扫地机器人设计
基于STM32单机的扫地机器人设计
基于STM32单机的扫地机器人设计1. 引言1.1 背景介绍扫地机器人是一种能够自动清扫地面垃圾和灰尘的智能机器人，广泛应用于家庭、办公室和公共场所等各类环境。
随着人们生活水平的不断提高，对于清洁卫生的要求也越来越高，扫地机器人因其高效、方便、智能的特点而备受人们青睐。
随着科技的不断进步，基于STM32单片机的扫地机器人正逐渐成为研究和开发的热点之一。
STM32单片机具有低功耗、高性能、丰富的外设资源等优点，在嵌入式系统开发中得到广泛应用。
借助STM32单片机的强大功能和稳定性，扫地机器人设计师们可以实现更加智能化和高效化的设计。
本文将详细介绍基于STM32单片机的扫地机器人设计，包括系统架构设计、功能模块设计、传感器选择与应用以及控制系统设计等方面。
通过对这些内容的深入探讨，可以更好地了解基于STM32单片机的扫地机器人设计原理和技术实现，为今后的研究和应用提供参考和借鉴。
1.2 研究意义智能扫地机器人已经成为现代家居中不可或缺的清洁助手。
随着人们生活水平的不断提高以及工作节奏的加快，人们对家庭清洁的需求也越来越迫切。
而基于STM32单机的扫地机器人设计，可以更好地满足人们对高效清洁的需求。
研究意义在于提高家庭清洁的效率和质量，解放人们的双手，让他们可以更多地投入到工作和生活中。
通过对传感器及控制系统的研究与应用，可以使扫地机器人具备更加智能化的功能，可以更好地适应不同家庭环境，并具有更多的人性化设计，使其成为人们的贴心家务助手。
基于STM32单机的扫地机器人设计，还具有较高的可扩展性和灵活性，可以满足不同家庭对清洁需求的差异化需求。
本研究具有重要的实用意义和市场前景，可以为智能家居领域的发展贡献力量。
1.3 研究目的研究目的是为了通过基于STM32单机的扫地机器人设计，提高家庭和办公环境的清洁效率，减轻人力劳动的负担。
通过研究和设计扫地机器人，可以实现智能化的清洁服务，提高家庭生活质量和办公效率。
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。
《基于STM32的扫地机器人设计与实现》
《基于STM32的扫地机器人设计与实现》一、引言随着科技的不断进步和人们对生活品质要求的提高，扫地机器人已经成为家庭清洁的重要工具。
STM32作为一款性能强大、功能丰富的微控制器，为扫地机器人的设计与实现提供了强大的硬件支持。
本文将详细介绍基于STM32的扫地机器人的设计与实现过程，包括系统架构、硬件设计、软件设计、控制算法以及实验结果等方面的内容。
二、系统架构设计扫地机器人的系统架构主要包括硬件和软件两部分。
硬件部分主要包括STM32微控制器、电机驱动模块、传感器模块等；软件部分则包括操作系统、驱动程序、控制算法等。
系统架构设计要遵循模块化、可扩展、高可靠性的原则，以满足扫地机器人的功能需求和性能要求。
三、硬件设计1. 微控制器：采用STM32F4系列微控制器，具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点，为扫地机器人的控制和数据处理提供了强大的支持。
2. 电机驱动模块：采用电机驱动芯片驱动扫地机器人的行走电机和旋转电机，实现机器人的运动控制。
3. 传感器模块：包括红外传感器、超声波传感器、陀螺仪等，用于实现扫地机器人的避障、定位和姿态控制等功能。
四、软件设计1. 操作系统：采用嵌入式实时操作系统，如FreeRTOS，以提高系统的实时性和稳定性。
