開題報(bào)告-智能搬運(yùn)小車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

一、研究目的和意義1、研究目的以AT89C52單片機(jī)作控制核心，通過電機(jī)驅(qū)動芯片控制電機(jī)，配合紅外傳感器等元件及供電裝置構(gòu)成智能物料搬運(yùn)小車，可實(shí)現(xiàn)自主循跡且將不同顏色的物塊運(yùn)送到指定位置的目的。2、研究意義通過本次設(shè)計(jì)，可以對國內(nèi)外的智能聲控發(fā)展趨勢及應(yīng)用背景有所了解，并通過一些書刊，期刊，掌握單片機(jī)及聲控工作原理。對一些基于單片機(jī)的智能聲控小車的軟、硬件設(shè)計(jì)及相關(guān)仿真軟件進(jìn)行了事件應(yīng)用。同時(shí)，通過本次設(shè)計(jì)能夠更好的增加自己的動手能力，對于以后在學(xué)習(xí)和工作中，提升自己的學(xué)習(xí)能力有著很大的促進(jìn)作用，具有很大的理論意義和事件意義。二、研究現(xiàn)狀（概述與本選題有關(guān)的觀點(diǎn)，本欄目可根據(jù)實(shí)際情況增加篇幅）1、國外研究現(xiàn)狀目前，在國外對智能搬運(yùn)小車的研究中，主要包含兩個(gè)方面，一個(gè)是利用Soliworks對該裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)，使用ADAMS軟件對總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真，調(diào)節(jié)各結(jié)構(gòu)參數(shù),優(yōu)化機(jī)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該裝置通過單片機(jī)控制端的藍(lán)牙信號通道,實(shí)現(xiàn)小車的運(yùn)動路徑設(shè)計(jì)和貨物搬運(yùn)工作。研究的結(jié)果驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)裝置具有實(shí)際的可行性,對倉儲式物流搬運(yùn)機(jī)器人研究提供了一定參考。另外一個(gè)是針對目前工業(yè)機(jī)械手活動范圍不夠大的問題，設(shè)計(jì)了一種全新的將工業(yè)機(jī)械手和AGV小車組合的移動工業(yè)機(jī)器人。其采用超聲波傳感器進(jìn)行初定位,利用地面上的簡單二維碼進(jìn)行位置校正和輔助定位,并采用PSD精確位置傳感器，實(shí)現(xiàn)了AGV小車的準(zhǔn)確定位，配合工業(yè)視覺相機(jī),工業(yè)機(jī)械手能靈活穩(wěn)定地存放各類貨物。提出了一種上位機(jī)集中調(diào)度控制AGV的方案。經(jīng)過長時(shí)間的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，證明本系統(tǒng)穩(wěn)定,有望大大提高現(xiàn)代倉儲運(yùn)行效率。2、國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)使用單片機(jī)制作的智能搬運(yùn)小車，已經(jīng)取得了相對多的研究成果：周磊磊，余家天一,郭虓赫，周麗蓉,謝光前（2020）在《基于STM32的模擬工業(yè)自動化智能搬運(yùn)小車設(shè)計(jì)》中，研究的智能小車又叫輪式機(jī)器人，模擬工業(yè)自動化過程中自動化物流系統(tǒng)的作業(yè)過程。選用穩(wěn)定的三輪結(jié)構(gòu)車體，通過差速度，實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)各種角度。采用STM32芯片作為嵌入式控制中心的核心，智能搬運(yùn)小車系統(tǒng)由嵌入式STM32最小系統(tǒng)板結(jié)合穩(wěn)壓電源模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、灰度傳感器模塊、顏色識別模塊等組成。彭川桃，杜忠杰（2017）在《基于AT89S52單片機(jī)的智能搬運(yùn)小車設(shè)計(jì)》中，基于AT89S52單片機(jī)對智能搬運(yùn)小車設(shè)計(jì)做簡要分析，對控制器、電機(jī)、傳感器等模塊進(jìn)行選擇和優(yōu)化。最后通過多次測試得出，這款智能搬運(yùn)小車能高效地完成搬運(yùn)任務(wù),可以在工業(yè)自動化中發(fā)揮出重要作用。李國亮，盧健瀚（2017）在《一種智能搬運(yùn)小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》中，根據(jù)項(xiàng)目要求給出了一種智能搬運(yùn)小車方案設(shè)計(jì)，詳細(xì)描述了此智能搬運(yùn)小車方案的軟硬件的總體設(shè)計(jì),對相關(guān)的軟硬件功能作出詳細(xì)解釋，并給出有關(guān)的電氣、機(jī)械連接相關(guān)的設(shè)計(jì)過程,以及介紹了設(shè)計(jì)過程中需要注意及出現(xiàn)的問題及其解決方法，最后給出根據(jù)設(shè)計(jì)方案的結(jié)論。