基于STM32的智能扫地机器人设计与实现
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随着科技的不断发展，智能家居产品也越来越受人们的欢迎，扫地机器人作为智能家居产品的代表，已经成为了很多家庭的必备之物。
本文将基于STM32单片机设计一款扫地机器人。
我们需要选择合适的硬件平台。
STM32单片机是一种性能稳定、功耗低、容易学习的微控制器，非常适合用于控制扫地机器人。
我们可以选择STM32F407系列的单片机，其具有较大的存储容量和丰富的外设接口，可以满足扫地机器人的需求。
我们需要设计机器人的机械结构。
扫地机器人一般包括底盘、测距传感器、清扫装置等部分。
底盘一般由两个驱动电机驱动，可以选择直流无刷电机作为驱动源。
测距传感器可以选择红外线传感器或超声波传感器，用于检测周围环境。
清扫装置可以选择刷子或电动吸尘器等方式，用于清扫地面。
接下来，我们需要编写控制程序。
我们需要实现对驱动电机的控制。
通过控制电机的转速和方向，可以实现机器人的前进、后退、转向等动作。
我们需要使用传感器来检测机器人周围的环境。
根据传感器的测量数据，可以判断机器人是否遇到障碍物，并做出相应的反应。
我们需要设计自动充电功能，保证机器人在电量不足时能够自动返回充电桩进行充电。
为了简化开发过程，我们可以使用现有的开发工具和开源库。
如Keil MDK开发环境和STM32Cube库。
Keil MDK提供了强大的编译、调试和仿真功能，可以帮助我们快速开发程序。
STM32Cube库提供了丰富的驱动程序和示例代码，可以方便我们开发各种功能。
基于STM32单片机的扫地机器人设计是一个较为复杂的工程，需要考虑到硬件平台的选择、机械结构的设计以及控制程序的编写等方面。
但是通过充分利用现有的开发工具和开源库，我们可以快速实现一个功能完善的扫地机器人。
这将极大地方便人们的生活，提高家庭生活质量。
《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发展，智能家居已成为现代生活的重要组成部分。
扫地机器人作为智能家居领域中的一员，以其便捷、高效、智能的特点受到了广泛关注。
本文将详细介绍基于STM32的扫地机器人的设计与实现过程，包括硬件设计、软件设计、系统实现以及测试与优化等方面。
二、硬件设计1. 微控制器：选用STM32系列微控制器，具有高性能、低功耗的特点，满足扫地机器人对控制系统的要求。
2. 电机与驱动：扫地机器人采用直流电机，配合电机驱动模块，实现机器人的运动控制。
3. 传感器：包括红外线测距传感器、超声波测距传感器、碰撞传感器等，用于实现机器人的避障、定位等功能。
4. 电源模块：采用可充电锂电池，为扫地机器人提供稳定的电源。
5. 其他硬件：包括电源开关、充电接口、LED指示灯等辅助模块。
三、软件设计1. 操作系统：采用实时操作系统（RTOS），实现多任务调度，提高系统响应速度和稳定性。
2. 算法设计：包括路径规划算法、避障算法、清洁模式算法等，实现扫地机器人的智能控制。
3. 通信协议：设计扫地机器人与上位机通信的协议，实现远程控制、状态反馈等功能。
4. 软件架构：采用模块化设计，将软件分为多个功能模块，便于后期维护和升级。
四、系统实现1. 路径规划：扫地机器人采用激光雷达或视觉传感器进行环境感知，通过路径规划算法生成清洁路径。
2. 避障功能：通过红外线测距传感器和超声波测距传感器检测障碍物，实现避障功能。
3. 清洁模式：扫地机器人可设置多种清洁模式，如自动模式、沿边模式、重点清洁模式等，以满足不同需求。
4. 远程控制：通过上位机与扫地机器人通信，实现远程控制功能。
5. 状态反馈：扫地机器人通过LED指示灯和上位机界面反馈工作状态和电量等信息。
五、测试与优化1. 测试：对扫地机器人进行功能测试、性能测试和稳定性测试，确保各项功能正常工作。
2. 优化：根据测试结果对算法和硬件进行优化，提高扫地机器人的工作效率和清洁效果。
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。
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随着科技的发展和人们生活水平的不断提高，智能家居产品在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