2. 驱动程序：编写驱动程序实现微控制器与各模块的通信和控制。
3. 控制算法：包括路径规划算法、避障算法、姿态控制算法等，实现扫地机器人的自主导航和智能控制。
五、控制算法实现1. 路径规划算法：采用全局路径规划和局部路径规划相结合的方法，实现扫地机器人的高效清扫。
2. 避障算法：通过红外传感器和超声波传感器检测障碍物，实现机器人的实时避障功能。
3. 姿态控制算法：通过陀螺仪等传感器检测机器人的姿态，实现机器人的稳定控制和自主平衡。
六、实验结果与分析经过实验验证，基于STM32的扫地机器人具有以下优点：1. 高效清扫：通过全局和局部路径规划算法，实现高效清扫，提高清洁效率。
扫地机器人设计范文
扫地机器人设计范文一、引言在现代社会，科技发展迅猛，人们的生活便捷度也不断提高。
然而，有些繁琐的家务活却依然需要人工操作，对大部分忙碌的现代人来说，清扫地面是一项费时费力的工作，因此设计一款智能、高效的扫地机器人具有非常重要的意义。
本文将从硬件和软件两个方面设计一款扫地机器人，旨在解决人们的清扫困扰。
二、硬件设计1.结构设计扫地机器人主要由底盘、电机、传感器、软管和集尘盒等组成。
底盘是整个机器人的基础，承载着其他模块的安装，同时需要具备良好的平衡性和移动性；电机为机器人提供动力，可分为主动轮和被动轮两种；传感器模块包括碰撞传感器、红外传感器和触摸传感器等，用于检测环境和障碍物；软管用于吸尘，需要具备一定的弹性和耐用性；集尘盒用于收集垃圾，可设计成拆卸式，方便清洁。
2.控制系统设计控制系统是扫地机器人的核心，主要包括主控板、传感器模块和电机驱动模块。
主控板负责对各个部分的控制和数据处理，可采用微控制器或单片机；传感器模块负责感知环境并将数据传输给主控板，需要具备高精度和稳定性；电机驱动模块负责控制电机的转动，可采用直流电机驱动器或步进电机驱动器。
3.功能设计扫地机器人的功能设计是为了提高清扫效率和用户体验。
可以设计以下功能：定时清扫，根据用户设置的时间自动开启清扫功能；智能导航，通过激光传感器或摄像头实时感知环境，规划清扫路径，避开障碍物；避障功能，通过碰撞传感器和红外传感器检测障碍物，自动绕过；边角清扫，通过侧刷和边刷清扫边缘和角落；自动充电，当电量低于一定阈值时，自动返回充电座充电。
三、软件设计1.控制算法设计控制算法是扫地机器人运行的核心，需要根据传感器数据和环境变化做出相应的决策。
可以将控制算法分为三个主要部分：感知、决策和执行。
感知部分通过传感器模块获取环境数据，并进行数据处理和信息提取；决策部分根据感知结果进行路径规划、障碍物避开等决策；执行部分负责控制电机运动，控制机器人的行动。
2.用户界面设计用户界面设计是为了方便用户操控和设置扫地机器人的功能。
扫地机器人毕业设计
扫地机器人毕业设计简介扫地机器人是一种能够自动执行清扫任务的智能家居设备。
毕业设计将致力于设计、开发和实现一款高效、可靠的扫地机器人，并通过机器学习技术使其能够自主导航、规划清扫路径并完成清扫任务。
系统需求本文档将对扫地机器人毕业设计的系统需求进行详细阐述，包括硬件要求、软件要求和功能要求等。
硬件要求•电机：扫地机器人需要配备强力的直流电机，使其能够在不同地面上灵活移动。
•传感器：扫地机器人需要搭载多种传感器，如超声波传感器、红外线传感器和摄像头等，以实现环境感知和障碍物检测。
•电池：为了满足长时间工作的需求，扫地机器人需要搭载高容量的可充电电池。
•控制系统：扫地机器人需要配备微控制器和电路板等控制系统，以实现各种功能的控制。
