智能扫地机器人课程设计
扫地机器人课程设计报告
专业方向课程设计报告组别序号课题名称扫地机器人设计制作姓名丁吴学号*********指导教师铁军一目录第一章绪论 (3)1.1 课题研究背景 (3)1.2 国内外研究现状 (3)1.2.1 扫地机器人的特点 (3)1.2.2 国外扫地机器人研究现状 (5)1.2.3 国内扫地机器人研究现状 (6)第二章扫地机器人的结构系统 (6)2.1 扫地机器人的硬件结构 (6)2.1.1 移动机构 (6)2.1.2 测距与防碰撞传感器 (7)产品参数 (8)2.1.3机器人清洁系统设计： (12)2.1.4总体结构设计： (12)第三章机器人程序编写： (14)第四章研究过程遇到的问题，解决的措施 (18)第五章参考文献 (19)第一章绪论1.1 课题研究背景近年来，随着计算机技术与人工智能科学的飞速发展，服务机器人技术逐渐成为现代机器人研究领域的热点。
一方面随着信息高速发展和生活、工作节奏的加快，人们需要从繁杂的家庭劳动中解脱出来；另一方面人口的老龄化和社会福利制度的完善也为某些服务机器人提供了广泛的市场应用前景。
区别于工业机器人，服务机器人的一个主要特征就是服务机器人是一种适用于具体的方式、环境及任务过程的机器人系统，其活动空间大，具有在非结构环境下的移动性，因此扫地机器人是一种能够自动执行房间清扫的家用服务机器人，集中了机械学、电子技术、传感器技术、计算机技术、控制技术、机器人技术、人工智能技术等多学科。
开始于20世纪80年代的研究，现在已经有多重样机和产品，并且促进了家庭服务机器人行业的发展，也促进了移动机器人技术、图像、语音识别、传感器等技术的发展。
许多发达国家都将其视为机器人研究的新领域给予重视。
有关资料也预测扫地机器人是未来几年需求量最大的服务机器人，特别是日用扫地电器不论在市场上或者是在产品创新上，绝对是所有小家电产品中最活跃的，未来仍有很大的成长空间，因此此课题研究有很大的意义。
1.2 国内外研究现状1.2.1 扫地机器人的特点扫地机器人具有如下的特点：(1)扫地机器人自带电源，小巧轻便、操作简单、自主性强、具有很强的实用性。
扫地机器人设计报告(一)2024
扫地机器人设计报告（一）引言概述扫地机器人是一种能够自动进行室内清扫的智能设备，其设计目的在于提高现代生活的舒适度和便利性。
本文将探讨扫地机器人的设计原理、机械结构、感知与导航系统、清扫效果评估以及安全性能等五个大点。
正文内容一、设计原理1.1 理解扫地机器人的工作原理1.2 确定扫地机器人的功能需求1.3 选择适合的清扫方式二、机械结构2.1 确定机器人的尺寸和形状2.2 选择合适的材料和结构2.3 设计机器人的底盘和吸尘部件2.4 确保机器人的灵活性与稳定性2.5 考虑机器人的维护和保养问题三、感知与导航系统3.1 选用合适的传感器技术3.2 开发机器人的环境感知能力3.3 设计机器人的自主导航算法3.4 提升机器人的路径规划与避障能力3.5 优化机器人的定位与地图生成功能四、清扫效果评估4.1 设计清扫效果评估指标4.2 开展清扫效果测试实验4.3 改进机器人的清扫效果4.4 分析清扫效果与用户需求的匹配程度4.5 提高机器人的清扫效率与质量五、安全性能5.1 考虑机器人的碰撞安全设计5.2 防止机器人的触碰伤害5.3 设计机器人的误操作预防系统5.4 优化机器人的电池管理与充电保护5.5 满足机器人的合规与认证要求总结通过对扫地机器人设计的分析与探讨，可以发现在设计过程中需要考虑到机器人的原理、机械结构、感知与导航系统、清扫效果评估以及安全性能等多个方面。
只有综合考虑这些因素，才能设计出性能优良、功能齐全且安全可靠的扫地机器人。
因此，在未来的设计过程中需要注重细节、持续改进，并根据用户反馈和市场需求进行不断优化。
通过不懈努力，扫地机器人设计的发展前景将更加广阔。
