隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，“智能工具”越來越普及化。智能清潔工具也為人們的生活帶來了很大的便利。傳統(tǒng)的清潔工具功能相對(duì)比較單一，只能吸塵，或只能拖地，且基本是手動(dòng)的，使用起來比較費(fèi)力。本文設(shè)計(jì)的多功能智能環(huán)保小車可分為以下幾個(gè)部分：無線遙感模塊、避障模塊、尋光模塊、紅外對(duì)射模塊、穩(wěn)壓模塊、降壓模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。它可實(shí)現(xiàn)灑水、拖地、風(fēng)干、自動(dòng)避障等多種功能，并且比較節(jié)能。

　　電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

　　采用步進(jìn)電機(jī)控制懸掛物體的準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)不需要使用傳感器就能精確定位，但其驅(qū)動(dòng)能有限，故不適合驅(qū)動(dòng)小車。因此，可采用低內(nèi)阻大電流的四直流電機(jī)，其速度相應(yīng)較好，可以為小車的行走及其他功能更好地提供動(dòng)力。利用四直流電機(jī)模塊驅(qū)動(dòng)小車可以實(shí)現(xiàn)對(duì)小車轉(zhuǎn)向、直行和倒車的控制。圖2 所示為四直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊原理圖。

　　圖2 四直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖

　　避障模塊電路設(shè)計(jì)

　　小車車頭處裝有三個(gè)紅外傳感器，小車在行進(jìn)時(shí)紅外傳感器發(fā)射出紅外線，紅外線遇到前方的障礙物時(shí)會(huì)發(fā)生漫反射，反射信號(hào)被紅外傳感器接收到以后再傳遞給單片機(jī)，從而通過單片機(jī)控制小車做出相應(yīng)的反應(yīng)。三只紅外傳感器分別置于小車前端，不僅方向與小車的前進(jìn)方向平行，而且對(duì)小車與障礙物的相對(duì)距離和方位能作出較為準(zhǔn)確的判斷。圖3所示為紅外避障模塊的原理圖。

　　圖3 紅外避障模塊原理圖

　　紅外對(duì)射模塊

　　本紅外對(duì)射模塊主要由電壓比較器LM393和對(duì)射式紅外頭組成，工作電壓為5V。該模塊用于檢測(cè)升降裝置的狀態(tài)［4］。該模塊對(duì)裝置的靈活度要求較低，用于本智能小車更有利于程序控制［5-6］。圖4所示為紅外對(duì)射模塊原理圖。

　　圖4 紅外對(duì)射模塊

　　本設(shè)計(jì)采用AT89C52單片機(jī)作為控制核心系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一種避障、灑水、拖地、風(fēng)干為一體的智能環(huán)保清潔小車。小車包含了清潔地面系統(tǒng)、供水系統(tǒng)和升降裝置等，小車中的水泵實(shí)現(xiàn)了灑水功能，車底安裝了升降海綿，車尾安裝了鼓風(fēng)機(jī)以實(shí)現(xiàn)拖地風(fēng)干功能。小車可在遙控模式、自動(dòng)模式、自動(dòng)尋光充電三種模式下工作，實(shí)現(xiàn)了多功能控制，并給出了硬件電路設(shè)計(jì)流程。經(jīng)過實(shí)際測(cè)試，能夠?qū)崿F(xiàn)所有功能，且性能穩(wěn)定。小車可以在遙控、自動(dòng)、自動(dòng)尋光充電三種模式下工作，從而體現(xiàn)了它的智能化。與傳統(tǒng)清潔小車相比，其功能更完善，且使用起來更方便。經(jīng)過實(shí)際測(cè)試，小車實(shí)現(xiàn)了所有預(yù)期的功能，且能達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。