基于單片機(jī)的智能掃地機(jī)器人

第一章概述1.1智能掃地機(jī)器人的研究背景2002年，家電公司伊萊克斯推出的三葉蟲智能掃地機(jī)器人，顛覆了人們對(duì)掃地的概念。三葉蟲掃地機(jī)器人作為世界第一款量產(chǎn)的智能掃地機(jī)器人，外形采用圓餅形設(shè)計(jì)，塑料外殼。在單片機(jī)的控制下，底部的車輪能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制掃地機(jī)器人的主要運(yùn)動(dòng)。采用了仿生技術(shù)，按照蝙蝠的超聲波技術(shù)，使得掃地機(jī)器人能夠迅速的察覺障礙并且繞開。從2003年開始，iRobot公司和Proscenic公司推出了一系列的產(chǎn)品，主要技術(shù)集中在真空吸塵以及碰撞式運(yùn)動(dòng)。2004年重慶大學(xué)智能科學(xué)技術(shù)研究所與寧波波郎電器有限公司合作開發(fā)的室內(nèi)清潔機(jī)器人，能夠沿墻壁行走清掃地面。2007年至今，越來越多的公司推出了一系列的產(chǎn)品，功能也隨之越來越豐富。國產(chǎn)智能掃地機(jī)器人方面，有蘇州怡凱電器的科沃斯、益節(jié)等公司生產(chǎn)的機(jī)器人功能豐富，包括非接觸式、超聲波式、紅外線技術(shù)、無線遙控等技術(shù)。國產(chǎn)品牌的掃地機(jī)器人如浦桑尼克藍(lán)天S、科沃斯DT85G等比較受歡迎。小米公司生產(chǎn)的米家掃地機(jī)器人具有地圖生成、路徑規(guī)劃、自動(dòng)回充、斷點(diǎn)續(xù)掃等先進(jìn)技術(shù)。目前掃地機(jī)器人有幾大關(guān)鍵技術(shù)支撐，掃地機(jī)器人完成掃地任務(wù)分為幾個(gè)步驟，即定位、構(gòu)圖、規(guī)劃、清掃?，F(xiàn)在的掃地機(jī)器人不僅能夠適應(yīng)復(fù)雜的家庭環(huán)境，在清潔效果上也是有巨大的提高。首先是傳感器技術(shù)，掃地機(jī)器人能夠在自身傳感器的測(cè)控下，進(jìn)行距離的前進(jìn)以及移動(dòng)由此可以獨(dú)自完成清掃任務(wù)；室內(nèi)定位功能，主流的定位系統(tǒng)則是RPS激光定位系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)定位變化坐標(biāo)；路徑規(guī)劃技術(shù)，掃地機(jī)器人根據(jù)環(huán)境的變化信息，按照自身優(yōu)化算法，進(jìn)行合理的路徑規(guī)劃引導(dǎo)；吸塵技術(shù)則是通過機(jī)械裝置進(jìn)行真空吸塵，形成巨大氣流旋渦，進(jìn)行除塵動(dòng)作。1.2研究的目的與意義智能掃地機(jī)器人將移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)和吸塵器技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的全自動(dòng)清潔，能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繁重的人工清潔工作，近幾年來已受到國內(nèi)外的研究人員重視。作為智能移動(dòng)機(jī)器人的一個(gè)特殊應(yīng)用，從技術(shù)方面講，智能掃地機(jī)器人比較具體地體現(xiàn)了移動(dòng)機(jī)器人的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，具有較強(qiáng)的代表性。從市場前景角度講，智能掃地機(jī)器人將大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)效率，適用于家庭和公共場館的室內(nèi)清潔。因此，開發(fā)自主智能吸塵器既具有科研上的挑戰(zhàn)性，又具有廣闊的市場前景。融合現(xiàn)代傳感器以及機(jī)器人領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，本課題旨在開發(fā)一部價(jià)格便宜，全區(qū)域蓋,能夠充分滿足家庭需求且方便適用的智能家庭清掃機(jī)器人。使它可以替代傳統(tǒng)的家庭人工清掃方式，使家庭生活電氣化、智能化、使科技更好地為人類服務(wù)。1.3研究的內(nèi)容1.3.1功能（1）全自動(dòng)清掃（2）防撞、防摔（3）自動(dòng)充電1.3.2性能指標(biāo)（1）輸入電流：1A（2）輸入電壓：13-15V（3）運(yùn)行速度：12m/min（4）最長工作時(shí)間：25min第二章電路設(shè)計(jì)2.1電源電路本電源采用兩塊LM7805作為穩(wěn)壓電源，一塊為控制電路和傳感器電路供電，另一塊單獨(dú)為電機(jī)供電。分開供電這樣做的好處，有利于減小干擾，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。LM7805是常用的三端穩(wěn)壓器件，顧名思義05就是輸出電壓為5v，還可以微調(diào)，7805輸出波紋很小。使用方便，用很簡單的電路即可以輸入一個(gè)直流穩(wěn)壓電源。它的輸出電壓恰好為5v，剛好是51系列單片機(jī)運(yùn)行所需的電壓，他有很多的系列如ka7805，ads7805，cw7805等，性能有微小的差別，用的最多的還是LM7805。外形如圖2-1所示。1管腳為輸入端，2管腳為地，3管腳為輸出.圖2-1外形圖及引腳排列2.1.1電路原理由于后級(jí)電路需要1A左右的大電流用于驅(qū)動(dòng)各類電機(jī)，查找后發(fā)現(xiàn)E13003完全滿足這要求集電極最大允許電流ICM可以到達(dá)1.5A。由于13003開關(guān)管需要較大的驅(qū)動(dòng)電流，因此增加了一個(gè)Q1三極管與其構(gòu)成達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)管，Q3為控制管，當(dāng)DY引腳為低電平同時(shí)總開關(guān)K1閉合時(shí)電源部分才能正常供電。DY為高電平時(shí)電機(jī)供電部分停止工作。U4單獨(dú)為兩個(gè)減速電機(jī)和邊刷提供5V電源，由于需要輸出較大的電流，輸入壓降又比較大，因此在輸入端加了一個(gè)分壓電阻，降低U4上的電壓，從而降低管耗。U5為MCU和傳感器電路提供穩(wěn)定的5V工作電壓。在正常開機(jī)后連續(xù)保持輸出。電源電路如圖2-2所示。圖2-2電源電路2.2總控制電路2.2.1STC89C52單片機(jī)簡介STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能:（1）8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。（2）另外STC89X52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。（3）空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。（4）掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。（5）最高運(yùn)作頻率35Mhz，6T/12T可選。（6）和atmel的對(duì)比STC89C52RC單片機(jī):8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間;512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間;內(nèi)帶4K字節(jié)EEPROM存儲(chǔ)空間;可直接使用串口下載;at89s52單片機(jī):8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間;256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間;沒有內(nèi)帶EEPROM存儲(chǔ)空間;引腳介紹：1.主電源引腳VCC和VSS

