基于德國慧魚模型的貨物運送車的設(shè)計

皮永祿+李曉晨+王學(xué)通

摘 要：貨物運送車發(fā)展到今天，已被應(yīng)用于半自動化甚至全生產(chǎn)線、倉儲、以服務(wù)為宗旨的機器人、航空航天等領(lǐng)域，設(shè)計好的機器人可以按照特定模式，并在特定的環(huán)境中進行工作，不需要人工的參與，便可以達到預(yù)期的目標，極大的方便了人類的工作、學(xué)習(xí)和生活，本文以慧魚模型為基礎(chǔ)，設(shè)計出一種智能機器人——貨物運送車。本文介紹了貨物運送車軟件系統(tǒng)的設(shè)計。該智能貨物運送車的優(yōu)點在于，機械結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)反復(fù)拆裝，無限組合?？刂栖浖镽OBO Pro，控制機器人完成一系列復(fù)雜動作。

關(guān)鍵詞：智能貨物運送；慧魚；循跡；自動化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.198

1 智能貨物運送車所實現(xiàn)功能的設(shè)計

1.1 貨物叉體起升功能

能自動校準貨物叉體位置及貨物叉體的上升、下降和停止，完成一系列復(fù)雜動作，如：貨物叉體上升→觸發(fā)微動開關(guān)，停止→貨物叉體下降→觸發(fā)微動開關(guān)，停止→繼續(xù)下降→觸發(fā)微動開關(guān)，停止→貨物叉體上升→觸發(fā)微動開關(guān)，停止。

1.2 循跡功能

能主動跟蹤循跡，完成一系列復(fù)雜動作如：尋找軌跡→沿軌跡前進→判斷是否偏離軌跡→偏離軌跡則相應(yīng)方向調(diào)整→繼續(xù)前進。

1.3 循跡加貨物叉體起升功能

能同時完成循跡跟蹤和貨物叉體起升，完成一系列復(fù)雜動作如：尋找軌跡→沿軌跡行走→循跡至軌跡末端叉車停止→貨物叉體下降準備托起托架→叉車前行制定距離→貨物叉體上升托起托架→叉車掉頭→繼續(xù)沿軌跡行走。

2 智能貨物運送車的軟件控制

2.1 貨物叉體位置子程序

程序運行開始，首先進行貨物叉體位置的校準定位，通過直流電動機M3的驅(qū)動，貨物叉體上升，觸發(fā)微動開關(guān)I3或者I4，調(diào)節(jié)M3的轉(zhuǎn)向，使貨物叉體停止在合適位置。程序如圖1所示。

2.2 循跡行走子程序

程序中軌跡傳感器裝在叉車頭部的正前底部，I1在右側(cè)，I2在左側(cè)。子程序執(zhí)行，行車燈O7亮，I1、I2都檢測到黑色軌跡線，則M1、M2以同速率驅(qū)動叉車前進；當(dāng)叉車方向發(fā)生向右偏移，先是I1檢測到軌跡線邊界，I2未檢測到邊界，M1、M2同時停止驅(qū)動，M1再以原速率驅(qū)動叉車，則叉車向左調(diào)整方向；當(dāng)叉車方向發(fā)生向左偏移，先是I2檢測到軌跡線邊界，I1未檢測到邊界，M1、M2同時停止驅(qū)動，M2再以原速率驅(qū)動叉車，則叉車向右調(diào)整方向；當(dāng)I1、I2同時檢測到軌跡線的邊界，則叉車行走到軌跡線的盡頭，M1、M2停止驅(qū)動，車燈O7滅，子程序執(zhí)行結(jié)束。程序如圖2所示。

2.3 轉(zhuǎn)向子程序

轉(zhuǎn)向程序包括左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)子程序，調(diào)整MI、M2轉(zhuǎn)動方向，驅(qū)動叉車轉(zhuǎn)向，到I1或者I2檢測到軌跡線，電動機M1、M2停止，子程序結(jié)束，左轉(zhuǎn)程序和右轉(zhuǎn)相反。

2.4 貨物叉體下降子程序

叉車要完成將托架托起的任務(wù)就需要將貨物叉體降到托架的底下位置，因此設(shè)計本子程序來控制實現(xiàn)。直流電動機M3順時針方向驅(qū)動，貨物叉體下降觸動微動開關(guān)I3，輸入信號，繼續(xù)下降，當(dāng)下降到I3不再有信號輸入時停止，則此時貨物叉體到達所需的位置。

2.5 托起托架、放下托架子程序

此兩個子程序較為復(fù)雜，子程序里都分別又包含貨物叉體下降子程序、轉(zhuǎn)彎子程序、貨物叉體位置子程序。托起托架子程序執(zhí)行，貨物叉體下降，前進設(shè)定好的距離85mm，等待一秒鐘，執(zhí)行貨物叉體位置子程序，將托架托起，O8紅燈亮，倒車，等待，掉頭尋找到軌跡停止，紅燈O8滅，子程序結(jié)束。放下托架子程序的步驟與托起托架類似。

3 結(jié)論

論文以慧魚創(chuàng)意組合模型為平臺，通過ROBO Pro軟件完成了對機器人的控制：計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計，運用ROBO Pro軟件的編程方法編制了智能貨物運送車運行的各個子程序并聯(lián)接成控制智能貨物運送車運行的主程序，使智能貨物運送車運行并能實現(xiàn)所設(shè)計的功能。

參考文獻：

[1]毛茂林.慧魚創(chuàng)意模型試驗教程[M].西南交通大學(xué)出版社，2010.

[2]郭洪紅.工業(yè)機器人技術(shù)[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2006.

[3]Yanqing Gao.Flexible Manipulators：Modeling，Analysis And Optimum Design[M].Academic Press，2012.