•运动部件：扫地机器人需要配备轮子、驱动装置和悬挂系统等运动部件，以保证机器人能够自由移动。
软件要求•操作系统：设计一个基于Linux的嵌入式操作系统，以提供良好的系统管理和资源调度。
•环境感知算法：通过机器学习算法，对传感器获取的环境信息进行处理和分析，以实现障碍物检测和距离计算等功能。
•自主导航算法：设计一种自主导航算法，使扫地机器人能够规划清扫路径并进行智能导航，避免碰撞和卡住。
•清扫算法：优化清扫算法，使扫地机器人能够高效地进行地面清扫，并确保每个区域都得到充分清洁。
功能要求•自主导航：扫地机器人应能够通过环境感知和自主导航算法，实现智能移动和路径规划。
•清扫功能：扫地机器人应能够通过清扫算法，对目标区域进行高效、全面的清扫。
•障碍物避开：扫地机器人应能够通过环境感知和自主导航算法，避免与障碍物碰撞并进行相应的规避动作。
•电量管理：扫地机器人应具备智能的电量管理功能，能够及时返回充电座并充电，以保证长时间工作的能力。
•远程控制：扫地机器人应支持远程控制功能，方便用户对机器人进行操作和指导。
实施计划本章节将详细介绍扫地机器人毕业设计的实施计划，包括项目进度、资源分配和风险管理等。
扫地机器人毕业设计
扫地机器人毕业设计扫地机器人毕业设计一、选题背景和意义随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，越来越多的家庭开始使用扫地机器人来代替传统的人工清洁。
扫地机器人凭借着其智能化、自动化的特点，为人们的生活带来了极大的方便和舒适。
因此，设计一款智能扫地机器人成为了许多学生的毕业设计项目，其意义也在于帮助学生巩固理论知识，锻炼实践操作能力，为未来的工作奠定基础。
二、主要功能和设计方案本设计的扫地机器人主要实现以下功能：1. 自动扫地功能：通过激光雷达等传感器的检测，实时地绘制室内空间的地图，并规划最优的清洁路径，确保地面覆盖均匀，高效地清洁。
2. 避障功能：通过视觉传感器和红外传感器等设备，能够及时发现和避开障碍物，避免与家具等物体发生碰撞，保护家居设施的安全。
3. 定时预约功能：用户可以通过手机APP等远程控制工具，在指定时间设定扫地机器人的工作，实现自动清洁功能，让用户享受到更方便的清洁体验。
4. 充电自动返航功能：当扫地机器人的电量低于设定值时，能够自动返回充电座进行充电，并且可根据充电情况实时调整清洁进程，以确保清洁任务的顺利完成。
三、技术方案和关键技术为了实现上述功能，可以选择以下关键技术：1. 激光雷达技术：通过激光雷达扫描室内环境，获取地图信息，用于路径规划和避障功能实现。
2. 视觉传感器技术：利用摄像头等传感器实时获取周围环境信息，用于避障和物体识别。
3. 控制算法：需要设计合适的控制算法，根据传感器数据做出相应决策，实现灵活的路径规划和避障操作。
4. 通信技术：设计一套可靠的通信系统，用于控制指令的传输和与用户的交互。
四、实施计划和预期成果根据以上的技术方案，可以制定如下实施计划：1. 第一季度：调研市面上已有的扫地机器人产品，对其原理和技术进行了解，并购买所需的传感器和硬件设备。
2. 第二季度：进行硬件的搭建和集成，编写驱动程序，实现基本的清洁和避障功能。
3. 第三季度：设计并实现路径规划和定时预约功能，编写相应的控制算法，进行初步的测试和调优。
扫地机器人设计报告
扫地设计报告引言概述：在现代社会，随着科技的不断发展，人们对于自动化和智能化的需求越来越高。
扫地作为家庭清洁的代表，已经成为众多家庭中必不可少的家电产品之一。