電源VCC接+5V，VSS接地端，即公共參考地2.時(shí)鐘電路引腳XTAL1和XTAL2STC89C52芯片內(nèi)部設(shè)置了一個(gè)反相放大器，XTAL1為放大器輸入端；XTAL2為放大器的輸出端，也是內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。使用自激震蕩方式時(shí)，XTAL1和XTAL2外接石英\o"晶振供應(yīng)商"晶振，內(nèi)部\o"振蕩器供應(yīng)商"振蕩器按照晶振頻率振蕩，產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。3.控制信號(hào)引腳(1)RST——復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。(2)ALE/PROG——當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE(地址鎖存允許)輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)\o"鐘振供應(yīng)商"鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。（一般不使用）(3)PSEN——程序儲(chǔ)存允許(PSEN)輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)STC89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令(或數(shù)據(jù))時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN信號(hào)。(4)EA/VPP——外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器(地址為0000H-FFFFH)，EA端必須保持低電平(接地)。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平(接Vcc端)，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。FLASH存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。(5)并行I/O口P0~P3端引腳①P0口(P0.0~P0.7)8位漏極\o"開關(guān)供應(yīng)商"開關(guān)型雙向I/O端口。可以作為通用I/O口使用，但必須加上拉電阻。②P1口(P1.0~P1.7)內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O端口。③P2口(P2.0~P2.7)內(nèi)部帶上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O端口。④P3口(P3.0~P3.7)內(nèi)部帶上拉電阻的8位多功能雙向I/O端口。上面就是STC89C52單片機(jī)引腳的簡單介紹，其它51系列家族的單片機(jī)8031、8051、89C51等引腳和89S51兼容，只是個(gè)別引腳功能定義不同。如圖2-3為51單片機(jī)的引腳分布圖。圖2-351單片機(jī)引腳圖2.2.2總控制電路設(shè)計(jì)（1）I/O口定義①POO、P01、P02、P12、P13、P14為掃地機(jī)器人防撞信號(hào)輸入引腳；②P03、P04、P05為防跌落信號(hào)引腳；③P10為電機(jī)電源控制型號(hào)(低電平有效)；④P11、P12為電池電壓檢測(cè)信號(hào)輸入引腳，P11為過放檢測(cè)，P12為過充檢測(cè)；⑤P23、P24、P24、P26為充電時(shí)位置檢測(cè)信號(hào)輸入引腳；⑥P34、P35、P35、P35為電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，P34、P35控制左電機(jī)正反轉(zhuǎn)，P35、P35控制左電機(jī)正反轉(zhuǎn)；⑦P20為兩邊刷電機(jī)控制信號(hào)；⑧P21為吸塵器電機(jī)控制信號(hào)；⑨P36、P37為晶振信號(hào)輸入引腳⑩REST引腳為復(fù)位信號(hào)輸入引腳復(fù)位電路設(shè)計(jì)51單片機(jī)高電平復(fù)位。以當(dāng)前使用較多的STC89系列單片機(jī)來說，在復(fù)位腳加高電平2個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)振蕩周期）可使單片機(jī)復(fù)位。復(fù)位后，主要特征是各IO口呈現(xiàn)高電平，程序計(jì)數(shù)器從零開始執(zhí)行程序。復(fù)位方式手動(dòng)復(fù)位：按鈕按下，復(fù)位引腳得到VCC的高電平，單片機(jī)復(fù)位，按鈕松開后，單片機(jī)開始工作。上電復(fù)位：上電后，電容電壓不能突變，VCC通過復(fù)位電容給單片機(jī)復(fù)位腳施加高電平5V,同時(shí),通過電阻向電容器反向充電，使復(fù)位腳電壓逐漸降低。經(jīng)一定時(shí)間后復(fù)位腳變?yōu)?V,單片機(jī)開始工作。本復(fù)位電路采用上電自動(dòng)復(fù)位電路，電阻和電容的阻值根據(jù)時(shí)間常熟t=RC求出電阻和電容的阻值分別為10K與10uF。復(fù)位電路如圖2-4。