江 輝 王 宇 程易楠 江 濤

(安徽新華學(xué)院智能制造學(xué)院，安徽 合肥 230088)

1 研發(fā)意義

為尋求一種高效、自動(dòng)、適應(yīng)性強(qiáng)、功能豐富的裝置，從而實(shí)現(xiàn)大量減少人力消耗，有效解決日常生活中由塵污所帶來的環(huán)境衛(wèi)生及安全問題，降低保潔人員的工作強(qiáng)度，有效殺菌，遏制病菌通過空氣灰塵傳播，降低裝置制造成本以及保潔費(fèi)用，本作品的研究思路是基于市場(chǎng)上的除塵工具的不足進(jìn)行的改進(jìn)，以及天花板的積塵現(xiàn)狀，結(jié)合自動(dòng)化基礎(chǔ)，自主設(shè)計(jì)了一種解決方案。

2 方案構(gòu)想

2.1 基于STM32的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

裝置結(jié)合吸塵清掃裝置、太陽光電裝置、紅外感應(yīng)裝置、移動(dòng)伸縮裝置、太陽光電裝置構(gòu)成。其中最小系統(tǒng)主要有電源、復(fù)位電路組成。電源電路，系統(tǒng)采用5V穩(wěn)壓源供電，控制器電源電路由LDO(Low Dropout Regulator)低壓差線性穩(wěn)壓器將5 V轉(zhuǎn)換為3.3 V。復(fù)位電路 控制器復(fù)位信號(hào)為低電平有效，復(fù)位電路給控制器提供復(fù)位信號(hào)。系統(tǒng)上電時(shí)，電容C7使NRST引腳為低電平，完成上電復(fù)位；正常工作時(shí)，按下SW按鍵，NRST引腳被拉低，產(chǎn)生外部復(fù)位。具體構(gòu)成見圖1。

圖1 基本構(gòu)成圖

2.2 裝置頭部設(shè)計(jì)相關(guān)原理

該裝置分為兩部分：清潔區(qū)和控制區(qū)。對(duì)扇葉進(jìn)行清潔時(shí)，直接將開關(guān)1打開，清潔器將被展開，成三角架的形狀。這種狀態(tài)可以對(duì)掛扇進(jìn)行高度的清洗，過程為先將清潔頭對(duì)準(zhǔn)扇葉，打開開關(guān)2，清潔頭上部分會(huì)進(jìn)行360°的旋轉(zhuǎn)，將扇葉進(jìn)行包裹，三角架在通過電動(dòng)合并或展開，使清潔頭向扇葉外緣移動(dòng)進(jìn)行清除灰塵，同時(shí)打開小型吸塵器開關(guān)3，將除下的灰塵進(jìn)行二次處理，清潔完成后，關(guān)閉開關(guān)2，通過紅外傳導(dǎo)裝置，將上部分清潔器收回，在關(guān)閉開關(guān)1并且小型吸塵器同時(shí)被關(guān)閉。在對(duì)墻角進(jìn)行清潔時(shí)，打開開關(guān)1、3，調(diào)節(jié)清潔頭使其聚合，借用清潔頭上部分的小型刷頭進(jìn)行墻角和天花板的有效清理。在對(duì)玻璃的清潔時(shí)，打開開關(guān)1控制的聚合頭，將三角架聚合形成規(guī)則柱體，同時(shí)打開輔助清潔裝置小型吸塵器。本裝置采用太陽光電技術(shù)，無需外部充電裝置。基本運(yùn)行流程圖如圖2所示。

圖2 基本運(yùn)行流程圖

2.3 運(yùn)行原理步驟如下

首先STM32通過藍(lán)牙模塊來進(jìn)行相關(guān)信號(hào)的傳輸，給機(jī)器開啟信號(hào)，然后5V電機(jī)開始進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械臂開始運(yùn)行，接著紅外傳感器開啟，感應(yīng)探頭開始進(jìn)行掃描，對(duì)相關(guān)灰塵、污漬、蜘蛛網(wǎng)等進(jìn)行鎖定，緊接著STM32給予海綿刷相關(guān)信號(hào)，使海綿刷開始進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)吸塵器也開始啟動(dòng)，對(duì)相關(guān)污漬進(jìn)行清除吸附。最后，對(duì)液壓推桿和底部的裝輪進(jìn)行開啟，使清潔器進(jìn)行移動(dòng)伸縮處理，STM32電路圖如圖3所示。

圖3 關(guān)于STM32電路圖

3 結(jié)語

該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)智能清掃、智能吸塵和手機(jī)終端控制等功能，除了人們?cè)诖驋邥r(shí)常常需要爬到高處從而容易引發(fā)安全問題外，在一些有大量人員流動(dòng)的場(chǎng)所，也存在清潔人員任務(wù)繁重，且清潔效果甚微等問題。該裝置通過stm32單片機(jī)與機(jī)械裝置的結(jié)合，極大的提高了產(chǎn)品的可塑性，適應(yīng)開發(fā)和應(yīng)用，由于特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了適用于大部分環(huán)境，因而具有智能化、高效性、輕便等特點(diǎn)，也是當(dāng)今的主要發(fā)展方向。所以，該設(shè)計(jì)有很高的應(yīng)用價(jià)值，能很好地解決這些問題。