機器人需要及時獲取環(huán)境的動態(tài)信息，并采取相應(yīng)的措施加以避免。 ROBO Pro模塊化編程語言： ROBO Pro模塊化圖形編程語言軟件簡單、直觀、易于理解。與其他程序相比，ROBO Pro程序更直觀。一目了然。通用軟件總是使用命令來編程。有很多命令和語言本身存在復(fù)雜的因素，所以人們在編程過程中容易犯錯誤。然而，以上的缺點可以通過在ROBO Pro模塊化編程語言中使用ROBO Pro模塊化編程語言來克服。 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計： 步行系統(tǒng)：該模塊由輪轉(zhuǎn)裝置、后差速器和后輪驅(qū)動機構(gòu)組成。它的功能是使智能清掃機器人的自由行走成為可能 水畫和打蠟系統(tǒng)：該模塊實現(xiàn)了掃描功能的轉(zhuǎn)換。通過齒輪嚙合、氣動傳動和電磁閥的傳動來實現(xiàn)上蠟功能。 清洗系統(tǒng): 該模塊包括粉塵和廢紙回收機制、粉塵收集機制和阻力頭機制。該模塊包括粉塵和廢紙回收機制，粉塵收集機制。拖頭機制。該模塊實現(xiàn)了地板清洗等基本功能。 拖頭改變系統(tǒng): 該模塊包括限制刷頭、工作臺、刷頭處理裝置和水平擺動機構(gòu)的桿件。其功能包括智能維修、自動拖動頭更換等功能。 Figure 1智能清洗機器人的總體示意圖。 軟件系統(tǒng)的設(shè)計： 控制模塊是軟件系統(tǒng)的核心。工作模式由獨立控制模式、遠程控制模式、啟動和停止模式組成。主要功能是通過接收多傳感器的實時信息，對信息進行分析，分解任務(wù)，自動規(guī)劃路徑，實現(xiàn)自動清潔的目標，并將自動控制與遠程控制相結(jié)合，實現(xiàn)更好的清潔。 Figure 2主要程序流程圖功能 智能隨機避障系統(tǒng)： 智能清掃機器人行走系統(tǒng)的智能控制主要是智能避障系統(tǒng)。 其邏輯算法如下:啟動時，系統(tǒng)首先檢測前方是否有障礙物，并決定是否前進;如果前面沒有障礙，那就向前直走;否則檢測向左，如果有障礙，如果沒有，左轉(zhuǎn)彎;如果存在，則繼續(xù)檢測右側(cè)是否存在障礙;如果右邊沒有障礙物，機器人將執(zhí)行右轉(zhuǎn)程序;如果右邊有障礙，則執(zhí)行后面的程序;同時在后面，不斷地檢測左右;使用檢測到的結(jié)果來確定停止時間和前進方向。在實際操作中，如果在后面，機器人檢測到左側(cè)沒有障礙物，則執(zhí)行停止并左轉(zhuǎn)程序;從而達到避障的目的。同樣，在后面，如果機器人檢測到右邊沒有障礙物，它就會被執(zhí)行停止并左轉(zhuǎn)程序。從而實現(xiàn)了基于邏輯的智能隨機避障。 全覆蓋的路徑規(guī)劃采用“隨機+局部遍歷”路徑規(guī)劃方法。行走電機的光電編碼器可以采集行走距離，距離傳感器可以測量機器人與障礙物之間的距離，從而使系統(tǒng)產(chǎn)生環(huán)境的二維地圖。局部導(dǎo)線可分為兩部分。一個是清除障礙物的邊緣，另一個是穿過小部件的中間。其中,中間區(qū)域的導(dǎo)線使用衛(wèi)生間遍歷的方式,也就是說,從任何點向前走,遇到障礙時,機器人將其中一個驅(qū)動輪為中心,旋轉(zhuǎn)180度,身體距離在原來的方向移動,然后,繼續(xù)清洗相反的方向,重復(fù)相同的過程,直到對方遇到障礙。最后,完成局部遍歷。 Figure 3避障程序 Figure 4避障流程圖 水畫和打蠟系統(tǒng)： 為了提高清洗效率，清洗機器人配備了水畫和打蠟系統(tǒng)，這也是智能清洗的主要方面。工作原理如下:首先，預(yù)設(shè)程序。