久久精品国产69国产精品亚洲_日韩欧美亚洲一区_免费观看污网站_欧美在线一

電商行業(yè)的蓬勃發(fā)展，對我國物流行業(yè)提出了更高的要求。物流設(shè)備的智能化也成為當(dāng)今物流發(fā)展的主要趨勢。同時，環(huán)保節(jié)能是當(dāng)今社會永不改變的時尚理念。基于此，本文設(shè)計了一款小型太陽能倉儲物流機(jī)器人，主要用于物流倉庫內(nèi)貨物的拿取和搬運(yùn)。

太陽能倉儲物流機(jī)器人采用太陽能作為整個系統(tǒng)的能源供給。以stc51單片機(jī)為作為物流機(jī)器人主控核心器件，按照物流機(jī)器人所要實現(xiàn)的功能，將物流機(jī)器人設(shè)計分為7個部分，分別為：主控模塊、運(yùn)動控制模塊、避障模塊、導(dǎo)航模塊、無線通信模塊、機(jī)械臂模塊和光伏充電控制模塊。具體框圖如圖1所示。

圖1 小型太陽能倉儲物流機(jī)器人總體框架   下載原圖

主控模塊的核心器件就是一塊stc單片機(jī)，它相當(dāng)于物流機(jī)器人的大腦，獲取各功能模塊反饋回來的信息，并根據(jù)獲取的信息控制物流機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)。

物流機(jī)器人能夠靈活實現(xiàn)前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)以及調(diào)速等功能。本文選用兩個12v的直流減速電機(jī)作為驅(qū)動輪。利用典型H橋驅(qū)動電路驅(qū)動直流電機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速，控制所需的PWM信號由stc單片機(jī)產(chǎn)生。從而控制物流機(jī)器人的運(yùn)動狀態(tài)。

本部分的關(guān)鍵在于H橋的構(gòu)建和PWM控制信號的生成。H橋基本工作原理如圖2所示，當(dāng)開關(guān)管Q1和Q4同時導(dǎo)通時，回路中電流從電源正極流經(jīng)Q1,再從電機(jī)左側(cè)流入右側(cè)流出，最后經(jīng)過Q4回到電源負(fù)極，此時電機(jī)將圍繞箭頭所示方向轉(zhuǎn)動，定義為電機(jī)正轉(zhuǎn)。如圖3所示，控制信號使Q1、Q4截止，Q2、Q3導(dǎo)通，電流從電源正極經(jīng)Q3從電機(jī)右側(cè)流入左側(cè)流出，再經(jīng)Q2回到電源負(fù)極，此時電機(jī)將沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，定義為電機(jī)反轉(zhuǎn)。通過控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)物流機(jī)器人的前進(jìn)后退。

圖2 電機(jī)正轉(zhuǎn)   下載原圖

圖3 電機(jī)反轉(zhuǎn)   下載原圖

通過調(diào)節(jié)單片機(jī)產(chǎn)生的PWM信號占空比，來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)物流機(jī)器人運(yùn)行速度的控制。同時調(diào)節(jié)使兩個驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速不一致，就能實現(xiàn)物流機(jī)器人的轉(zhuǎn)彎。

選用巡線的方式為物流機(jī)器人導(dǎo)航，到達(dá)相關(guān)指定區(qū)域。紅外傳感器（如圖4）作為巡線傳感器。紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射強(qiáng)度的特點(diǎn)，在機(jī)器人行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收。如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車上的接收管接收不到紅外光。STC51芯片就是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來確定黑線的位置和機(jī)器人的行走路線。將紅外尋線模塊安裝在物流機(jī)器人底板的幾何中心，這樣機(jī)器人就不會偏離既定線路。在倉庫里根據(jù)需求鋪設(shè)黑色線條，機(jī)器人利用傳感器反饋的信息在預(yù)定的路線上行駛。對倉庫每一個存儲位置都預(yù)先設(shè)定好相應(yīng)的行進(jìn)路徑，編寫相應(yīng)的控制程序，機(jī)器人根據(jù)控制端輸入的地址編號，運(yùn)行相對應(yīng)的程序代碼，到達(dá)指定位置。

圖4 紅外傳感器   下載原圖

物流機(jī)器人在行進(jìn)過程中利用紅外傳感器檢測障礙物，當(dāng)檢測到障礙物時，進(jìn)行急停，然后等待直到障礙物被清除，成功避開行進(jìn)中的障礙物，較好的防止了機(jī)器人發(fā)生碰撞。

采用無線藍(lán)牙技術(shù)與物流機(jī)器人進(jìn)行通信。藍(lán)牙連接簡單快速，價格低廉，體積較小攜帶方便藍(lán)，藍(lán)牙4.0的數(shù)據(jù)傳輸速度達(dá)到了24 Mbps，傳輸距離達(dá)到50米。通過手機(jī)藍(lán)牙信號將倉庫目的地路徑傳輸物流機(jī)器人。物流機(jī)器人根據(jù)藍(lán)牙模塊收到的信息，執(zhí)行相應(yīng)的路徑程序，使物流機(jī)器人準(zhǔn)確無誤的到達(dá)目的地倉庫。藍(lán)牙模塊如圖5所示。

圖5 藍(lán)牙模塊   下載原圖

物流機(jī)器人的機(jī)械臂主要用于貨物抓取，搬移，如圖6所示。機(jī)械臂主要由鋁合金支架，金屬舵盤，杯式軸承，合金鋁爪以及舵機(jī)構(gòu)成。共有四個舵機(jī)，其中三個舵機(jī)控制機(jī)械臂在幾何空間的X、Y、Z軸方位的轉(zhuǎn)動。另外一個電機(jī)控制機(jī)械爪的張開和閉合。機(jī)械臂的4個舵機(jī)運(yùn)行都受單片機(jī)控制，使用無線手柄發(fā)出控制信號，單片機(jī)根據(jù)接收到信號控制機(jī)械臂上舵機(jī)的運(yùn)動，最終實現(xiàn)機(jī)械臂對貨物抓取的動作。

在實驗室選用10W單晶硅光伏板、12V7Ah鉛酸蓄電池以及配套的充電控制器組建太陽能充電控制系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)。光伏板將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，通過充電控制器給蓄電池和直流電機(jī)供電。當(dāng)光照強(qiáng)度較，光伏板輸出電壓達(dá)到直流電機(jī)工作電壓時，充電控制器切換為光伏板直接給電機(jī)供電。當(dāng)光照較弱，光伏板輸出電壓低于電機(jī)工作電壓時，充電控制器切換為蓄電池供電。太陽能充電控制系統(tǒng)實現(xiàn)了實時充電和儲能，解決了物流機(jī)器人能源動力問題。

圖6 物流機(jī)器人機(jī)械臂實物圖   下載原圖

本文所設(shè)計的物流機(jī)器人如圖7所示，主要利用清潔、無污染、可再生能源，充分達(dá)到了保護(hù)環(huán)境節(jié)約能源的目的。整個物流機(jī)器人功能設(shè)計齊全，運(yùn)行靈活，易操作控制，符合當(dāng)今社會物流行業(yè)發(fā)展需求。

圖7 小型太陽能倉儲物流機(jī)器人實物圖