扫地机器人作为智能家居产品的代表之一，其应用范围也越来越广泛。
本文将介绍一种基于STM32单机的扫地机器人设计方案，帮助读者了解扫地机器人的工作原理和设计过程。
一、扫地机器人的工作原理扫地机器人是一种能够自主清扫地面的智能设备，其工作原理主要包括感知环境、路径规划和清扫操作。
感知环境是扫地机器人能够识别和感知周围环境的能力，通常通过激光雷达、摄像头和红外传感器等设备来实现。
路径规划是指扫地机器人在感知到环境之后，能够根据环境情况制定清扫路径，避开障碍物并完成清扫任务。
清扫操作则是扫地机器人根据路径规划进行清扫操作，通常通过刷盘、吸尘和拖布等方式清理地面。
二、基于STM32单机的扫地机器人设计方案在扫地机器人的设计中，STM32单机是一种常用的控制芯片，其性能稳定、功耗低、易于使用，非常适合用于扫地机器人的控制系统。
下面将介绍一种基于STM32单机的扫地机器人设计方案。
1.硬件设计首先是扫地机器人的硬件设计，包括主控板、传感器模块、驱动器和执行器等。
主控板采用STM32单机控制芯片，通过串行通信与传感器模块和执行器进行数据交换和控制操作。
传感器模块包括激光雷达、红外传感器和摄像头等设备，用于感知环境和获取地面情况。
驱动器和执行器包括电机驱动器、刷盘马达、吸尘器和拖布等设备，用于实现扫地机器人的运动和清扫操作。
2.软件设计其次是扫地机器人的软件设计，包括底层驱动程序、传感器数据处理和路径规划算法等。
底层驱动程序是指控制硬件设备的基本驱动程序，包括与电机、传感器和执行器等设备进行通信和控制操作。
传感器数据处理是指对传感器获取的数据进行处理和分析，例如通过激光雷达获取地面障碍物的位置和距离信息。
路径规划算法是扫地机器人的核心控制算法，通过对传感器数据进行分析和计算，制定清扫路径并实现自主清扫操作。
基于STM32的智能扫地机器人设计与实现
基于STM32的智能扫地机器人设计与实现摘要：本文以微处理器STM32F207为控制核心，设计开发了智能扫地机器人。
主要从机械结构设计、硬件电路设计以及软件实现三大方面进行阐述，给出了三维结构设计方案、控制系统硬件电路设计方案与软件实现流程图。
该智能扫地机器人具有扫地、吸尘、拖地、自行充电等功能，通过红外测距模块实现自动避障与防跌落功能，能够在客厅、卧室、办公室等室内场所完成自动清扫功能。
关键词：扫地机器人；控制系统；STM32F207；红外测距随着传感器技术、微处理器控制技术、电机控制技术以及人工智能算法的不断发展以及人们对生活质量的要求越来越高，智能扫地机器人因运而生。
现有性能好的扫地机器人基本来自国外品牌，国内对扫地机器人的研究起步较晚，设计开发的扫地机器人产品功能相对简单，大多数只实现了清扫以及吸尘功能。
扫地机器人的结构设计是否合理与控制系统的好坏是决定扫地机器人性能的关键因素，因此，本设计扫地机器人主要从结构设计与控制系统出发，设计出适合家庭以及办公室使用的小型扫地机器人，能够完成吸尘、拖地、扫地、自动避障以及自行充电等功能于一体的扫地机器人。
1 机械结构设计本清扫机器人结构主要由面板部分、避障部分、底板部分、行走机构、清扫机构以及集尘机构等组成，三维结构设计图如图1、图2所示。
结构设计思路：考虑到机器避障转弯功能，选择圆形结构作为大致外形；考虑方便拿取机器，在面板上设计上把手；为解决方面拿取集尘盒问题，在面板后端设一个按钮，按下按钮就可取下集尘盒；为了实现自动避障功能，在机器前端安装5个红外传感器进行距离检测；为了实现防跌落功能，在底板前部安放4个红外传感器；为了解决边缘角落难清扫问题，在底板前端增加一个边刷；为实现机器灵活行走功能，利用前端万向轮与左右两个驱动轮差速来完成行走功能；为了实现清扫功能，在底板中部偏后的位置安放中扫机构，底板后部安放集尘盒；为了完成吸尘功能，在集尘盒中安放涡轮风机进行吸尘，结合过滤网防止2次污染；为了实现自动回充功能，机器上必须要有充电触点，为了减小接触的冲击力，在充电触点后面增加两个减震弹簧，为了准确方便的接触触点，充电触点安置在正前方。
《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。
基于STM32微控制器的扫地机器人控制系统硬件架构设计