其次,通過設(shè)計變量的值的判斷,根據(jù)是否滿足要求,系統(tǒng)決定是否開放機器人的兩種不同的電磁閥和供水和填充氣體和蠟在兩個不同的圓柱體,利用壓力平衡,漂亮的函數(shù)和蠟打嗝從兩個氣缸通過管道實現(xiàn)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)自動噴水和自動噴蠟。水畫和打蠟系統(tǒng)。 該程序是水畫和上蠟的控制系統(tǒng)。動力部分由電機M4控制。兩個電磁閥開關(guān)由擴展板M1控制。通過循環(huán)計數(shù)選擇噴蠟或噴淋水，實現(xiàn)了自動拖動和打蠟的功能。電機M3控制拖頭旋轉(zhuǎn)。這樣系統(tǒng)就完成了地面清洗。 Figure 5水畫和打蠟 拖頭改變系統(tǒng)： 智能維修中心主要用于更換拖曳頭的系統(tǒng)，是智能維護的體現(xiàn)，實現(xiàn)了清潔機器人的維護方便。其工作原理如下:智能清掃機器人拖曳頭的轉(zhuǎn)換由兩個牽引頭和機架組成。兩個牽引頭裝置和機架放置在水平位置。牽引頭拆除裝置在左邊，拖頭安裝裝置正確。 俯身拖地機停在架時,左邊的拆卸裝置旋轉(zhuǎn)90度內(nèi)的一面,然后把拆下的頭高度的拖拉機,拆下的頭螺絲螺母后用于修理拖拉機通過電動機旋轉(zhuǎn),拖拉機將自動脫落,然后拆下的頭向下旋轉(zhuǎn)回到它的原始位置。右側(cè)的安裝頭轉(zhuǎn)90度和旋轉(zhuǎn)的拖拉機安裝在拖拉機的安裝軸,當(dāng)安裝頭上升到軸的距離,馬達驅(qū)動器安裝頭逆轉(zhuǎn)修復(fù)拖拉機軸,下一個安裝頭滴回到原來的位置。當(dāng)下次安裝頭需要更換時，左側(cè)的拆裝裝置變?yōu)榘惭b裝置，右側(cè)的安裝裝置轉(zhuǎn)換為拆裝裝置，從而實現(xiàn)拖拉機的自動切換。其直觀的流程圖如圖6所示，如圖7所示，如圖8所示。 Figure 6拖動頭部變化流程圖 Figure 7拖頭改變計劃 Figure 8拖頭改變轉(zhuǎn)換程序圖。 測試： 通過對機器人模型的反復(fù)修改和控制程序的調(diào)試，智能清掃機器人可以實現(xiàn)預(yù)定的設(shè)計目標，并根據(jù)預(yù)定任務(wù)完成動作。機器人可以通過改變系統(tǒng)來輕松地改變系統(tǒng)的運動狀態(tài)。圖形功能模塊的參數(shù)，即過程參數(shù)M的控制正負，以及相應(yīng)的延時模塊，使設(shè)計控制系統(tǒng)能夠快速的解決新問題。 結(jié)束： 智能清潔機器人具有智能避障、智能清潔、智能維修等功能，主要解決了室內(nèi)清潔工作強度高、部分零件難清洗等問題。這個機器人以基于慧魚模型為基礎(chǔ)，它充分發(fā)揮了慧魚模型的作用與的特征快速建立模型，使用慧魚模型所攜帶的ROBO Pro模塊化編程語言進行設(shè)計過程，然后在此基礎(chǔ)上設(shè)計出智能清洗機器人，經(jīng)過反復(fù)實驗和連續(xù)優(yōu)化設(shè)計。這樣可以保證其可行性，縮短開發(fā)時間，節(jié)省大量資金。 參考文獻： [1]雪娜秋，劉世龍等。不確定動態(tài)環(huán)境移動機器人路徑規(guī)劃。完全遍歷[J]。2006年J,機器人 [2] Fischertechnik Computrng工業(yè)機器人3模型。 [3] Fischertechnrk Computrng Rrobo Pro軟件。 [4] Haojiang Tan,C程序設(shè)計(第三版)。北京:清華大學(xué)出版社，2005年。 附錄2：外文原文