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附錄1：外文翻譯 基于慧魚(yú)模型的智能清洗機(jī)器人設(shè)計(jì) 摘要：清洗機(jī)器人主要由行走系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件控制、水畫(huà)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(duì)完善的清洗功能組成。在硬件結(jié)構(gòu)部分，慧魚(yú)模型可以快速地對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行物理變化。在軟件控制部分，慧魚(yú)模型的ROBO Pro模塊化編程語(yǔ)言可以快速編寫(xiě)控制程序，不考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)分析過(guò)程中控制問(wèn)題的機(jī)械和電氣系統(tǒng)的影響。因此，設(shè)計(jì)不僅可以節(jié)省大量的實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)研究經(jīng)費(fèi)，而且可以簡(jiǎn)化研究的過(guò)程。 關(guān)鍵詞:清洗機(jī)器人;慧魚(yú)模型;智能避障;智能清潔;聰明的；維護(hù) 簡(jiǎn)介： 地面清潔是一項(xiàng)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(jī)器人成為可能。因此，基于fischertechnik，智能清掃機(jī)器人被開(kāi)發(fā)出來(lái)。該設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的清洗能力、智能避障和智能維護(hù)功能。同時(shí)，它充分發(fā)揮了慧魚(yú)模型的特點(diǎn)，模擬研究過(guò)程，為相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(shí)際情況，地面清掃機(jī)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(jī)器人。在機(jī)器人行走過(guò)程中，必須對(duì)環(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記憶，主要是為了規(guī)劃路徑的自動(dòng)和覆蓋室內(nèi)地面。同時(shí)，也考慮避免障礙物、樓梯等危險(xiǎn)區(qū)域。在行走的過(guò)程中，機(jī)器人應(yīng)實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境污染情況，控制清洗時(shí)間和強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)高效的高覆蓋率、低復(fù)發(fā)率的清洗過(guò)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(duì)有效的,可靠的,完整的融合多個(gè)傳感器所提供的信息。根據(jù)環(huán)境信息的要求，機(jī)器人在其周?chē)?個(gè)方向上配置超聲傳感器，以探測(cè)不同范圍的障礙物距離，通過(guò)超聲波傳感器的相互配合，對(duì)不同類(lèi)型的環(huán)境進(jìn)行判斷，從而采取不同的避障措施。前端的機(jī)器人配備了超聲波傳感器，以避免危險(xiǎn)區(qū)域如樓梯。在機(jī)器人的左右兩側(cè)裝有紅外接收模塊，以限制機(jī)器人的操作空間與室內(nèi)安裝的紅外線(xiàn)發(fā)射器。但由于人、寵物等移動(dòng)障礙的存在，機(jī)器人需要及時(shí)獲取環(huán)境的動(dòng)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(yǔ)言： ROBO Pro模塊化圖形編程語(yǔ)言軟件簡(jiǎn)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(lái)編程。有很多命令和語(yǔ)言本身存在復(fù)雜的因素，所以人們?cè)诰幊踢^(guò)程中容易犯錯(cuò)誤。然而，以上的缺點(diǎn)可以通過(guò)在ROBO Pro模塊化編程語(yǔ)言中使用ROBO Pro模塊化編程語(yǔ)言來(lái)克服。 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 步行系統(tǒng)：該模塊由輪轉(zhuǎn)裝置、后差速器和后輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。它的功能是使智能清掃機(jī)器人的自由行走成為可能 水畫(huà)和打蠟系統(tǒng)：該模塊實(shí)現(xiàn)了掃描功能的轉(zhuǎn)換。通過(guò)齒輪嚙合、氣動(dòng)傳動(dòng)和電磁閥的傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)上蠟功能。 清洗系統(tǒng): 該模塊包括粉塵和廢紙回收機(jī)制、粉塵收集機(jī)制和阻力頭機(jī)制。該模塊包括粉塵和廢紙回收機(jī)制，粉塵收集機(jī)制。拖頭機(jī)制。該模塊實(shí)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(tái)、刷頭處理裝置和水平擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的桿件。其功能包括智能維修、自動(dòng)拖動(dòng)頭更換等功能。 Figure 1智能清洗機(jī)器人的總體示意圖。 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)： 控制模塊是軟件系統(tǒng)的核心。工作模式由獨(dú)立控制模式、遠(yuǎn)程控制模式、啟動(dòng)和停止模式組成。主要功能是通過(guò)接收多傳感器的實(shí)時(shí)信息，對(duì)信息進(jìn)行分析，分解任務(wù)，自動(dòng)規(guī)劃路徑，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清潔的目標(biāo)，并將自動(dòng)控制與遠(yuǎn)程控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更好的清潔。 Figure 2主要程序流程圖功能 智能隨機(jī)避障系統(tǒng)： 智能清掃機(jī)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(dòng)時(shí)，系統(tǒng)首先檢測(cè)前方是否有障礙物，并決定是否前進(jìn);如果前面沒(méi)有障礙，那就向前直走;否則檢測(cè)向左，如果有障礙，如果沒(méi)有，左轉(zhuǎn)彎;如果存在，則繼續(xù)檢測(cè)右側(cè)是否存在障礙;如果右邊沒(méi)有障礙物，機(jī)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(shí)在后面，不斷地檢測(cè)左右;使用檢測(cè)到的結(jié)果來(lái)確定停止時(shí)間和前進(jìn)方向。