向楠,鄒華東（2014）在《基于STC89C52RC單片機(jī)智能搬運(yùn)電動小車設(shè)計(jì)》中，制作的智能搬運(yùn)電動小車系統(tǒng)使用STC89C52RC型單片機(jī)來控制實(shí)現(xiàn)小車尋跡、機(jī)械手對工件執(zhí)行抓、放、取等動作并能實(shí)時(shí)計(jì)時(shí)功能和顯示行駛距離.若小車行駛過程中遇障礙物能夠?qū)崿F(xiàn)自動避障,并能完成規(guī)定動作到達(dá)終點(diǎn).通過實(shí)踐證明小車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，性價(jià)比高，易于推廣和移植，具有廣闊的應(yīng)用前景.陳飛躍，涂亞東,殷華鋒，杜嬌，徐小兵（2018）在《新型智能搬運(yùn)小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)》中指出，解決倉儲物流中，現(xiàn)有搬運(yùn)工具適應(yīng)性、靈活性較差的問題;設(shè)計(jì)了新型智能搬運(yùn)小車結(jié)構(gòu)，并根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及運(yùn)行中所要完成的具體動作，給出實(shí)現(xiàn)該功能的控制系統(tǒng)。該智能搬運(yùn)小車，采用MC9S12XS128單片機(jī)為控制核心，運(yùn)用軌跡圖像采集算法、抗干擾的黑線提取算法、速度及轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)的PID控制算法;并基于其功能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的工作流程。從而使得智能小車能根據(jù)自身速度、方向、位置的實(shí)時(shí)調(diào)整達(dá)到快速、穩(wěn)定地沿軌跡線運(yùn)行。殷繼花，侯榮國,陳保勝，梁釗，宋童，張國棟（2016）在《基于無線網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的智能搬運(yùn)小車的設(shè)計(jì)》中，通過設(shè)計(jì)基于無線網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的智能搬運(yùn)小車,以完成各種工廠環(huán)境的零件和成品搬運(yùn)工作。該小車主要由車身、碼垛裝卸一體化裝置及控制系統(tǒng)等部分組成。其中，車身采用直流電機(jī)驅(qū)動;碼垛裝卸一體化裝置由機(jī)械手爪和傳送裝置組成，通過在機(jī)械手爪中的夾持器上裝有壓力傳感器，可對不同大小形狀的物品進(jìn)行夾取，傳送裝置主要由傳送帶和張緊機(jī)構(gòu)組成，使車廂空間得到充分利用;控制系統(tǒng)以PLC為控制核心，采用無線接收發(fā)送裝置、傳感器、限位開關(guān)、無線攝像頭等為輔助部件，可實(shí)現(xiàn)小車的遠(yuǎn)程控制、智能避障、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。3、發(fā)展趨勢近年來，隨著我國自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，智能搬運(yùn)小車的發(fā)展主要由機(jī)械結(jié)構(gòu)部分和硬件控制電路部分組成,具有場地目標(biāo)位置識別、自主路徑規(guī)劃、自主移動、二維碼讀取、物料顏色識別或形狀識別、物料抓取和搬運(yùn)等功能。三、研究內(nèi)容（論文框架，要求列示一、二級標(biāo)題及簡要說明）引言1、概述從設(shè)計(jì)的研究目的和研究意義下出發(fā)，提出本次設(shè)計(jì)的研究思路，并繪制相關(guān)的框架結(jié)構(gòu)圖。1.1研究目的1.2研究意義1.3研究思路2、硬件設(shè)計(jì)在框架結(jié)構(gòu)圖的指示下，對系統(tǒng)的硬件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得智能搬運(yùn)小車能夠滿足設(shè)計(jì)的硬件需求。2.1控制模塊2.2紅外線感應(yīng)模塊2.3機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊2.4電機(jī)驅(qū)動模塊2.5顏色識別模塊2.6傳感器模塊3、軟件設(shè)計(jì)及調(diào)式軟件部分代碼的編寫，并結(jié)合代碼部分對智能搬運(yùn)小車的路徑進(jìn)行規(guī)劃，結(jié)合硬件對小車進(jìn)行調(diào)式，使得智能搬運(yùn)小車具有實(shí)用性。