本文将就扫地的设计原理、结构和功能进行详细阐述，以及目前市场上的主要扫地产品进行比较分析。
正文内容：1.设计原理1.1自动化清扫原理1.1.1定位与导航技术1.1.2环境感知技术1.1.3路径规划与避障技术1.2清洁技术1.2.1吸尘原理1.2.2拖地原理1.2.3洗地原理2.结构设计2.1机身结构设计2.1.1材料选择2.1.2结构设计原则2.2驱动系统设计2.2.1电机选择2.2.2传动系统设计2.3清洁系统设计2.3.1清扫装置设计2.3.2清洁液储存与喷洒设计3.功能设计3.1清洁能力3.1.1吸尘能力3.1.2拖地能力3.1.3洗地能力3.2智能化功能3.2.1自动充电功能3.2.2远程控制功能3.2.3定时清扫功能4.市场分析4.1主流品牌产品分析4.1.1iRobotRoomba系列4.1.2小米米家扫地系列4.1.3三星POWERbot系列4.2比较分析4.2.1清洁能力比较4.2.2功能性比较4.2.3价格比较5.总结扫地作为家居智能化的一个重要组成部分，其设计原理、结构和功能都对其性能和用户体验有着重要影响。
在市场中，主流品牌的产品在清洁能力、功能性以及价格等方面都存在差异，用户在购买时应综合考虑自己的需求和预算，并选择适合自己的扫地产品。
通过本文对扫地的设计报告的详细阐述，希望能够帮助读者更好地了解扫地的设计原理和市场情况，为他们选择合适的扫地产品提供参考依据。
同时，也希望能够推动扫地技术的进一步发展，提高其清洁效果和智能化水平。
扫地机器人的设计方案
扫地机器人的设计方案设计方案：扫地机器人一、背景介绍随着时间的推移，人们越来越注重生活品质的提高，其中一个重要的方面就是家庭清洁。
传统的清理方法，例如使用扫帚和拖把，需要人工操作，费时费力。
因此，扫地机器人作为一种新兴的家庭电器产品，备受关注。
本文将介绍一个扫地机器人的设计方案。
二、需求分析1.扫地能力：扫地机器人需要具备较强的扫地能力，能够清洁地板、地毯等多种表面。
2.智能导航：扫地机器人应具备智能导航系统，能够通过传感器和摄像头等设备感知环境，避开障碍物，并规划高效的清扫路径。
3.自动充电：扫地机器人应具备自动充电功能，当电池电量低时，能够自主返回充电基站进行充电。
4.安全性：扫地机器人应具备安全性能，能够避免与人和宠物发生碰撞，并避免跌落楼梯等危险情况。
5.静音设计：扫地机器人应具备静音设计，不会给用户带来噪音干扰。
三、设计方案1.扫地机器人结构设计：2.感应与导航系统设计：3.自动充电系统设计：4.安全性设计：扫地机器人的主体应设计成圆形或圆角矩形，以减少与人或家具的碰撞。
同时，机器人应配备传感器和软件算法，能够在靠近障碍物时减速或改变方向，以避免碰撞。
对于跌落危险，扫地机器人应配备可靠的跌落传感器，以检测楼梯边缘，并及时避免跌落。
5.静音设计：四、产品优势1.智能导航：通过感应和导航系统，扫地机器人能够智能辨别环境和障碍物，并规划高效的清扫路径。
2.自动充电：扫地机器人具备自动充电功能，当电量低时，能够自主返回充电基站进行充电。
3.安全性：扫地机器人设计安全性能，通过传感器和软件算法，避免与人和宠物发生碰撞，并避免跌落危险。
4.静音设计：采用低噪音马达和静音材料，使机器人在运行时产生较低的噪音，不会对用户生活造成干扰。
五、结论扫地机器人是一种能够提高生活品质的家庭电器产品，具备智能导航、自动充电、安全性和静音等优势。
以上设计方案提供了一种可行的设计思路，能够满足用户对扫地机器人的主要需求。