I/O口電路設(shè)計(jì)P0口是雙向指的是它被用作地址/數(shù)據(jù)端口時(shí)，只有在這個(gè)時(shí)候，P0口才處于兩個(gè)開關(guān)管推挽狀態(tài)，當(dāng)兩個(gè)開關(guān)管都關(guān)閉時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)高阻狀態(tài)。當(dāng)P0口用于一般I/O口時(shí)，內(nèi)部接VCC的那個(gè)開關(guān)管是與引腳（端口）脫離聯(lián)系的，這個(gè)時(shí)候，只有拉地的那個(gè)開關(guān)管起作用，P0口作為輸出，是必須外接上拉電阻的，不然就無法輸出高電平。因此在P0口上加上一個(gè)10K說的排阻。I/0口如圖2-4。圖2-4總控制電路2.3防撞電路防撞電路作為掃地機(jī)器人的眼睛，用于檢測(cè)前方是否有障礙物，當(dāng)前方有障礙物時(shí),相應(yīng)的探頭所連接的電路會(huì)發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào)給CPU,CPU做出相應(yīng)的動(dòng)作來控制兩個(gè)輪子的電機(jī)，使機(jī)身始終不撞向障礙物。當(dāng)紅外線對(duì)管前方無障礙時(shí)，紅外線接收管上的阻值加大，此時(shí)R27上的電壓低于基準(zhǔn)電壓，電壓比較器反向輸入端電壓高于同向輸入端，因此輸出高電平。當(dāng)紅外線對(duì)管處于有障礙時(shí)，紅外線接收管上的阻值降低，此時(shí)R28上的電壓高于基準(zhǔn)電壓，電壓比較器反向輸入端電壓低于同向輸入端，因此輸出低電平。調(diào)節(jié)電位器R33、R35、R36、R7、R8、R9改變參考電壓，可探測(cè)距離。防撞電路如圖2-5。圖2-5防撞電路2.4電源充電電路電池充電電路用于檢測(cè)充電座的位置和充電提示。當(dāng)掃地機(jī)器人上的紅外線接收頭接收到充電座發(fā)出的紅外信號(hào)后，向CPU發(fā)出信號(hào),CPU控制電機(jī)，調(diào)節(jié)機(jī)身位置，進(jìn)入充電區(qū)。當(dāng)掃地機(jī)器人與充電座連接后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)提示CPU以開始充電。2.5驅(qū)動(dòng)電路電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)兩路減速電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、兩路邊刷和一個(gè)吸塵器風(fēng)機(jī)。2.5.1電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)L9110是為控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片IC之中，使外圍器件成本降低，整機(jī)可靠性提高。該芯片有兩個(gè)TTL/CMOS兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性；兩個(gè)輸出端能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)，它具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力，每通道能通過750～800mA的持續(xù)電流，峰值電流能力可達(dá)1.5～2.0A；同時(shí)它具有較低的輸出飽和壓降；內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負(fù)載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動(dòng)繼電器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或開關(guān)功率管的使用上安全可靠。L9110被廣泛應(yīng)用于玩具汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和開關(guān)功率管等電路上。表2.1管腳定義表2.2電氣特性表2.3邏輯關(guān)系當(dāng)Q3、Q4、Q5的基級(jí)接收到CPU的發(fā)出的高電平后，Q3、Q4、Q5飽和導(dǎo)通，邊刷和吸塵器電機(jī)開始工作。給低電平時(shí)，三極管所控制的電機(jī)就停止工作。J4、J5接邊刷電機(jī)，J6接吸塵器電機(jī)。當(dāng)1A與1B輸入引腳為10時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)輸入為01時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)。當(dāng)輸入為11或00時(shí)電機(jī)停止運(yùn)行。C5、C6為高頻濾波電容，過濾掉電機(jī)工作時(shí)對(duì)芯片的干擾，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。J3接左輪電機(jī)，J7接右輪電機(jī)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如圖2-6。圖2-6電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