基于STM32微控制器的扫地机器人控制系统硬件架构设计扫地机器人是一种智能化的家庭清洁设备，它能够自动进行地面清洁工作，并具备一定的智能化能力。
为了实现扫地机器人的控制，需要设计一个适合的硬件架构，以便能够满足机器人的功能需求。
硬件架构设计主要包括：主控模块、传感器模块、执行器模块和电源模块。
主控模块是扫地机器人的核心控制部分，用于实现控制算法的运行和数据处理。
STM32微控制器是一种低功耗、高性能的微控制器，适合用作扫地机器人的主控模块。
主控模块还包括存储器模块，用于存储控制算法和相关数据。
传感器模块用于感知环境信息，从而实现机器人的定位和避障功能。
传感器模块包括多个传感器，如超声波传感器、红外传感器、视觉传感器等。
这些传感器可以通过I2C、SPI等接口连接到主控模块，将感知到的信息传输给主控模块进行处理。
执行器模块用于实现机器人的运动控制和清洁功能。
执行器模块包括直流电机、驱动电路和轮子等组件。
直流电机用于驱动轮子进行运动，驱动电路用于控制直流电机的转向和速度。
此外，执行器模块还包括刷子和吸尘器等清洁装置，用于清理地面的垃圾。
执行器模块可以通过PWM、IO 等接口与主控模块连接。
电源模块提供机器人所需的电力供应，并为各个模块提供适当的供电电压。
电源模块包括电池、充电电路和电源管理芯片等组件。
电源模块还需要考虑电源管理的智能化设计，如低电量检测、过充保护等功能，以保障机器人的正常运行。
在设计硬件架构时，需要考虑以下几个因素：1.通信接口的设计：主控模块需要与传感器模块、执行器模块以及外部设备进行通信。
合理选择通信接口，如UART、I2C、SPI等，以满足不同模块之间的数据传输需求。
2.电路设计的可靠性：扫地机器人需要面对不同的工作环境，如地面的不平整、摩擦力等。
因此，在电路设计中需要考虑电路的抗干扰能力和稳定性，以确保机器人能够正常工作。
3.电源管理的智能化设计：合理设计电源管理模块，可实现低电量检测、过充保护等电源管理功能，以保护电池和延长机器人的工作时间。
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【摘要】本文主要介绍了基于STM32单机的扫地机器人设计。
在我们分析了研究背景和研究意义。
在首先介绍了STM32单机的特点，然后详细描述了扫地机器人的结构设计和STM32单机在其中的应用。
接着讨论了软件设计与实现以及硬件设计与实现。
最后在结论部分对设计进行了总结，并提出可能的改进方向和未来展望。
本文旨在为开发基于STM32单机的扫地机器人提供参考和指导，为智能家居和智能清洁领域的发展做出贡献。
【关键词】STM32单机、扫地机器人、设计、结构、应用、软件、硬件、设计总结、改进方向、未来展望1. 引言1.1 1. 研究背景在现代社会，人们把大部分时间都花在工作和生活中，而家务劳动则成为其中不可避免的一部分。
为了减轻人们的家务负担，提高家庭生活质量，扫地机器人应运而生。
扫地机器人是一种自动化清扫地面的家用电器，通过携带的传感器和智能控制系统，可以自主规划清扫路径，完成地面的打扫工作。
本文拟对基于STM32单机的扫地机器人设计进行深入研究，探讨STM32单片机在扫地机器人中的应用、软件设计与实现、硬件设计与实现等方面的关键技术，并对设计过程中的一些关键问题进行探讨与总结，为今后的智能家居设备设计提供借鉴和参考。
1.22. 研究意义扫地机器人作为智能家居设备的重要组成部分，已经在日常生活中得到广泛应用。
基于STM32单机的扫地机器人设计，不仅可以提高扫地机器人的智能化水平和性能表现，还可以推动单片机技术在智能家居设备中的应用和发展。
具体来说，该设计能够充分利用STM32单机的高性能和稳定性，实现扫地机器人的精准控制和智能化操作，提升用户体验和生活质量。
通过将STM32单机技术与扫地机器人结合，可以为智能家居设备领域带来新的技术突破和创新。
基于STM32单机的扫地机器人设计具有重要的研究意义和应用价值，对推动智能家居设备的发展和普及具有积极的促进作用。
2. 正文2.1 1. STM32单机的特点STM32单片机是一种微控制器芯片，具有体积小、功耗低、性能强大等特点。
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，可以帮助人们减轻日常清洁工作的负担。
随着科技的不断发展，扫地机器人越来越受到人们的关注和青睐，成为家庭清洁的新选择。