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扫地机器人设计报告一、功能综述1、清扫模式：随机清扫、螺旋式清扫、交叉清扫、沿边清扫、定点清扫、预约清扫等相结合，实现全方位立体清扫；2、智能导航系统：实现对房间地形的重构，自动规划清扫路线；3、智能安全监控：防撞，防跌落，防缠绕，电池电量监测；4、创新功能：灰尘量识别，实现床底清扫，手机遥控模式，尖端气流滤尘技术，室内空气质量监测与提醒；5、其他基础功能：自动返回并充电，灰尘盒安装检查，灰尘盒容量探测。
二、机械及系统设计扫地机器人机械设计如图1所示。
前图1 扫地机器人机械设计图清扫机构，行走机构，吸尘机构是本次设计的重点，也是难点所在。
由于机器人运动部件多，运动状态经常改变，必然产生冲击和振动。
因此，增加机器人运动平稳性，提高机器人动力学特性尤为重要。
为此，在设计时应注意在满足强度和刚度的前提下，尽量减小运动部件的质量，并注意运动部件对转轴的质心装配。
(1)行走驱动轮及驱动电机该部分主要保证机器人能够在平面内移动。
为了保证小车良好的直线性，可采用双电机驱动左右两轮的方式，且在车体的后端装有一个不锈钢万向滚珠，这样可以使小车获取较好的机动性和灵活性及灵活性。
前轮驱动的好处是：转向性能得到改善。
前轮是转向轮，使得转向时的行驶方向容易控制，不容易出现过度转向的现象，转向安全性也得到提高。
(2)清扫机构用电机带动两个清扫刷，使左面清扫刷顺时针转动，右面逆时针转动，这样就可以在清扫灰尘时将灰尘集中于吸风口处，为吸尘机构的工作做准备；清扫刷设计成可更换型的，可选择棉质纺织品或尼龙等化纤材料的，以适应不同的工作环境。
(3)吸尘机构旨在强大的吸力、将灰尘吸入灰尘储存箱中；这里我们采用尖端气流滤尘技术，全方位，多层次将灰尘一网打尽。
(4)擦地机构在清扫、吸尘之后，利用安装在壳体下面的清洁布擦出残留在地面上的细小灰尘，同时也能够擦除地面上的顽固污渍，从而保证清洁工作的质量。
扫地机器人功能框图如图2所示。
图2 扫地机器人功能框图三、功能简介1、清扫模式：清扫模式包括随机清扫、螺旋式清扫、交叉清扫、沿边清扫、定点清扫、预约清扫等。
随机清扫是指根据地面状况在其他几种清扫模式之中进行切换；螺旋式清扫是指绕圈清扫的模式；交叉清扫是指在不同的区域之间交叉穿梭来清扫，也可以称为Z字形清扫；沿边清扫是沿着房间的边界进行清扫；定点清扫是指在指定的位置小范围内清扫；预约清扫是指每天在指定的时间自动清扫，可以预约一次和一周内任意预约清扫时间，可以放心上班和出差，也可以自动打扫。
2、智能导航系统扫地机器人的智能导航实质就是路径自动规划。
扫地机器人路径自动规划有两种方法：：随机式全区域覆盖和规划式全区域覆盖。
随机式全区域覆盖方法控制简单，不需要很多的硬件，软件编程也简单，易于实现。
但其缺点是移动机器人运行轨迹重复性较大，且运行轨迹不能较快地、充分地覆盖整个区域，这种路径规划只考虑完成任务，没有考虑到时间消耗和能量消耗情况，因此选择规划式全区域覆盖方法。
此设计中选择往返式路径规划方法。
往返式路径规划清扫路径的规则为当扫地机器人置于室内时，可通过超声波测距传感器的信息来判断它放置于墙边还是房屋中间。
在房屋中间，则先设为它沿某一方向运动到靠近墙边的某一点。
机器入就可从墙边的某一点开始，按顺时针方向绕墙运动一周，先对室内墙边地面进行一次预清扫。
扫地机器人在绕完一圈后再向左或向右行走到墙壁的最左端或者最右端，以此来作为它清挡路径的起始点，也即绝对坐标的原点。
先假设室内只有一个孤立的障碍物，以房屋左下角O点为起始点。