PCB板的設(shè)計(jì)與制作3.1PCB板的設(shè)計(jì)Protel99SE是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)計(jì)庫管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個(gè)32位的設(shè)計(jì)軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作，可以設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)電源--地層和16個(gè)機(jī)加工層[3]。主電路板包含電源電路、電源充電電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和防撞電路（如圖3-1）圖3-1主板電路紅外線充電位置檢測(cè)電路如圖3-2。圖3-2紅外線檢測(cè)電路紅外線充電檢測(cè)電路圖與光電對(duì)管電路如圖3-3。圖3-3紅外線檢測(cè)頭電路3.2PCB板的制作1、在覆銅板上畫好電路，或把電路畫在透明紙上

2、把需要拿掉的銅皮暴露出來，需要留在電路板的銅皮保護(hù)起來，去教學(xué)用品商店里買，有蝕刻用的感光膜和感光藥水。

3、將處理好的覆銅板放在腐蝕溶液里，腐蝕時(shí)間按說明書。

4、沖洗、晾干。電路焊接電路焊接依據(jù)從小到大，從低到高的原則進(jìn)行焊接。在焊接的時(shí)候每個(gè)焊點(diǎn)焊接時(shí)間應(yīng)該在2~3秒之間，不得超過4秒，在焊接芯片的時(shí)候應(yīng)該增加一個(gè)IC坐，先焊IC坐在裝IC,同時(shí)得用防靜電烙鐵，以防靜電擊穿芯片。焊點(diǎn)要求圓潤飽滿，成倒錐型，無毛刺、虛焊、假焊。程序設(shè)計(jì)5.1C語言與匯編語言的優(yōu)缺點(diǎn)C語言編屬于高級(jí)語言，具有可移植性，能夠結(jié)構(gòu)化編程。使用標(biāo)準(zhǔn)C語言的程序，幾乎都可以不作改變移植到不同的微機(jī)平臺(tái)上，對(duì)于嵌入式等的微控制芯片，屬于標(biāo)準(zhǔn)C語言的部分也很少需要修改，而且程序很容易讀懂。

