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钱 雯 徐志豪 黄鸿志 黄诗铭 董 旻 孙 硕
（南京工程学院，江苏 南京 211167）
摘 要：本文通过对当下一些爬墙机器人的分析，对室内屋顶清洁机器人进行设计与制造的过程与原理，此项
目将结合清洁机器人和负压螺旋技术，利用更加优良的机械设计，形成适于家用，方便大众的屋顶清洁机器人。 关键词：室内屋顶清洁；负压真空元；螺旋桨；蓝牙遥控
兰州现代高科工业设计公司展示了仍在研制阶段的新一代爬墙侦察机器人。该款机器人不仅可以在地面上完成各种动作，还能在不借助外力的情况下，在玻璃、砖墙等垂直物体的表面爬行，并通过其搭载的
无线视频系统，将机器人周围100米范围内的地形、敌情等高清图像实时传送到1500米外的监视器。公司总经理范玉东透露，公司科研团队实力雄厚，研发的智能机器人分为侦察机器人、反恐机器人、救援机器人，新一代爬墙侦察机器人将有望于2015年7月研制成功，并可广泛应用于反恐侦察、抗灾搜救、执勤观察等领域。
而我们要制作的是室内清洁的屋顶清洁机器人。此项目将结合清洁机器人和负压螺旋技术，利用更加优良的机械设计，形成适于家用，方便大众的屋顶清洁机器人。
冷管
十大自然灾害发布一、屋顶清洁机器人工作原理
通过舵机控制螺旋桨转向来实现机器人上墙的愿望…，利用电机来产生驱动转矩作为机器人的动力源，并且利用蓝牙遥控来实现对机器人的控制。清洁机器人是很普遍的，但是面对墙壁，屋顶这些还是有所限制的，所以我们的机器人在加入螺旋桨装置和利用负压后可以轻松打扫墙壁屋顶。 包括电源、处理器、输入输出接口、命令输入装置、结果输出装置和蓝牙遥控，命令输入装置、结果输出装置、通讯接口分别通过输入输出接口连接处理器，处理器、命令输入装置和结果输出装置均连接电源；…蓝牙遥控对处理器发出指令。对于屋顶首先需要将机器人送到屋顶，所以我们利用螺旋桨带动气流使机器人向上，当其到达屋顶时就开启负压，进行清扫。
二、真空负压元的设计和制作
我们利用电机来控制真空负压元中风扇的转动，利用风扇带动气流，仿照真空泵的原理，使清洁器和墙壁之间产生真空环境，吸附在壁面上。
无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。无刷电机在我国的发展时间虽短，但是随着技术的日益成熟与完善得到了迅猛发展。已在航模、医疗器械、家用电器、电动车等多个领域得到广泛应用，并在深圳、长沙、上海等地形成初具规模产业链。近几年来，无刷电机成为在模型领域里快速发展的一种动力。由于产量和价格的原因，过去几年无刷电机多使用在中高档航空模型中，现在由于机械加工技术的快速发展，无刷电机的生产成本下降许多，目前它正进入模型领域的各个层面，从电动遥控车到电动遥控船再到电动模型飞机，无处不在。
图1 负压结构（借鉴真空泵原理）
三、负压控制方案（一）主要控制对象和设备：
控制三个电机包括：
1.两个130电机
2.一个航模A2212电机（负压）（1400kv)…
3.四个航模A2212电机（螺旋桨）（1400kv)……………………
（一）控制系统及其特点
采用stm32F1032ET6芯片作为控制系统的中心，再用其单片机来控制L298N电机驱动板模块，来控制两个130电机，航模A2212电机是由30A电调来进行调速。同时两个130电机我们是采用PS2手柄来控制电机的前进和转向。
PS2手柄说明：我们使用PS2手柄和stm32F1032ET6单片机采用SPI通信协议，8PI是串口行外接口的缩写，它是一种高速的，全双I，同步的通信总线，并且在芯片的相应I/O口相连（D1,D0,CS,CLK）。其性能高，能很好地满足我刘震云
们的需求。
风扇转动
安装电机，
带动风扇转动
【作者简介】 钱雯（2000—），女，在读本科，研究方向：能源与动力。
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图2 控制结构流程图
四、运作过程
本实用新型的机器人的运作过程及组成部分：
清洁布（用魔术贴，在魔术贴上贴上抹布或扫帚，达到在机器人行走过程中清洁的作用，用魔术贴的目的就是方便拿下来清洗循环使用。）
负压（为了让机器人吸附在壁面，在负压里面有一层防尘网，以防负压时吸附的脏东西进入机器人内部。）
车轮：（当机器人在壁面时，利用遥控器来控制车轮，转变方向）
清洁方法：在清洁四壁时，将机器人放到墙壁上，打开负压，当机器人完全吸附于墙面时，用遥控器控制车轮来改变方向，在走动过程中，抹布或刷子来清洁墙壁。
在清洁屋顶时，利用螺旋桨将清洁器升到空中，即将接触屋顶时，打开负压，吸附于墙面，用遥控器控制车轮来改变方向，在走动过程中，抹布或刷子来清洁墙壁。
图3 底板结构图
图4 整体工作流程图
五、可行性分析
STM32控制板自成立以来，便在不断优化。开发人员通过选择产品可重新优化功能、存储器、性能和引脚数量，以
最小的硬件变化来满足个性化的应用需求。
真空负压元是本清洁器的重要组成部分，真空泵是一个已经成熟了的技术，我们对这种技术加以利用，学习，使得清洁器与墙壁之间形成真空环境，完成上墙。我们利用控制板将这些部分连接起来，利用遥控控制。对于我们的清洁器，我们已经运用了当代较为成熟的技术，所以是十分具有可行性的，非常拥有拓展空间的。
六、创新点
清洁机器人是很普遍的，但是面对墙壁，屋顶还是有所限制的，所以我们的机器人在利用负压和螺旋桨后可以轻松打扫墙壁，利用魔术贴将清洁布或刷子附着在机器上，以便清洁。
凸轮泵
参考文献
[1] 新一代爬墙机器人将于7月亮相兰州人民[引用日期
2020-07-07]
[2] STM32 意法半导体 .stm.2014[[引用日期2020-
07-07]
利用魔术贴贴上抹布或刷子，可以随意装上取下，
便清洁。
内肋管安置
沙扬娜拉赏析
车轮，制方向
在负压结构两边的边线上贴上软一点的塑料纸，在测试车轮高于面，使得塑间形成真空负压元。
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