而基于STM32单机的扫地机器人设计则是利用STM32单片机作为控制核心，通过编程实现对扫地机器人的控制和运行。
STM32单片机是由意法半导体推出的一种嵌入式微控制器系列，具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点，非常适合用于智能机器人的控制系统设计。
借助STM32单片机的强大功能和灵活性，设计出一款性能稳定、功能丰富的扫地机器人是完全可行的。
通过深入研究和设计，本文旨在探讨基于STM32单机的扫地机器人设计方案，从硬件设计、软件设计到系统集成，全面展示如何利用STM32单片机实现扫地机器人的智能化控制。
通过本文的研究，不仅可以为智能家居领域带来新的技术理念和解决方案，同时也可以提高人们生活质量和舒适度。
1.2 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，探索智能家居领域的发展趋势，提高家庭生活质量和便利性。
具体而言，本研究旨在利用STM32单片机的强大功能和稳定性，结合扫地机器人的设计要求，实现一个性能优越、智能化程度高、操作简便的扫地机器人。
通过该设计，可以在家庭环境中实现自动清扫功能，提高家庭生活质量，减轻家庭成员的家务负担。
研究过程中还将不断优化硬件设计和软件设计，探索系统集成的最佳方法，以提高产品的稳定性和可靠性，为智能家居领域的发展贡献力量。
通过本研究，希望能为未来智能家居设备的设计提供借鉴和参考，推动智能化生活的发展，满足人们对便利、舒适生活的需求。
1.3 研究意义研究意义是对于基于STM32单机的扫地机器人设计具有重要的意义。
随着人工智能和自动化技术的不断发展，扫地机器人作为智能家居的重要组成部分，具有广阔的市场前景和应用空间。
本研究通过基于STM32单机的设计方案，旨在提高扫地机器人的智能化水平和性能表现，为家庭、办公和商业场所的清洁工作提供更加高效和便捷的解决方案。
智能扫地机器人技术的研究与实现
智能扫地机器人技术的研究与实现随着科技的不断发展，智能家居成为了人们生活中不可或缺的一部分。
作为智能家居的重要组成部分，智能扫地机器人逐渐走进了人们的日常生活。
本文将围绕智能扫地机器人技术的研究与实现展开讨论，介绍相关背景、技术原理、研究方法及应用展望。
智能扫地机器人最初的产品市场定位是机场、酒店等公共场所的清洁，因为价格昂贵，并未能在普通家庭中得到广泛应用。
随着技术的不断进步和消费者对智能家居的需求增加，智能扫地机器人的价格逐渐降低，逐渐进入普通家庭。
目前，智能扫地机器人市场上的产品大多数都采用了机器学习、深度学习等人工智能技术，以实现自主导航、规划路径、识别障碍物等功能。
一些高端产品还具备语音识别和交互功能，更加方便用户操作。
智能扫地机器人主要由感知模块、运动检测模块和控制模块组成。
感知模块负责接收外部信息，包括障碍物、地形等。
通过激光雷达、摄像头、超声波等技术，感知模块能够实现对环境的感知和识别。
运动检测模块则负责机器人的运动控制，包括前进、后退、旋转等。
该模块会根据感知模块传来的信息，实时调整机器人的运动状态，以实现自主导航和路径规划。
控制模块是整个系统的核心，负责处理感知模块和运动检测模块传来的信息，并发出相应的指令控制机器人的行动。
控制模块中的算法和软件对于整个扫地机器人的性能起着决定性作用。
对于智能扫地机器人技术的研究，主要涉及数据采集、算法设计和数据融合等方面。
数据采集包括对机器人感知模块、运动检测模块等数据的采集；算法设计则针对机器人的自主导航、路径规划等算法进行研究；数据融合则是对采集到的数据进行处理和整合，以实现更高效的清洁。
实验设计方面，通常会采用模拟实验和实际场景实验两种方式。
模拟实验可以在实验室中对机器人进行各种条件下的测试，以便于调整参数和算法；实际场景实验则是在家庭、办公室等真实环境中对机器人进行测试，以验证其实际应用效果。
随着科技的不断发展，智能扫地机器人将会在更多领域得到应用。
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基于STM32的智能扫地机器人设计与实现
发表时间：2018-06-15T10:02:02.047Z 来源：《电力设备》2018年第3期作者：李建军[导读] 摘要：本文以微处理器STM32F207为控制核心，设计开发了智能扫地机器人。