06-10《扫地机器人》教学设计
第10课扫地机器人一、教材分析基于传感器的学生机器人的学习和应用是随着信息技术应运而生的教学内容，本课就从生活出发，将扫地机器人作为教学内容进行设计，综合应用传感器和舵机完成能实现避障和清扫操作的扫地机器人。
教学内容主要分为任务分析、模块搭建和程序编写与运行，教师在教学时可以先让学生观察扫地机器人，引导学生分析扫地机器人的任务，再展开教学。
扫地机器人的学习是在超声波传感器实践应用的基础上展开的，主要要求学生学习拼搭舵机，再结合已学的避障程序进行舵机程序的添加，因此建议通过迁移应用实践于课堂中。
二、学情分析根据皮亚杰的认知发展规律可知，本课的学习对象六年级的学生已经具备了一定的逻辑思维能力，能通过任务的铺垫分析扫地机器人的工作任务。
学生在本课之前的学习中，已经接触了实体机器人的应用，搭建实现扫地机器人的脚本在学生的实践能力范围内。
但本课加入了舵机的拼搭和使用，对学生的操作能力又提高了要求，可以结合学生的实践探究和教师的搭建分享展开学习。
三、教学目标与要求理解“如果……那么……否则……”语句的含义，学会拼搭扫地机器人，理解超声波测距传感器的应用原理，完成避障程序搭建。
通过分析扫地机器人的任务，体验思维和分析的过程，初步掌握问题分析的基本方法。
通过扫地机器人，感受机器人的可实践性，感受信息技术发展的变化，形成乐学的学习态度，在学生心里埋下发展技术的种子。
四、教学重点与难点1. 重点：理解“如果……那么……否则……”语句。
2. 难点：理解避障程序和清扫程序的顺序关系。
五、教学方法与手段本课采用任务驱动法，让学生在有引导的教学环境中对主要任务进行分解，在小组讨论的过程中迁移运用已有知识，不断优化各分解任务，最终整合实现扫地机器人的任务效果。
六、课时安排安排1课时。
七、教学准备教学课件、教师用演示文稿和学生用演示文稿。
八、教学过程（一）情境导入教师：同学们，今天老师到家看到了这样的场景！（出示图片）怎么办？工作一天已经很累了，我想休息一下，能有个机器人帮帮我吗？学生提出机器人来清洁。
清扫机器人教学设计方案
一、教学目标1. 让学生了解清扫机器人的基本原理和组成结构。
2. 培养学生动手操作能力，学会使用清扫机器人进行家居清洁。
3. 培养学生团队协作能力，通过小组合作完成清扫任务。
4. 培养学生环保意识，了解清扫机器人在环保方面的作用。
二、教学对象初中信息技术课程学生三、教学时间2课时四、教学准备1. 教学课件：清扫机器人简介、组成结构、操作方法等。
2. 清扫机器人实物或模型：供学生操作练习。
3. 小组活动材料：清扫任务分配表、评价标准等。
五、教学过程（一）导入新课1. 教师简要介绍清扫机器人的背景和作用，激发学生的学习兴趣。
2. 提问：同学们对清扫机器人有哪些了解？它们是如何工作的？（二）讲授新课1. 清扫机器人简介- 介绍清扫机器人的起源、发展历程及其在家庭、公共场所的应用。
- 强调清扫机器人在提高生活质量、减轻人类劳动负担方面的作用。
2. 清扫机器人组成结构- 教师讲解清扫机器人的主要组成部分，如清洁刷、滚轮、传感器、电池等。
- 通过图片或实物展示，让学生直观了解清扫机器人的结构。
3. 清扫机器人操作方法- 教师演示清扫机器人的操作步骤，包括充电、设置清洁区域、开始清洁等。
- 学生跟随教师操作，熟悉清扫机器人的使用方法。
（三）分组实践1. 将学生分成若干小组，每组配备一台清扫机器人。
2. 教师布置清扫任务，如清洁教室、宿舍等。
3. 学生根据任务分配表，合作完成清扫任务。
4. 教师巡回指导，解答学生操作过程中遇到的问题。
（四）评价总结1. 学生汇报清扫任务完成情况，教师进行点评。
2. 学生分享操作过程中的心得体会，交流学习经验。
3. 教师总结本次课程内容，强调清扫机器人在实际生活中的应用。
