智能循跡搬運(yùn)機(jī)器人

智能循跡搬運(yùn)機(jī)器人第1頁(yè)/共15頁(yè)智能循跡搬運(yùn)機(jī)器人（又稱(chēng)AGV小車(chē)）以ARM新一代嵌入式并行讀寫(xiě)操作部件為控制核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)的智能控制。此控制系統(tǒng)不僅在機(jī)器人中有很強(qiáng)的使用價(jià)值，在汽車(chē)領(lǐng)域，智能家居等方面都有很高的是實(shí)用價(jià)值，尤其在智能機(jī)器人領(lǐng)域有很高發(fā)展前景。所以本設(shè)計(jì)與實(shí)際相聯(lián)系，具有很重要的意義。本機(jī)器人是由上海未來(lái)伙伴公司提供新型機(jī)器人MF13以及我們的改造創(chuàng)新。

機(jī)器人小車(chē)最適合在那些人類(lèi)無(wú)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(chē)負(fù)責(zé)爐料運(yùn)輸，大大降低了工人們的勞動(dòng)強(qiáng)度。在核電廠的核儲(chǔ)存地點(diǎn)使用AGV小車(chē)，以避免輻射的危險(xiǎn)。AGV小車(chē)可在黑暗環(huán)境中，準(zhǔn)確、可靠的運(yùn)輸物料，在郵局，圖書(shū)館，碼頭和機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓等人口密集的公眾場(chǎng)所，存在著大量的物品的運(yùn)送工作，充滿(mǎn)不定性和動(dòng)態(tài)性強(qiáng)的特點(diǎn)，搬運(yùn)過(guò)程往往也很單一。AGV有著可并行工作、自動(dòng)化、智能化和處理靈活的特點(diǎn)，可以很好的滿(mǎn)足這些場(chǎng)合的運(yùn)輸要求，因此對(duì)機(jī)器人小車(chē)的研究和開(kāi)發(fā)對(duì)未來(lái)的工業(yè)和社會(huì)具有十分重要的意義。

智能循跡搬運(yùn)機(jī)器人研究目的及意義第2頁(yè)/共15頁(yè)

智能循跡搬運(yùn)機(jī)器人小車(chē)的應(yīng)用倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)靈活的AGV機(jī)器人小車(chē)自動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)處理系統(tǒng)，輕松地完成儲(chǔ)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(xiàn)中AGV小車(chē)大顯身手，快速，精確，靈活的完成材料的運(yùn)送任務(wù)。港口碼頭和機(jī)場(chǎng)

在郵局，圖書(shū)館，碼頭和機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓等人口密集的公眾場(chǎng)所，存在著大量的物品的運(yùn)送工作，充滿(mǎn)不定性和動(dòng)態(tài)性強(qiáng)的特點(diǎn)，搬運(yùn)過(guò)程往往也很單一。AGV有著可并行工作、自動(dòng)化、智能化和處理靈活的特點(diǎn)，可以很好的滿(mǎn)足這些場(chǎng)合的運(yùn)輸要求。特種行業(yè)在鋼鐵廠，AGV小車(chē)負(fù)責(zé)爐料運(yùn)輸，大大降低了工人們的勞動(dòng)強(qiáng)度。在核電廠的核儲(chǔ)存地點(diǎn)使用AGV小車(chē)，以避免輻射的危險(xiǎn)。AGV小車(chē)可在黑暗環(huán)境中，準(zhǔn)確、可靠的運(yùn)輸物料。第3頁(yè)/共15頁(yè)機(jī)器人是基于極高性能的ARM12內(nèi)核主控制器，擁有極高的運(yùn)算速度(120Mhz)，程序存儲(chǔ)器容量大（1M），可同時(shí)可存儲(chǔ)6個(gè)程序文件。內(nèi)置無(wú)線(xiàn)模塊，可無(wú)線(xiàn)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(shí)鐘主頻ARM12處理器，采用改進(jìn)的哈佛架構(gòu)(harvardarchitecture)，實(shí)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(jí)中斷管理系統(tǒng)可確?？焖俚闹袛囗憫?yīng)。完美結(jié)合了集成型閃存與RAM存儲(chǔ)器功能塊的可實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)大的功能，堪稱(chēng)機(jī)器人控制系統(tǒng)應(yīng)用的理想選擇主要特點(diǎn)：●32位數(shù)據(jù)寬度，120Mhz時(shí)鐘主頻●1M程序存儲(chǔ)空間，128K內(nèi)存●全速運(yùn)行僅30mA電流，極度省電●12位分辨率的ADC轉(zhuǎn)換速率高達(dá)1MSPS（1000萬(wàn)次每秒）?！裉峁?路高精度分辨率的PWM發(fā)生器，可為控制電機(jī)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(kāi)發(fā)，可以存儲(chǔ)6個(gè)程序?！衩總€(gè)芯片帶有唯一標(biāo)示ID編號(hào)，可為無(wú)線(xiàn)通訊提供支持?！裉峁┝鞒虉D調(diào)試的支持

