无死角清洁器设计

江 辉 王 宇 程易楠 江 涛

(安徽新华学院智能制造学院，安徽 合肥 230088)

1 研发意义

为寻求一种高效、自动、适应性强、功能丰富的装置，从而实现大量减少人力消耗，有效解决日常生活中由尘污所带来的环境卫生及安全问题，降低保洁人员的工作强度，有效杀菌，遏制病菌通过空气灰尘传播，降低装置制造成本以及保洁费用，本作品的研究思路是基于市场上的除尘工具的不足进行的改进，以及天花板的积尘现状，结合自动化基础，自主设计了一种解决方案。

2 方案构想

2.1 基于STM32的基础设计

装置结合吸尘清扫装置、太阳光电装置、红外感应装置、移动伸缩装置、太阳光电装置构成。其中最小系统主要有电源、复位电路组成。电源电路，系统采用5V稳压源供电，控制器电源电路由LDO(Low Dropout Regulator)低压差线性稳压器将5 V转换为3.3 V。复位电路 控制器复位信号为低电平有效，复位电路给控制器提供复位信号。系统上电时，电容C7使NRST引脚为低电平，完成上电复位；正常工作时，按下SW按键，NRST引脚被拉低，产生外部复位。具体构成见图1。

图1 基本构成图

2.2 装置头部设计相关原理

该装置分为两部分：清洁区和控制区。对扇叶进行清洁时，直接将开关1打开，清洁器将被展开，成三角架的形状。这种状态可以对挂扇进行高度的清洗，过程为先将清洁头对准扇叶，打开开关2，清洁头上部分会进行360°的旋转，将扇叶进行包裹，三角架在通过电动合并或展开，使清洁头向扇叶外缘移动进行清除灰尘，同时打开小型吸尘器开关3，将除下的灰尘进行二次处理，清洁完成后，关闭开关2，通过红外传导装置，将上部分清洁器收回，在关闭开关1并且小型吸尘器同时被关闭。在对墙角进行清洁时，打开开关1、3，调节清洁头使其聚合，借用清洁头上部分的小型刷头进行墙角和天花板的有效清理。在对玻璃的清洁时，打开开关1控制的聚合头，将三角架聚合形成规则柱体，同时打开辅助清洁装置小型吸尘器。本装置采用太阳光电技术，无需外部充电装置。基本运行流程图如图2所示。

图2 基本运行流程图

2.3 运行原理步骤如下

首先STM32通过蓝牙模块来进行相关信号的传输，给机器开启信号，然后5V电机开始进行转动，机械臂开始运行，接着红外传感器开启，感应探头开始进行扫描，对相关灰尘、污渍、蜘蛛网等进行锁定，紧接着STM32给予海绵刷相关信号，使海绵刷开始进行转动，同时吸尘器也开始启动，对相关污渍进行清除吸附。最后，对液压推杆和底部的装轮进行开启，使清洁器进行移动伸缩处理，STM32电路图如图3所示。

图3 关于STM32电路图

3 结语

该装置能够实现智能清扫、智能吸尘和手机终端控制等功能，除了人们在打扫时常常需要爬到高处从而容易引发安全问题外，在一些有大量人员流动的场所，也存在清洁人员任务繁重，且清洁效果甚微等问题。该装置通过stm32单片机与机械装置的结合，极大的提高了产品的可塑性，适应开发和应用，由于特殊的结构设计，实现了适用于大部分环境，因而具有智能化、高效性、轻便等特点，也是当今的主要发展方向。所以，该设计有很高的应用价值，能很好地解决这些问题。