六、教学反思1. 教师应关注学生的个体差异，针对不同学生的学习水平进行差异化教学。
2. 教学过程中，注重培养学生的动手操作能力和团队协作能力。
3. 结合清扫机器人在环保方面的作用，引导学生树立环保意识。
通过本节课的学习，学生能够掌握清扫机器人的基本原理、组成结构和使用方法，提高学生的信息技术素养，为今后的生活和工作奠定基础。
幼儿园劳动教育活动《扫地机器人》教案及家庭DIY分享
幼儿园劳动教育活动《扫地机器人》教案及家庭DIY共享在现代社会，科技日新月异，人们的生活也变得越来越便利。
传统的劳动教育虽然依然重要，但在幼儿园中，也需要结合现代科技元素，让孩子们在劳动教育中感受到科技的魅力。
本文将围绕幼儿园劳动教育活动《扫地机器人》展开讨论，同时共享家庭DIY制作扫地机器人的方法，以此引导孩子们对科技和劳动的理解。
一、《扫地机器人》教案设计1. 教学目标通过制作扫地机器人，让孩子们了解科技产品在日常生活中的应用，激发对科技的兴趣，提高动手能力和动手能力。
2. 教学内容（1）了解扫地机器人的基本原理和结构（2）学习如何使用简单的材料制作扫地机器人（3）观察和讨论扫地机器人的工作过程（4）体验扫地机器人的使用效果3. 教学过程（1）导入：引导孩子们讨论现代科技产品在生活中的应用，引出扫地机器人的话题（2）讲解：老师向孩子们简单介绍扫地机器人的工作原理和结构，激发他们的好奇心（3）制作：带领孩子们利用纸箱、电动马达等材料，动手制作扫地机器人（4）实验：让孩子们观察扫地机器人的工作过程，感受科技产品的魅力（5）讨论：与孩子们一起讨论扫地机器人的使用效果，鼓励他们发表自己的看法4. 教学评价观察孩子们的动手能力、合作能力和对科技的兴趣，对他们的参与情况和表现给予及时的肯定和鼓励。
二、家庭DIY共享除了在幼儿园中进行《扫地机器人》教育活动，家庭也可以与孩子们一起进行这样的DIY活动，让孩子们在家里也能体验科技的乐趣。
1. 材料准备- 一个小型电动马达- 一个纸箱- 一些轮子- 电池- 开关- 一些杂物（铁丝、胶带、纸杯等）2. 制作步骤（1）在纸箱上设计并剪出一个合适大小的洞，以便扫地机器人的“吸尘口”可以顺利通过。
（2）在纸箱的底部固定轮子，以便让扫地机器人能够移动。
（3）在纸箱的上方固定电动马达，连接好电池、开关等零部件。
（4）在洞口附近安装一些杂物，如铁丝、纸杯等，模拟地面上的杂物，用于测试扫地机器人的效果。
自动清洁扫地机课程设计
自动清洁扫地机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解自动清洁扫地机的基本工作原理，掌握其关键部件的功能及相互关系。
2. 学生能够描述自动清洁扫地机在生活中的应用，了解其对社会和环境的积极影响。
技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，分析自动清洁扫地机的电路原理和机械结构。
2. 学生能够通过小组合作，设计并制作一个简单的自动清洁扫地机模型，提高动手操作能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到科技对生活的改变，培养对科技创新的兴趣和热情。
2. 学生能够关注生活中的环境问题，树立绿色环保意识，积极参与环保行动。
3. 学生通过课程学习，培养勇于探索、积极思考的学习态度，增强解决问题的自信心。
课程性质：本课程属于科技制作类课程，结合物理、工程和技术等多学科知识，注重实践与创新。
学生特点：六年级学生具备一定的观察、分析和动手能力，对新鲜事物充满好奇心，喜欢合作与分享。
教学要求：教师应充分调动学生的积极性，引导他们主动探究，注重培养学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 自动清洁扫地机的基本原理- 介绍扫地机的工作原理，包括电机驱动、传感器应用、清洁装置等。