开始清扫时，从O点势始沿Y轴正方向清扫，遇到墙壁时向右原地旋转90o，向X轴正方向移动一个车身后再向右旋转90o，沿Y轴负方向清扫，以此往复运动。
当遇到障碍物时，则按下面的方法进行规划和避障：当清洁机器人运动到障碍物的最左边点时，根据步进电机的脉冲数和驱动轮光栅的脉冲数计算出最左边点的坐标。
然后根据超声波测距传感器收到的信息沿着障碍物边缘行进相当于X轴方向一个车身的距离，再原地旋转到Y轴负方向，沿Y轴负方向继续清扫，这样一直往返清扫，当扫地机器人在沿障碍物边缘清扫时超声波传感器突然收不到信号即到达了障碍物的最右端点，扫地机器人将原地一直向左旋转直到超声波传感器再次收到信号为止，然后沿障碍物的上边沿行进到障碍物的最左端点，再沿Y轴方向进行往返清扫，行进路径和障碍物下边沿的行进路径类似。
这样就可以在清扫过程中自动避开障碍物。
清扫路径自动规划示意图如图3所示。
图3 清扫路径自动规划示意图3、智能安全监控3.1防撞扫地机器人在工作过程中难免遇到各种障碍物，如果不及时躲避障碍物，将影响扫地机器人正常工作。
因此在扫地机器人内部安装三个超声波测距传感器，用来检测扫地机器人行进路线上是否有障碍物。
超声波测距传感器安装位置如图4所示。
左右右扫地机器人顶部左图4 防撞传感器分布超声波是一种一定频率范围的声波。
它具有在同种媒质中以恒定速率传播的特性，而在不同媒质的界面处，会产生反射现象。
利用这一特性，就可以根据测量发射波与反射波之间的时间间隔，从而达到测量距离的作用。
避障功能的实现正是利用了这一超声波测距的原理。
超声波传感器测距原理如图5所示。
图5超声波传感器测距原理超声波传感器接收到反射信号，检测出前方有障碍物时，向控制器发出信号，控制器控制扫地机器人转向，躲避障碍物，根据信号的幅值大小，也可以初步确定障碍物的大小。
选用超声波测距传感器，实现非接触式测量，避免与家具等物品发生碰撞，从而避免损坏相应物品。
3.2防跌落为了防止扫地机器人遇到台阶时跌落，在扫地机器人背面安装3个防跌落传感器。
防跌落传感器安装位置如图6所示。
防跌落传感器利用超声波进行测距。
当扫地机器人行进至台阶边缘时，防跌落传感器利用超声波测得扫地机器人与地面之间的距离超过限定值，向控制器发送信号，控制器控制扫地机器人进行转向，改变扫地机器人行进方向，从而实现防止跌落的目的。
扫地机器人防止跌落示意图如图7所示。
前扫地机器人顶部图6 防跌落传感器分布扫地机器人顶部图7 扫地机器人遇台阶示意图3.3防线缠绕：扫地机器人工作过程中，可能会遇到细线缠绕清扫刷的情况，使清扫刷无法正常旋转，从而造成扫地机器人不能正常工作。
为了解决此问题，可以在扫地机器人中安装接近传感器，利用接近传感器测量电动机的转速，以此来判断清扫刷工作是否正常。
当细线缠绕清扫刷时，致使清扫刷停止旋转，从而导致电动机停止转动，此时传感器测得电动机转速为零，控制器接收此信号后向扫地机器人发送控制信号，切断电动机电流，同时发出求救信号。
同时设计扫地机器人在发出求救信号3分钟后自动关闭扫地机器人电源功能，防止家中无人的情况。
扫地机器人防止线缠绕流程示意图如图8所示。
图8 防线缠绕流程示意图3.4电池电量监控：移动电源在吸尘机器人中的地位十分重要,可以说它是吸尘机器人的生命源。
移动电源需同时为移动机构提供动力，为控制电路提供稳定的电压，为吸尘操作模块及传感观测模块提供能源等。
在这一领域,一般采用化学电池作为移动电源,如铅酸电池、NiCd等。
理想的电源在放电过程中应该能够具备：①保持恒定的电压；②内阻小以便快速放电；③可充电；④成本低等特点。