C語言編寫程序結(jié)構(gòu)清晰，移植性好，容易維護(hù)和修改。

匯編語言針對(duì)不同的操作系統(tǒng)平臺(tái)，不同的微控制器，指令都是完全不同的，即使指令相似，也不具有可移植性。但是匯編語言是針對(duì)專門的控制器的，所以運(yùn)行速度可以精確到一個(gè)指令周期。匯編語言的程序讀懂需要借助微控制器的指令手冊(cè)以及各個(gè)寄存器的說明，所以很難讀懂。

匯編語言編寫代碼實(shí)時(shí)性強(qiáng)，能夠直接控制硬件的工作狀態(tài)，但是不具有可移植性，維護(hù)和修改困難。5.2系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)該掃地機(jī)器人選用C語言來進(jìn)行編程。由主要程序、防撞程序、自動(dòng)充電程序等子程序構(gòu)成。5.2.1主程序系統(tǒng)初始化后就執(zhí)行主程序，進(jìn)入主程序先執(zhí)行電壓檢測(cè)程序，如發(fā)現(xiàn)電池電壓不足，就執(zhí)行充電尋找程序，找到充電座后執(zhí)行充電程序，待電池充滿后返回執(zhí)行主程序。再進(jìn)行清掃程序，如發(fā)現(xiàn)前方有障礙物，則執(zhí)行避障程序，避開障礙物后繼續(xù)執(zhí)行清掃程序。程序流程圖如圖5-1。圖5-1主程序流程圖5.2.2防撞程序防撞程序用于控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)從而確保機(jī)身不會(huì)撞到障礙物，從障礙物的旁邊繞開,當(dāng)探頭1前方有障礙物時(shí)，機(jī)身右轉(zhuǎn)100ms后返回壁障程序；探頭2前方有障礙物時(shí)，機(jī)身右轉(zhuǎn)100ms后返回壁障程序；當(dāng)探頭3前方有障礙物時(shí)，機(jī)身反轉(zhuǎn)100ms后左轉(zhuǎn)100ms壁障程序；當(dāng)探頭4前方有障礙物時(shí)，機(jī)身左轉(zhuǎn)100ms后返回壁障程序；當(dāng)探頭5前方有障礙物時(shí)，機(jī)身左轉(zhuǎn)100ms后返回壁障程序。程序流程如圖5-2。圖5-2防撞程序流程圖5.2.3充電尋找程序當(dāng)電池電壓處于欠壓時(shí)，掃地機(jī)器人關(guān)閉吸塵器與邊刷的電機(jī)啟用充電尋找程序，在紅外線接收頭沒有收到充電座的紅外發(fā)射信號(hào)時(shí)，執(zhí)行防撞程序。當(dāng)接受到信號(hào)后立馬執(zhí)行充電尋找程序。此時(shí)關(guān)閉防撞功能，充電座必須要放在放在沒有障礙物的墻邊。程序流程圖，如圖5-3所示。圖5-3充電尋找程序流程圖

外殼制作6.1有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃特性：①高度透明性。有機(jī)玻璃是目前最優(yōu)良的高分子透明材料，透光率達(dá)到92％，比玻璃的透光度高。稱為人造小太陽的太陽燈的燈管是石英做的，這是因?yàn)槭⒛芡耆高^紫外線。普通玻璃只能透過0.6％的紫外線，但有機(jī)玻璃卻能透過73％。

②機(jī)械強(qiáng)度高。有機(jī)玻璃的相對(duì)分子質(zhì)量大約為200萬，是長鏈的高分子化合物，而且形成分子的鏈很柔軟，因此，有機(jī)玻璃的強(qiáng)度比較高，抗拉伸和抗沖擊的能力比普通玻璃高7～18倍。有一種經(jīng)過加熱和拉伸處理過的有機(jī)玻璃，其中的分子鏈段排列得非常有次序，使材料的韌性有顯著提高。用釘子釘進(jìn)這種有機(jī)玻璃，即使釘子穿透了，有機(jī)玻璃上也不產(chǎn)生裂紋。這種有機(jī)玻璃被子彈擊穿后同樣不會(huì)破成碎片。因此，拉伸處理的有機(jī)玻璃可用作防彈玻璃，也用作軍用飛機(jī)上的座艙蓋。

③重量輕。有機(jī)玻璃的密度為1.18kg/dm3，同樣大小的材料，其重量只有普通玻璃的一半，金屬鋁（屬于輕金屬）的43％。

④易于加工。有機(jī)玻璃不但能用車床進(jìn)