- 分析扫地机各部件的功能，如滚刷、吸尘器、充电系统等。
2. 自动清洁扫地机的电路与编程- 指导学生理解扫地机的电路结构，学习基本的电路元件和电路图。
- 介绍简单的编程知识，使学生能够理解扫地机自动导航和避障的原理。
3. 自动清洁扫地机模型制作- 制定详细的制作步骤，包括设计、选材、组装和调试。
- 引导学生分组合作，进行模型制作，培养团队协作能力。
4. 自动清洁扫地机的实际应用与环保意识- 分析自动清洁扫地机在家庭、公共场所的应用，讨论其对环境保护的意义。
- 通过实例，介绍扫地机在节能、减排方面的优势。
教学内容安排与进度：第一课时：自动清洁扫地机的基本原理介绍。
给妈妈设计扫地机器人教案
给妈妈设计扫地机器人教案一、教学目标。
1.了解扫地机器人的基本原理和结构。
2.掌握扫地机器人的使用方法和注意事项。
3.培养妈妈对科技产品的兴趣和使用能力。
二、教学重点。
1.扫地机器人的基本原理和结构。
2.扫地机器人的使用方法和注意事项。
三、教学难点。
1.如何正确操作扫地机器人。
2.如何保养和维护扫地机器人。
四、教学准备。
1.一台扫地机器人。
2.相关的使用说明书和操作视频。
3.清洁工具和维护用品。
五、教学过程。
1.了解扫地机器人的基本原理和结构。
首先，让妈妈了解扫地机器人是一种自动清扫地面的家用电器，它通过搭载的传感器和智能算法，能够自动感知环境并规划清扫路径，从而实现自动清扫地面的功能。
让妈妈对扫地机器人的工作原理有一个基本的了解。
2.掌握扫地机器人的使用方法和注意事项。
接着，让妈妈学习扫地机器人的使用方法和注意事项。
首先，要详细阅读扫地机器人的使用说明书，了解各个部件的功能和使用方法。
然后，演示给妈妈看扫地机器人的操作方法，包括开机、设置清扫模式、充电等操作步骤。
同时，要特别强调使用过程中的注意事项，比如避免扫地机器人被卡住、避免碰撞家具等。
3.培养妈妈对科技产品的兴趣和使用能力。
在教学过程中，要注重培养妈妈对科技产品的兴趣和使用能力。
可以适当介绍扫地机器人的发展历史和未来趋势，让妈妈了解科技产品对家庭生活的改善作用。
同时，鼓励妈妈多多尝试使用扫地机器人，培养她对科技产品的使用自信心。
六、教学总结。
通过以上教学，妈妈应该已经掌握了扫地机器人的基本原理和结构，了解了扫地机器人的使用方法和注意事项，同时也培养了对科技产品的兴趣和使用能力。
希望妈妈能够在以后的生活中，更加便捷地使用扫地机器人，享受科技带来的便利。
扫地机器人课程设计报告
扫地机器人课程设计报告一、引言扫地机器人是一种能够自动清扫地面的机器设备，近年来受到越来越多人的关注。
本课程设计旨在设计一款性能优越、智能化的扫地机器人，并通过对其工作原理、技术特点以及应用场景等方面的深入探讨，为开发者和用户提供一份全面、详细的报告。
二、工作原理扫地机器人主要由底盘、传感器、控制系统以及清扫装置等部分组成。
其工作原理如下：1.传感器感知环境：扫地机器人通过搭载的多种传感器，如摄像头、红外线传感器、超声波传感器等，获取环境信息，包括障碍物位置、地面状态等。
2.地图构建：扫地机器人根据传感器获取的环境信息，通过自主定位算法，构建出待清扫区域的地图，并确定路径规划。
3.路径规划：基于地图信息，扫地机器人通过路径规划算法确定清扫路径，并利用运动控制系统控制底盘的移动，使机器人沿预定的路径进行清扫。
4.清扫操作：扫地机器人配备刷子和吸尘装置，可对地面进行清扫。
根据地面情况，机器人可自动调节清扫力度和清扫方式，提高清扫效果。
5.自主充电：当电池电量低于一定阈值时，扫地机器人可自动返回充电台充电，待电量充足后继续工作。
三、技术特点扫地机器人在设计过程中可以考虑以下技术特点：1. 智能化扫地机器人应具备一定的智能化水平，能够通过感知环境、地图构建和路径规划等技术，自主完成清扫任务。
