基于ROBOTXT快遞存儲(chǔ)車的程序設(shè)計(jì)

譚宇良+吳何畏

摘要：以ROBOTXT為主控制器，結(jié)合慧魚模型，文章采用集選控制的方式組裝了一套快遞存儲(chǔ)車模型。通過程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試解決了以下問題：精確定位控制；外召喚信號(hào)控制；三軸機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制；運(yùn)送控制；傳遞連續(xù)控制。該設(shè)備可直接用于各地區(qū)，存放快遞快捷方便，環(huán)保經(jīng)濟(jì)且具有較好的社會(huì)推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：慧魚模型；ROBOTXT；快遞；自動(dòng)控制

1 系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制要求

根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和要求，工作流程可大致分為存入快遞和取出快遞兩個(gè)部分。開始工作前會(huì)進(jìn)行復(fù)位檢測(cè)，確保相應(yīng)元件都在起始位置。

存入快遞時(shí)，將快遞放到存入?yún)^(qū)域，按下存入開關(guān)，在傳感器檢測(cè)到有快遞的情況下輸送電機(jī)正轉(zhuǎn)將快遞推到夾取平臺(tái)，在夾取平臺(tái)上的傳感器檢測(cè)到快遞后，先是輸送電機(jī)反轉(zhuǎn)回到起始位置，然后機(jī)械手動(dòng)作從原點(diǎn)位置運(yùn)行至夾取平臺(tái)并夾住快遞存入貨位，最后復(fù)位到原點(diǎn)。

取出快遞時(shí)，按下取出按鍵，用戶輸入相應(yīng)信息后機(jī)械手從原點(diǎn)位置前往對(duì)應(yīng)貨位夾住快遞運(yùn)至傳送帶，傳送帶上的傳感器響應(yīng)后機(jī)械手放開快遞，傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)將快遞運(yùn)出。

1.2 ROBO的I/O點(diǎn)確定與分配

由前文中系統(tǒng)分析的結(jié)論可知約需4個(gè)模擬量、8個(gè)開關(guān)量的輸入和6個(gè)開關(guān)量的輸出。

ROBOTICSTXT控制板可以通過彩色觸摸屏輕松控制。內(nèi)置的藍(lán)牙與WiFi模塊提供完美的無線連接方式，可以有許多應(yīng)用?？刂瓢灏姸嘟涌?，其中的USB端口可以連接諸如慧魚USB攝像頭之類的設(shè)備。擁有功能強(qiáng)大的處理器，大容量的RAM和Flash存儲(chǔ)空間，和Linux操作系統(tǒng)，保證了ROBOTICSTXT控制板極高的性能，用以控制各種慧魚ROBOTICS模型。集成的MicroSD卡插槽可以提供額外的存儲(chǔ)空間?？刂瓢宓?個(gè)面都有插槽，同時(shí)整體尺寸十分緊湊，極大地節(jié)約了空間，可以被安裝于任何慧魚模型。并且其I/O點(diǎn)數(shù)滿足系統(tǒng)要求，所以擬選用ROBOTICSTXT控制板。

1.3 外部接線圖設(shè)計(jì)

通過對(duì)控制任務(wù)的分析再結(jié)合上文的I/O分配，可以設(shè)計(jì)出ROBOTXT控制系統(tǒng)外部接線圖如圖1所示。

1.4 程序流程

由系統(tǒng)的控制要求可知，該系統(tǒng)存入快遞和取出快遞不會(huì)同時(shí)運(yùn)作，所以可得到系統(tǒng)控制程序流程，如圖2所示。

1.5 程序設(shè)計(jì)

1.5.1 主程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)根據(jù)用戶的操作，判斷流程走向。若是存入快遞操作，則系統(tǒng)調(diào)用送貨子程序，快遞到達(dá)夾取平臺(tái)后輸送機(jī)構(gòu)復(fù)位，啟動(dòng)入庫子程序?qū)⒖爝f存入貨位，最后機(jī)械手復(fù)位到原點(diǎn)結(jié)束一個(gè)存入快遞流程。若是取出快遞操作，則系統(tǒng)先調(diào)用出庫子程序，然后復(fù)位機(jī)械手，啟動(dòng)取出子程序再復(fù)位傳送帶將快遞完全取出。具體程序如圖3所示。