（新疆大学工程训练中心新疆乌鲁木齐 830047）
摘要：本文以微处理器STM32F207为控制核心，设计开发了智能扫地机器人。
主要从机械结构设计、硬件电路设计以及软件实现三大方面进行阐述，给出了三维结构设计方案、控制系统硬件电路设计方案与软件实现流程图。
该智能扫地机器人具有扫地、吸尘、拖地、自行充电等功能，通过红外测距模块实现自动避障与防跌落功能，能够在客厅、卧室、办公室等室内场所完成自动清扫功能。
关键词：扫地机器人；控制系统；STM32F207；红外测距
随着传感器技术、微处理器控制技术、电机控制技术以及人工智能算法的不断发展以及人们对生活质量的要求越来越高，智能扫地机器人因运而生。
现有性能好的扫地机器人基本来自国外品牌，国内对扫地机器人的研究起步较晚，设计开发的扫地机器人产品功能相对简单，大多数只实现了清扫以及吸尘功能。
扫地机器人的结构设计是否合理与控制系统的好坏是决定扫地机器人性能的关键因素，因此，本设计扫地机器人主要从结构设计与控制系统出发，设计出适合家庭以及办公室使用的小型扫地机器人，能够完成吸尘、拖地、扫地、自动避障以及自行充电等功能于一体的扫地机器人。
1 机械结构设计
本清扫机器人结构主要由面板部分、避障部分、底板部分、行走机构、清扫机构以及集尘机构等组成，三维结构设计图如图1、图2所示。
结构设计思路：考虑到机器避障转弯功能，选择圆形结构作为大致外形；考虑方便拿取机器，在面板上设计上把手；为解决方面拿取集尘盒问题，在面板后端设一个按钮，按下按钮就可取下集尘盒；为了实现自动避障功能，在机器前端安装5个红外传感器进行距离检测；为了实现防跌落功能，在底板前部安放4个红外传感器；为了解决边缘角落难清扫问题，在底板前端增加一个边刷；为实现机器灵活行走功能，利用前端万向轮与左右两个驱动轮差速来完成行走功能；为了实现清扫功能，在底板中部偏后的位置安放中扫机构，底板后部安放集尘盒；为了完成吸尘功能，在集尘盒中安放涡轮风机进行吸尘，结合过滤网防止2次污染；为了实现自动回充功能，机器上必须要有充电触点，为了减小接触的冲击力，在充电触点后面增加两个减震弹簧，为了准确方便的接触触点，充电触点安置在正前方。
其中：机器的行走机构包括左右两个驱动轮和前端万向轮，机器的转弯是通过两个驱动轮的差速来实现。
轮子采用的是橡胶材料，可以让机器在运行过程中减少噪声；机器的的清扫机构包括中扫机构和边刷，通过边刷电机带动边刷旋转，可以清扫墙角，中扫与底板用卡槽和螺纹进行连接固定，中扫电机采用的是伺服电机，可以自动通过反馈来调节转速；集尘盒机构包括吸尘机构和集尘盒，通过电机带动风叶旋转形成低压气流来实现吸尘功能。
图1 扫地机器人正面三维结构设计图图2 扫地机器人底部三维结构设计图 2 控制系统硬件设计
扫地机器人硬件部分由主控制器、电机、按键、液晶显示屏、电机驱动模块、红外传感器、电源模块以及内部时钟芯片与外部FLASH 芯片等；其中，系统采用STM32F207作为主控芯片，通过PWM接口外接电机驱动芯片驱动电机，实现机器的行走、避让、清扫以及吸尘功能。
面板上设有按键来完成功能转换以及液晶屏显示时间与工作状态。
红外传感器设在机器前部与底部，前部红外传感器用于测量扫地机器人与障碍物之间的距离，底部红外传感器用于测量扫地机器人与地面之间的距离，将各个传感器距离信息传给主控制器，控制器通过分析、决策，将控制器指令传给电机驱动控制器，进而控制电机来实现避障与防跌落功能。
扫地机器人控制系统硬件结构如图3所示。
图3 控制系统硬件结构图
3 控制系统软件设计
扫地机器人控制系统软件设计流程的详细描述：系统上电后首先进行各个模块的初始化，完成初始化之后液晶屏上显示自动清扫或待机；若选择待机，则系统一直等待按键输入；若选择自动清扫，液晶屏上将显示清扫开始时间与清扫时间选择，在选择好时间之后，需按一下时间设定按键；设定好时间之后，对开始时间进行倒计时；到达指定时间后系统对电池是否欠压进行检测，若电池欠压，液晶屏上显示低电量，系统根据算法寻找充电站，与充电站握手配对成功后进行充电；若电池电量正常，清扫时间开始倒计时，同时系统开启边刷电机、中扫电机以及吸尘电机，读取各个传感器的值根据自动清扫算法与避障算法进行遍历清扫，面板上显示当前状态，直到清扫时间为零，结束整个流程。
扫地机器人控制系统软件设计流程如图4所示。