同时，可以通过人工智能技术，进行智能学习和适应性调整，提高清扫效果。
2. 多传感器融合为了获取准确的环境信息，扫地机器人应采用多种传感器进行数据融合，如视觉传感器、红外线传感器、超声波传感器等，以提高环境感知的准确性和可靠性。
3. 自主导航扫地机器人应具备自主导航和路径规划的能力，能够根据环境地图自主选择最优的清扫路径，并通过运动控制系统实现精确的移动控制。
4. 智能清扫扫地机器人需要具备智能的清扫能力，根据地面的不同情况，能够自动调节清扫力度和清扫方式，如增加刷子转速、调节吸力等，以达到更好的清扫效果。
5. 自主充电为了提高工作效率和使用便利性，扫地机器人应具备自主充电功能，能够根据电量情况自动返回充电台进行充电，并在充电完成后自动继续工作。
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1、课题背景及研究的目的和意义1.1课题背景扫地机器人是服务机器人的一种，可以代替人进行清扫房间、车间、墙壁等。
提出一种应用于室内的移动清洁机器人的设计方案。
其具有实用价值。
室内清洁机器人的主要任务是能够代替人进行清扫工作，因此需要有一定的智能。
清洁机器人应该具备以下能力：能够自我导航，检测出墙壁，房间内的障碍物并且能够避开；能够走遍房间的大部分空间，可以检测出电池的电量并且能够自主返回充电，同时要求外形比较紧凑，运行稳定，噪音小；要具有人性化的接口，便于操作和控制。
结合扫地机器人主要功能探讨其控制系统的硬件设计。
1.2研究目的和意义国家农业智能装备工程技术研究中心邱权博士介绍说，扫地机器人可以看作是一种智能吸尘器，通过其基于传感器检测的智能运动规划算法使原本由人操作的吸尘器成为一个可自主运行的智能化设备。
它通过各种传感器，比如碰撞开关、红外接近开关、超声传感器、摄像头等，来感知自身的位置和状态，通过智能算法决定当前的任务状态。
它可以根据某个传感器检验地面清洁程度，根据历史信息确定哪些区域已经打扫过，它的充电座会发出红外线信息，在电量低于一定值后，它开始寻找红外信息来自动充电。
防跌落是基于机器人底部所安装的红外传感器检测地面的距离，当距离发生变化时机器人将停止并改变路线。
由于扫地机器人是一个智能化产品，1.3工作原理扫地机器人机身为可移动装置，机器人依托红外识别以及超声波测距从而避障，配合芯片控制内部电机转动以及内部真空环境吸尘，通过路线设计，在室内自由行走，由中央主刷旋转清扫，并且辅以边刷，沿直线或者之字形活动路径打扫。
2、设计要求与内容1）以 AT89S52系列单片机为核心设计移动清扫机器人电机驱动与控制电路，采用红外传感器和超声波传感器完成障碍物检测电路设计，完成充电站检测电路设计，完成避障算法与路径规划算法设计。
2）按键选择清扫模式和充电模式。
3）显示方式LED 显示当前时间和机器人当前工作状态。
3、系统方案设计3.1设计任务1）利用AT89S52处理器编程实现电机驱动。
2）液晶显示扫地机器人的内部参数。
3）当扫地机器人显示电量不足时，无线模块发送命令到充电桩，开始进行充电模式，此时红外发射光线充电桩与扫地机器人充电接口对接，此时超声波实时测量两者之间的距离控制扫地机器人与充电桩之间的距离，防止速度过快损毁机器。
4）按键实现充电，清扫，停止3种模式对扫地机器人进行模式的切换。
5）用 protel 绘制详细电路原理图，标明元器件的型号、参数和引脚功能符号，电路图应符合电气要求。
3.2系统整体框图3.3 选择方案论证3.3.1单片机选择方案论证方案一：使用公司的AT89S52作为主控制器。
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。
使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