在實(shí)際操作中，如果在后面，機(jī)器人檢測(cè)到左側(cè)沒(méi)有障礙物，則執(zhí)行停止并左轉(zhuǎn)程序;從而達(dá)到避障的目的。同樣，在后面，如果機(jī)器人檢測(cè)到右邊沒(méi)有障礙物，它就會(huì)被執(zhí)行停止并左轉(zhuǎn)程序。從而實(shí)現(xiàn)了基于邏輯的智能隨機(jī)避障。 全覆蓋的路徑規(guī)劃采用“隨機(jī)+局部遍歷”路徑規(guī)劃方法。行走電機(jī)的光電編碼器可以采集行走距離，距離傳感器可以測(cè)量機(jī)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(xiàn)可分為兩部分。一個(gè)是清除障礙物的邊緣，另一個(gè)是穿過(guò)小部件的中間。其中,中間區(qū)域的導(dǎo)線(xiàn)使用衛(wèi)生間遍歷的方式,也就是說(shuō),從任何點(diǎn)向前走,遇到障礙時(shí),機(jī)器人將其中一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪為中心,旋轉(zhuǎn)180度,身體距離在原來(lái)的方向移動(dòng),然后,繼續(xù)清洗相反的方向,重復(fù)相同的過(guò)程,直到對(duì)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(huà)和打蠟系統(tǒng)： 為了提高清洗效率，清洗機(jī)器人配備了水畫(huà)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(guò)設(shè)計(jì)變量的值的判斷,根據(jù)是否滿(mǎn)足要求,系統(tǒng)決定是否開(kāi)放機(jī)器人的兩種不同的電磁閥和供水和填充氣體和蠟在兩個(gè)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(gè)氣缸通過(guò)管道實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)噴水和自動(dòng)噴蠟。水畫(huà)和打蠟系統(tǒng)。 該程序是水畫(huà)和上蠟的控制系統(tǒng)。動(dòng)力部分由電機(jī)M4控制。兩個(gè)電磁閥開(kāi)關(guān)由擴(kuò)展板M1控制。通過(guò)循環(huán)計(jì)數(shù)選擇噴蠟或噴淋水，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)拖動(dòng)和打蠟的功能。電機(jī)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(huà)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(hù)的體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了清潔機(jī)器人的維護(hù)方便。其工作原理如下:智能清掃機(jī)器人拖曳頭的轉(zhuǎn)換由兩個(gè)牽引頭和機(jī)架組成。兩個(gè)牽引頭裝置和機(jī)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(jī)停在架時(shí),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(jī),拆下的頭螺絲螺母后用于修理拖拉機(jī)通過(guò)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn),拖拉機(jī)將自動(dòng)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(jī)安裝在拖拉機(jī)的安裝軸,當(dāng)安裝頭上升到軸的距離,馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器安裝頭逆轉(zhuǎn)修復(fù)拖拉機(jī)軸,下一個(gè)安裝頭滴回到原來(lái)的位置。當(dāng)下次安裝頭需要更換時(shí)，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(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的自動(dòng)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(dòng)頭部變化流程圖 Figure 7拖頭改變計(jì)劃 Figure 8拖頭改變轉(zhuǎn)換程序圖。 測(cè)試： 通過(guò)對(duì)機(jī)器人模型的反復(fù)修改和控制程序的調(diào)試，智能清掃機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)，并根據(jù)預(yù)定任務(wù)完成動(dòng)作。機(jī)器人可以通過(guò)改變系統(tǒng)來(lái)輕松地改變系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。圖形功能模塊的參數(shù)，即過(guò)程參數(shù)M的控制正負(fù)，以及相應(yīng)的延時(shí)模塊，使設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)能夠快速的解決新問(wèn)題。 結(jié)束： 智能清潔機(jī)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(qiáng)度高、部分零件難清洗等問(wèn)題。這個(gè)機(jī)器人以基于慧魚(yú)模型為基礎(chǔ)，它充分發(fā)揮了慧魚(yú)模型的作用與的特征快速建立模型，使用慧魚(yú)模型所攜帶的ROBO Pro模塊化編程語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程，然后在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出智能清洗機(jī)器人，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)和連續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。這樣可以保證其可行性，縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，節(jié)省大量資金。 參考文獻(xiàn)： [1]雪娜秋，劉世龍等。不確定動(dòng)態(tài)環(huán)境移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃。完全遍歷[J]。2006年J,機(jī)器人 [2] Fischertechnik Computrng工業(yè)機(jī)器人3模型。 [3] Fischertechnrk Computrng Rrobo Pro軟件。 [4] Haojiang Tan,C程序設(shè)計(jì)(第三版)。北京:清華大學(xué)出版社，2005年。 附錄2：外文原文