摘  要

设计一个多功能的智能物料小车，该小车可根据生产要求进行特定物料的搬运，且搬运过程中保证工人与小车的安全。针对现有物流存在的问题,设计了一款气动剪叉机构与悬挂式摆臂结合的智能物流搬运小车,具有成本低、环保性能好、适用性强、控制性能高的特点,可广泛用于物流、仓储、搬运.

小车根据传感器检测周围环境,在直流电机和舵机的配合下,实现小车从启动到循迹避障,按规定的且标记为黑色的路线行驶;通过蓝牙模块将摄像头拍摄到的图像传输到手机APP端,由APP完成二维码扫描和颜色识别并传输回小车,从而获取物料搬运信息;控制机械臂将特定颜色的物料按照指定顺序搬运至指定的目的地,并返回出发地待命.

关键词：智能；小车；寻迹；避障；抓取

ABSTRACT

Design a multi-functional intelligent material trolley, which can carry specific materials according to production requirements, and ensure the safety of workers and trolley during the handling process. Aiming at the existing problems of logistics, an intelligent logistics handling trolley with pneumatic cutting fork mechanism and hanging swing arm is designed, which has the characteristics of low cost, good environmental protection performance, strong applicability and high control performance, and can be widely used in logistics, warehousing and handling.

The car detects the surrounding environment according to the sensor, with the cooperation of DC motor and steering gear, realizes the car from start to track to avoid obstacles, according to the prescribed route and marked black; transmits the image taken by the camera to the APP end of the mobile phone through the Bluetooth module, and the APP completes the QR code scanning and color recognition and transmits back to the car to obtain the material handling information; controls the manipulator to carry the material of the specific color in the specified order to the designated destination and returns to the point of departure for standby.

Keywords: intelligence; car; search; obstacle avoidance; grab

目  录

摘  要 I

ABSTRACT II

第1章 绪论 1

1.1选题背景及意义 1

1.2 国内外发展情况 1

1.2.1国外发展概况 1

1.2.2国内发展概况 2

1.3研究主要内容 3

1.3.1 系统硬件设计概述 3

1.3.2 系统功能概述 3

第2章 整体设计框架 6

2.1 方案选择及论证 6

2.1.1 控制模块选择 6

2.1.2 路面探测黑线轨迹模块 7

2.1.3 探测路面障碍模块 7

2.1.4 电机模块 8

2.1.5 电机驱动模块 9

2.1.6 车架选择 9

2.1.7 抓取模块 10

2.1.8 仓库识别模块 10

2.1.9 最终方案选择 10

2.2 方案可行性分析 11

第3章 硬件设计 13

3.1 系统总体设计框图 13

3.2 红外线光电开关模块 13

3.2.1 光电开关的工作原理 14

3.2.2 光电开关的类型 15

3.2.3 壁障光电管电路的设计 17

3.3 电机驱动模块 17

3.4 红外循线模块 19

3.5 红外循线具体设计与实现 20

3.6金属探测模块 21

3.7颜色识别模块 22

2.TCS230识别颜色的原理 24

3.8 最小系统模块 27

3.8.1 晶振电路的设计 27

3.8.2 复位电路的设计 27

3.9 电源模块 28

第4章 软件设计 30

4.1 主程序流程图 30

4.2 避障子程序流程图 31

4.3 循线子程序流程图 32

4.4抓取子程序流程图 33

第5章 系统调试和测试 35

5.1 安装步骤 35

5.2 电路调试 35

5.2.1 光电开关模块调试过程 35

5.2.2 电机模块调试过程 36

5.2.3 红外循线模块调试过程 36

5.2.4 测试结果与分析 37

总  结 39

致  谢 40

参考文献 41

附录 设计系统部分源代码 42