方案二：综上所述，选择方案一，价格适中，可操作性强，且现在使用AT89S52也是一种难度适中的选择。
3.3.2 驱动芯片选择方案论证方案一：6612芯片方案二：ULN2003是一个非门电路，包含7个单元，各二极管的正极分别接各达林顿管的集电极。
用于感性负载时，该脚接负载电源正极，起续流作用（在感性负载中，电路断开后会产生很大的反电动势，为防止损坏达林顿管，接反相的二极管来构成通路，使之转换为电流）。
另外二极管的作用，驱动电流断开时，电机内的电感产生很大的反电动势，每一个单元的二极管都与三极管的集电极相连，产生反电动势时就构成了放点回路，从而保护了三极管。
方案三：使用东芝半导体公司TB6612FNG驱动芯片。
TB6612FNG体积小，发热小，不需要加散热片，外围电路比较简单，只需要外接电容就可以直接驱动电机。
综上所述，选择方案一和二，体积小，电路简单，所以选择L298作为移动驱动电路，选用ULN2003作为清扫电机驱动电路。
3.3.3无线模块选择方案论证方案一：选用RF903模块，作为微功率模块，传输距离能达到500米，兼具了低功耗和远距离的要求、另外性能强大，增加了电源切断模式、可以实现硬件冷启动功能、抗干扰能力强。
方案二：选择NRF24l01无线模块，此模块的体积小，但功耗大综上所述，选择方案一，价格低，受环境温度小，综合性能更强，所以选择。
3.3.4时钟模块选择方案论证方案一：采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以也不采用此种作为显示.方案二：采用TFT液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,显示尺寸小巧,管脚占用少，适合单片机特点。
3.4硬件电路设计3.4.1原理图设计3.4.2独立式键盘设计综合扫地人的无线控制，功能模块分为清扫模式，自动充电模式，暂停三大块，所以应该有按键供选择。
独立式键盘设计结构简便，设计可靠。
独立式按键比较简单，它们各自与独立的输入线相连接，如图所示。
独立式按键原理图4 条输入线接到单片机的 IO 口上，当按键 K1 按下时，+5V 通过电阻 R1 然后再通过按键 K1 最终进入 GND 形成一条通路，那么这条线路的全部电压都加到了 R1 这个电阻上，KeyIn1 这个引脚就是个低电平。
当松开按键后，线路断开，就不会有电流通过，那么 KeyIn1和+5V 就应该是等电位，是一个高电平。
我们就可以通过 KeyIn1 这个 IO 口的高低电平来判断是否有按键按下。
3.4.3蜂鸣器报警电路如图所示，因GPIO口输出电流有限，而蜂鸣器在蜂鸣时需要较大的电流，GPIO输出口无法满足要求。
而8550最大可提供1A的输出电流，足以驱动蜂鸣器。
所以，我们用GPIO口来控制8550的导通与截止，从而来控制蜂鸣器。
当向F1写入逻辑1时，F1输出高电平（+3.3V），8550的基极电流为0，此时Q1处于截止状态，电源不能加到蜂鸣器的正极上，蜂鸣器不能蜂鸣；当向F1写入逻辑0时，F1输入低电平（0V），8550的发射极和基极之间产生电流，此时Q1导通，蜂鸣器开始蜂鸣。
3.4.4移动驱动电路L298 引脚符号及功能L298的逻辑功能当使能端为高电平时，输入端IN1为PWM信号,IN2为低电平信号时,电机正转；输入端IN1为低电平信号，IN2为PWM信号时,电机反转;;IN1与IN2相同时,电机快速停止。
当使能端为低电平时,电动机停止转动。
在对直流电动机电压的控制和驱动中，半导体功率器件(L298)在使用上可以分为两种方式：线性放大驱动方式和开关驱动方式在线性放大驱动方式。
半导体功率器件工作在线性区优点是控制原理简单，输出波动小，线性好，对邻近电路干扰小，缺点为功率器件工作在线性区，功率低和散热问题严重。