为了实现对扫地机器人电池电量的安全监控，可以在扫地机器人内部安装库仑计，用来检测扫地机器人电池电量变化。
库仑计是在电池的正极和负极串连一个电流检查电阻，当有电流流经电阻时就会产生一个监控取样电压，通过检测这个监控取样电压计算流过电池的电流，就可以精确跟踪电池电量变化。
库仑计测量原理如图9所示。
图9 库仑计测量原理另外通过温度传感器测量电池温度，与库仑计测得的电池电压相互配合，可以极大减少电池老化等因素对测量结果的影响。
4、创新功能4.1灰尘量智能识别扫地机器人需要根据某处灰尘量多少自动安排清扫时间，为实现这个功能，在扫地机器人吸尘口上方安装灰尘传感器。
灰尘传感器安装位置如图10所示。
扫地机器人顶部图10 灰尘传感器安装示意图灰尘传感器利用可变间距电容传感器实现。
当吸入灰尘越多时，灰尘撞击电容传感器下极板越剧烈，使灰尘传感器极板振动越剧烈，输出信号越强。
扫地机器人控制器根据灰尘传感器信号的强度进行判断，发出相应控制信号，使扫地机器人根据某处灰尘多少自行决定清扫时间长短。
4.2床底智能清扫一般来说，床底、柜子底等地方相对较脏，因此这些地方需要重点清扫，以保证清洁度。
为实现此功能，在扫地机器人正面安装8个光敏传感器。
光敏传感器安装位置如图11所示。
扫地机器人在床底或柜子底开始工作后，光敏传感器接收的光强较弱。
当扫地机器人运行离开床底或柜子底时，光敏传感器接收到的光强发生变化，向控制前前扫地机器人顶部图11 光敏传感器分布器发送信号，控制器发出控制信号，使扫地机器人转向，重新回到暗处，继续进行清扫。
扫地机器人在床底或柜子底清扫路径的规划可以参考智能导航系统中路径规划的方法。
4.3手机遥控模式在扫地机器人内部安装蓝牙等模块，与手机实现通讯，利用相应软件，通过手机实现对扫地机器人的手动控制。
4.4尖端气流滤尘技术气流滤尘器是一个全封闭系统，既无外部气体吸入，也无机内气体排出，其原理是利用附壁效应去形成低压涡流气体，最后将沉渣截留于吸尘器内的涡流腔内。
4.5室内空气质量监测与提醒为了监测室内温度、湿度和空气质量等，在扫地机器人内安置温度、湿度和监测空气质量的传感器。
当传感器接收到这些环境信息时，经过放大、滤波、转换变成数字信号，扫地机器人控制器对这些信息进行处理。
同时设计当室内的空气质量出现异常时，如甲烷超标，煤气泄漏等发生时，扫地机器人能够完成检测并实现及时报警功能。
5、其他基础功能5.1自动返回并充电：自动返回并充电对扫地机是非常重要的，因为扫地机器人自带的充电电池电量有限，不一定能保证完成清扫工作，这就需要扫地机器人能自动对接充电。
扫地机器人利用红外信号来确定充电基座位置，并自行运动到充电基座，完成自动充电。
当扫地机器人检测到电池电量小于规定值时，扫地机器人上的红外发射装置在控制器的控制下发射一个传播距离较远并且覆盖角度较窄的红外信号，用于搜寻充电基座的位置，同时扫地机器人向充电基座发送信号；充电基座接收到扫地机器人发射的信号后，基座上的红外发射装置发射一个传播距离近且覆盖角度窄的红外信号，用于在机器人到达充电站附近与充电站进行对接时使用。
在搜寻充电基座位置时，扫地机器人先缓慢地原地旋转。
在扫地机器人旋转过程中，当充电基座接收到扫地机器人发射的红外信号时，充电基座向扫地机器人发送信号，扫地机器人接收到信号后停止旋转，并按照此方向行进。
扫地机器人行进到充电基座附近时，利用充电基座发出的红外信号精确地与充电基座进行对接，完成自动对接充电。
扫地机器人自动寻找充电基座位置原理示意图如图12所示。