1.5.2 子程序設(shè)計(jì)

（1）復(fù)位子程序，整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)位子程序共有4個(gè)。復(fù)位子程序一是對(duì)輸送機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)位，即復(fù)位到輸送起始位置；復(fù)位子程序二是在快遞放入貨位后將機(jī)械手夾臂縮回、下降、旋轉(zhuǎn)，回到原點(diǎn)一，以便下次存入快遞；復(fù)位子程序三是快遞出庫時(shí)機(jī)械手將快遞放到傳送帶之后讓機(jī)械手夾臂縮回，回到原點(diǎn)二；復(fù)位子程序四是在快遞完全運(yùn)出后復(fù)位傳送帶，即讓傳送帶停止運(yùn)作。機(jī)械手的復(fù)位程序如圖4所示。

（2）存入子程序，按下存入開關(guān)，在傳感器檢測(cè)到有快遞的情況下輸送電機(jī)正轉(zhuǎn)將快遞推到夾取平臺(tái)，在夾取平臺(tái)上的傳感器檢測(cè)到快遞后，先是輸送電機(jī)反轉(zhuǎn)回到起始位置，然后機(jī)械手從原點(diǎn)一伸出至夾取平臺(tái)夾臂閉合夾住快遞，機(jī)械手縮回、升高、旋轉(zhuǎn)、伸出、夾臂打開將快遞存入貨位，最后回到原點(diǎn)一。

（3）取出子程序，得到取出指令后，系統(tǒng)開始響應(yīng)。機(jī)械手從原點(diǎn)二開始動(dòng)作，動(dòng)作順序依次為升高、旋轉(zhuǎn)、伸出、夾臂閉合、縮回、旋轉(zhuǎn)、下降、伸出、夾臂張開將快遞放于傳送帶上，傳送帶上的傳感器檢測(cè)到快遞后開始運(yùn)作，將快遞完全運(yùn)出。

2 結(jié)語

（1）對(duì)于快遞公司，隨著網(wǎng)購市場(chǎng)的快速發(fā)展、國內(nèi)人力成本的持續(xù)攀升，以人力為主體的快遞公司幾乎都面臨著物流“最后一公里”的瓶頸問題。有人估算，如果物流公司將現(xiàn)在的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)投送改為分區(qū)集中投送，快遞員投遞效率至少可以從平均60件/天提升到200件/天。也有人估算，快遞自提模式至少能為快遞公司增效45%。所以，就目前的校園投送問題、貨到付款造成的派送延時(shí)問題、收件人不在家的無效投送及二次投送問題等，自提模式無疑是最好最直接的解決方案，多功能運(yùn)取機(jī)因其在境外市場(chǎng)的成熟運(yùn)作自然成為一個(gè)備受關(guān)注的智能化解決方案。

（2）中國人口紅利并未完全消失，社會(huì)效率方面國內(nèi)可再開發(fā)資源較多，“最后一公里”解決方案尚有多種途徑可以深挖，而多功能運(yùn)取機(jī)就是其中最具潛力的方案。

（3）目前許多小區(qū)物業(yè)己成為默認(rèn)的郵件代收人，可以作為服務(wù)，但無形中卻增加了物業(yè)的工作量及連帶的責(zé)任與糾紛。多功能運(yùn)取機(jī)就能解決這些問題，甚至還能帶來一定的場(chǎng)租收益。

（4）成本相對(duì)于傳統(tǒng)快遞存取站點(diǎn)稍高，隨著我國機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，成本會(huì)越來越低，性價(jià)比越來越高。

[參考文獻(xiàn)]

[1]馮清秀，鄧星鐘機(jī)電傳動(dòng)控制[M].5版.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2013.

[2JFISCHERTECHNIKG.Anewsmartfishmodelofusermanual[Z].FischerGroupofCompanies，2009.

[3]邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].4版.北京：高等教育出版社，2011.

[4]謝桂林.電力拖動(dòng)與控制[M].北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2010.

[5]聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].6版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[6]孫桓，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理[M].7版.北京：高等教育出版社，2012.endprint