开关驱动方式是使半导体功率器件工作在开关状态，通过脉调制（PWM）来控制电动机的电压，从而实现电动机转速的控制。
3.4.5清扫电机驱动电路高耐压、大电流复合晶体管IC—ULN2003，ULN2003 是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅NPN 复合晶体管组成该电路的特点如下：ULN2003 的每一对达林顿都串联一个2.7K 的基极电阻,在5V 的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。
ULN2003 工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V 的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。
ULN2003 采用DIP—16或SOP—16塑料封装。
ULN2003内部还集成了一个消线圈反电动势的二极管，可用来驱动继电器。
它是双列16脚封装,NPN晶体管矩阵,最大驱动电压=50V,电流=500mA,输入电压=5V,适用于TTL、COMS，由达林顿管驱动电路。
ULN是集成达林顿管IC，内部还集成了一个消线圈反电动势的二极管。
它的输出端允许通过电流为200mA，饱和压降VCE 约1V左右，耐压BVCEO 约为36V。
用户输出口的外接负载可根据以上参数估算。
采用集电极开路输出，输出电流大，故可直接驱动继电器或固体继电器，也可直接驱动低压灯泡。
通常单片机驱动ULN2003时，上拉2K的电阻较为合适，同时，COM引脚应该悬空或接电源。
ULN2003是一个非门电路，包含7个单元，单独每个单元驱动电流最大可达500mA，9脚可以悬空。
比如1脚输入，16脚输出，你的负载接在VCC与16脚之间，不用9脚ULN2003 是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。
3.4.6超声波测距模块基于超声波距离传感器的避障:目前市场也有一部分扫地机器人采用超声波传感器实现避障。
超声波传感器与红外传感器之间的区别在于，红外线感应属光学感应技术，超声波感归属于声学感应系统的范畴。
超声波音频发射头能够发出超过 20KHz 的音频信号，音频信号碰到障碍物后会反弹回波，机器人的接收器可以接受障碍物反弹的回波并通过分析回波信号判断前方有无障碍物。
超声波感应技术最大的优点是对透明类障碍物具有很高的识别率，而且可以正确识别任意颜色的障碍物，即使在全黑环境下也能正常工作。
3.4.7红外模块红外线检测技术的优点：技术成熟、成本低廉、使用寿命长和工作可靠性高。
一对优质的红外线对管价格低廉，而且具有工作寿命长和电气性能稳定等优点。
红外线本身属于不可见光，完全可以在黑暗环境中正常工作，在日常清洁使用中具备较高的工作可靠性。
红外线检测技术的缺点：红外线对透明或半透明的障碍物具备较强的穿透性，机器人将无法感应到矿泉水瓶、落地式玻璃门等物体。
此外，光波具有最易被黑色物体吸收而被白色物体反射的特性。
通常情况下，采用该检测技术的扫地机器人在深色障碍物前，无法正确接收到红外反射信号。
虽然红外线检测技术存在一些缺点，但是作为目前最成熟的障碍物检测技术，它仍然将在相当长的一段时间内存在，纵观目前市场上销售的扫地机器人产品，会发现几乎所有的扫地机器人采用红外传感器与碰撞传感器融合方式实现避障。
采用这种技术的产品特征为：在机器人的碰撞栏前端有一圈茶黑色感应窗，传感器安装在感应窗内部。
该检测系统的检测原理为：机器人工作过程中遇到障碍物时，红外传感器发射的光波会因为受到阻碍而产生回波，机器人内部红外接收器检测到回波后，会认为前方存在障碍物，即命令减缓机器的前进速度以慢速碰撞障碍物，确定障碍物的位置后进行避障行为。