ARM12處理器第4頁(yè)/共15頁(yè)ARM12處理器程序編輯第5頁(yè)/共15頁(yè)紅外光電傳感器可以測(cè)量10~80cm范圍內(nèi)的物體，并通過(guò)模擬信號(hào)連接到控制器上。有障礙物返回0，無(wú)障礙物返回1。光電距離的標(biāo)定是數(shù)字式的，非常簡(jiǎn)便實(shí)用，穩(wěn)定性好接口線(xiàn)，由三條線(xiàn)組成黑色線(xiàn)：地線(xiàn)紅色線(xiàn)：電源線(xiàn)（+5V）黃色線(xiàn)：信號(hào)線(xiàn)紅外光電傳感器光電傳感器工作原理圖第6頁(yè)/共15頁(yè)傳感器標(biāo)定距離第7頁(yè)/共15頁(yè)為了更準(zhǔn)確的運(yùn)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(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)顏色識(shí)別的電子部件?？蛇m用于各種環(huán)境、各種地面，幾乎不受環(huán)境光的干擾?？勺R(shí)別黑色、白色、綠色、淺綠、深綠等多種顏色。只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的A/D轉(zhuǎn)換和簡(jiǎn)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(duì)場(chǎng)地最大的適應(yīng)性。函數(shù)的返回值為當(dāng)前地面的反光程度，單通道地面灰度傳感器是通過(guò)向被測(cè)物體發(fā)射光波，然后測(cè)量反射信號(hào)強(qiáng)度的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)物體反射率的測(cè)量的。對(duì)于較顏色比較深的物體，反射信號(hào)比較弱，因而輸出電平較低；對(duì)于顏色比較淺的物體，反射信號(hào)比較強(qiáng)，因而輸出電平比較高。通過(guò)對(duì)輸出電壓的測(cè)量比較，機(jī)器人就能判別物體顏色的深淺。地面灰度傳感器第8頁(yè)/共15頁(yè)基于ARM系統(tǒng)循線(xiàn)程序原理圖第9頁(yè)/共15頁(yè)行星減速電機(jī)調(diào)速穩(wěn)定采用大輪胎運(yùn)行速度更快更加穩(wěn)定機(jī)械爪執(zhí)行機(jī)構(gòu)第10頁(yè)/共15頁(yè)組裝完成第11頁(yè)/共15頁(yè)總結(jié)

本智能小車(chē)電路在硬件上采用了紅外線(xiàn)光電開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)障礙。PWM技術(shù)的應(yīng)用解決了電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)效率和電機(jī)速度控制的問(wèn)題；采用紅外線(xiàn)傳感器很好的解決了循線(xiàn)的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)更加智能化的循線(xiàn)方式，在軟件上，充分利用了ARM的系統(tǒng)資源，使智能小車(chē)完美的實(shí)現(xiàn)了運(yùn)、循線(xiàn)等功能。本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(kuò)展空間。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，該智能小車(chē)設(shè)計(jì)方案正確、可行，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定、可靠。雖然智能小車(chē)系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)，但在設(shè)計(jì)當(dāng)中也存在著一些不足。如光電開(kāi)關(guān)受光線(xiàn)影響，沒(méi)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(méi)采用雙電源供電，使系統(tǒng)的抗干擾性還是欠佳，紅外循線(xiàn)部分還可以使用紅外對(duì)管ST178，可以更加好的隔絕光線(xiàn)的干擾，使小車(chē)更加穩(wěn)定行走。