智能循跡搬運機器人

智能循跡搬運機器人第1頁/共15頁智能循跡搬運機器人（又稱AGV小車）以ARM新一代嵌入式并行讀寫操作部件為控制核心，實現(xiàn)對小車的智能控制。此控制系統(tǒng)不僅在機器人中有很強的使用價值，在汽車領(lǐng)域，智能家居等方面都有很高的是實用價值，尤其在智能機器人領(lǐng)域有很高發(fā)展前景。所以本設(shè)計與實際相聯(lián)系，具有很重要的意義。本機器人是由上海未來伙伴公司提供新型機器人MF13以及我們的改造創(chuàng)新。

機器人小車最適合在那些人類無法工作的環(huán)境中工作和單一重復(fù)性的工作解決了人所不適應(yīng)的生產(chǎn)和工作環(huán)境，在鋼鐵廠，AGV小車負責(zé)爐料運輸，大大降低了工人們的勞動強度。在核電廠的核儲存地點使用AGV小車，以避免輻射的危險。AGV小車可在黑暗環(huán)境中，準確、可靠的運輸物料，在郵局，圖書館，碼頭和機場候機樓等人口密集的公眾場所，存在著大量的物品的運送工作，充滿不定性和動態(tài)性強的特點，搬運過程往往也很單一。AGV有著可并行工作、自動化、智能化和處理靈活的特點，可以很好的滿足這些場合的運輸要求，因此對機器人小車的研究和開發(fā)對未來的工業(yè)和社會具有十分重要的意義。

智能循跡搬運機器人研究目的及意義第2頁/共15頁

智能循跡搬運機器人小車的應(yīng)用倉儲業(yè)靈活的AGV機器人小車自動數(shù)據(jù)庫處理系統(tǒng)，輕松地完成儲存和裝卸貨物的任務(wù)制造業(yè)

在制造業(yè)的的生產(chǎn)線中AGV小車大顯身手，快速，精確，靈活的完成材料的運送任務(wù)。港口碼頭和機場

在郵局，圖書館，碼頭和機場候機樓等人口密集的公眾場所，存在著大量的物品的運送工作，充滿不定性和動態(tài)性強的特點，搬運過程往往也很單一。AGV有著可并行工作、自動化、智能化和處理靈活的特點，可以很好的滿足這些場合的運輸要求。特種行業(yè)在鋼鐵廠，AGV小車負責(zé)爐料運輸，大大降低了工人們的勞動強度。在核電廠的核儲存地點使用AGV小車，以避免輻射的危險。AGV小車可在黑暗環(huán)境中，準確、可靠的運輸物料。第3頁/共15頁機器人是基于極高性能的ARM12內(nèi)核主控制器，擁有極高的運算速度(120Mhz)，程序存儲器容量大（1M），可同時可存儲6個程序文件。內(nèi)置無線模塊，可無線下載程序。接口齊全，穩(wěn)定可靠，體積小巧，省電節(jié)能。內(nèi)置32位120MHz時鐘主頻ARM12處理器，采用改進的哈佛架構(gòu)(harvardarchitecture)，實現(xiàn)將高性能32位內(nèi)核與各種片上外設(shè)的完美統(tǒng)一。高級中斷管理系統(tǒng)可確保快速的中斷響應(yīng)。完美結(jié)合了集成型閃存與RAM存儲器功能塊的可實現(xiàn)功能強大的功能，堪稱機器人控制系統(tǒng)應(yīng)用的理想選擇主要特點：●32位數(shù)據(jù)寬度，120Mhz時鐘主頻●1M程序存儲空間，128K內(nèi)存●全速運行僅30mA電流，極度省電●12位分辨率的ADC轉(zhuǎn)換速率高達1MSPS（1000萬次每秒）。●提供6路高精度分辨率的PWM發(fā)生器，可為控制電機提供前所未有的高精度?！馯SB高速下載模塊，易于程序下載開發(fā)，可以存儲6個程序。●每個芯片帶有唯一標示ID編號，可為無線通訊提供支持?！裉峁┝鞒虉D調(diào)試的支持

ARM12處理器第4頁/共15頁ARM12處理器程序編輯第5頁/共15頁紅外光電傳感器可以測量10~80cm范圍內(nèi)的物體，并通過模擬信號連接到控制器上。有障礙物返回0，無障礙物返回1。光電距離的標定是數(shù)字式的，非常簡便實用，穩(wěn)定性好接口線，由三條線組成黑色線：地線紅色線：電源線（+5V）黃色線：信號線紅外光電傳感器光電傳感器工作原理圖第6頁/共15頁傳感器標定距離第7頁/共15頁為了更準確的運行我們采用了兩種不同的地面灰度傳感器。地面灰度模塊是一個能夠?qū)崿F(xiàn)顏色識別的電子部件。可適用于各種環(huán)境、各種地面，幾乎不受環(huán)境光的干擾?？勺R別黑色、白色、綠色、淺綠、深綠等多種顏色。只需經(jīng)過簡單的A/D轉(zhuǎn)換和簡單的處理，就可以很容易地獲取地面的顏色數(shù)據(jù)。該地面灰度可以設(shè)定3種發(fā)光顏色，保證對場地最大的適應(yīng)性。函數(shù)的返回值為當前地面的反光程度，單通道地面灰度傳感器是通過向被測物體發(fā)射光波，然后測量反射信號強度的方法實現(xiàn)對物體反射率的測量的。對于較顏色比較深的物體，反射信號比較弱，因而輸出電平較低；對于顏色比較淺的物體，反射信號比較強，因而輸出電平比較高。通過對輸出電壓的測量比較，機器人就能判別物體顏色的深淺。地面灰度傳感器第8頁/共15頁基于ARM系統(tǒng)循線程序原理圖第9頁/共15頁行星減速電機調(diào)速穩(wěn)定采用大輪胎運行速度更快更加穩(wěn)定機械爪執(zhí)行機構(gòu)第10頁/共15頁組裝完成第11頁/共15頁總結(jié)

本智能小車電路在硬件上采用了紅外線光電開關(guān)來檢測障礙。PWM技術(shù)的應(yīng)用解決了電動機驅(qū)動效率和電機速度控制的問題；采用紅外線傳感器很好的解決了循線的問題，從而實現(xiàn)更加智能化的循線方式，在軟件上，充分利用了ARM的系統(tǒng)資源，使智能小車完美的實現(xiàn)了運、循線等功能。本設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便，系統(tǒng)反映快速靈活，硬件電路由可拆卸模塊拼接而成有很大的擴展空間。經(jīng)實驗測試，該智能小車設(shè)計方案正確、可行，各項指標穩(wěn)定、可靠。雖然智能小車系統(tǒng)有很多優(yōu)點，但在設(shè)計當中也存在著一些不足。如光電開關(guān)受光線影響，沒有很好的解決措施，所以在使用中需要注意環(huán)境影響，由于沒采用雙電源供電，使系統(tǒng)的抗干擾性還是欠佳，紅外循線部分還可以使用紅外對管ST178，可以更加好的隔絕光線的干擾，使小車更加穩(wěn)定行走。