3.1軟件部分3.2路徑規(guī)劃3.3系統(tǒng)調(diào)式4、總結(jié)與展望4.1總結(jié)4.2展望參考文獻(xiàn)致謝附錄系統(tǒng)框架如下所示:四、研究重點(diǎn)及難點(diǎn)1、研究重點(diǎn)對搬運(yùn)小車進(jìn)行硬件部分的設(shè)計(jì)，使得硬件部分能夠滿足實(shí)際的運(yùn)行要求，具有實(shí)際應(yīng)用效果。根據(jù)硬件部分的需求，對搬運(yùn)小車進(jìn)行軟件部分代碼的編寫，通過軟件部分能夠讓搬運(yùn)小車正常運(yùn)行。結(jié)合搬運(yùn)小車的硬件部分和軟件代碼，對搬運(yùn)小車進(jìn)行系統(tǒng)化的調(diào)式，滿足搬運(yùn)小車整體性的需求。2、研究難點(diǎn)在進(jìn)行硬件部分設(shè)計(jì)的過程中，對于各部分硬件的設(shè)計(jì)具有一定的難度。在進(jìn)行代碼編寫的過程中，對于搬運(yùn)小車需要的代碼編寫花費(fèi)時(shí)間較多，加上對代碼編寫研究不足，因此需要進(jìn)行大量的學(xué)習(xí)。在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)式的過程中，對于如何滿足硬件部分和軟件部分的實(shí)際需求，需要進(jìn)行多次的調(diào)式，使得搬運(yùn)小車硬件部分和軟件部分具有實(shí)用性。五、研究方法1、文獻(xiàn)研究法利用中國知網(wǎng)、學(xué)校圖書館等，查找相關(guān)資料，并對這些資料進(jìn)行匯總，學(xué)習(xí)相關(guān)的知識，為論文的撰寫提供一定的準(zhǔn)備。2、實(shí)證研究法實(shí)證研究法是認(rèn)識客觀現(xiàn)象，向人們提供實(shí)在、有用、確定、精確的知識研究方法，其重點(diǎn)是研究現(xiàn)象本身“是什么”的問題。實(shí)證研究法試圖超越或排斥價(jià)值判斷，只揭示客觀現(xiàn)象的內(nèi)在構(gòu)成因素及因素的普遍聯(lián)系，歸納概括現(xiàn)象的本質(zhì)及其運(yùn)行規(guī)律。六、研究進(jìn)度2020年7月6日-2020年7月15日，確定論文導(dǎo)師。2020年7月16日-2020年8月1日，查閱論文，確定論文題目大概方向。2020年8月2日-2020年9月1日，與導(dǎo)師探討，確定最終論文題目。2020年9月2日-2020年10月1日，查閱論文，準(zhǔn)備撰寫開題報(bào)告。2020年10月2日-2020年11月1日，在老師的指導(dǎo)下寫開題報(bào)告并修改。2020年11月2日-2020年12月1日，為開題答辯作準(zhǔn)備，完成答辯。2020年12月2日-2021年1月1日，做好論文撰寫前期準(zhǔn)備工作。2021年1月2日-2021年3月1日，完成論文初稿撰寫。2021年3月2日-2021年4月1日，由導(dǎo)師指導(dǎo)修改論文初稿。2021年4月2日-2021年5月20日，參與畢業(yè)論文答辯。主要參考文獻(xiàn)周磊磊，余家天一,郭虓赫，周麗蓉,謝光前.基于STM32的模擬工業(yè)自動化智能搬運(yùn)小車設(shè)計(jì)[J].電腦知識與技術(shù),2020,16(09):257-259.⑵彭川桃,杜忠杰.基于AT89S52單片機(jī)的智能搬運(yùn)小車設(shè)計(jì)[J].無線互聯(lián)科技,2017,(13):74-75.李國亮，盧健瀚.一種智能搬運(yùn)小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子世界,2017，(09):164-165+168.向楠,鄒華東.基于STC89C52RC單片機(jī)智能搬運(yùn)電動小車設(shè)計(jì)[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,24(01):19-21+52.陳飛躍，涂亞東,殷華鋒，杜嬌，徐小兵.新型智能搬運(yùn)小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].組合機(jī)床與自動化加工技術(shù),2018，(11):71-73+77.殷繼花，侯榮國,陳保勝，梁釗，宋童，張國棟.基于無線網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的智能搬運(yùn)小車的設(shè)計(jì)[J].機(jī)床與液壓,2016,44(03):46-48.戴本堯.智能物料搬運(yùn)小車的設(shè)計(jì)[J].湖北農(nóng)機(jī)化,2019，(10):82.范淇元，覃羨烘,黃文妹.基于模塊化控制的多功能智能搬運(yùn)小車的設(shè)計(jì)[J].自動化與儀表,2018,33(11):47-51.孟玲霞，范立天，章歡.基于Arduino與樹莓派的智能物料搬運(yùn)小車設(shè)計(jì)[J].高校實(shí)驗(yàn)室科學(xué)技術(shù),2019，(04):119-120.郭小鋒，楊旭，王文勝.基于分段組合路徑規(guī)劃算法的智能搬運(yùn)小車設(shè)計(jì)[J].中原工學(xué)院學(xué)報(bào),2019,30(05):27-30+35.狄后均.智能片盒搬運(yùn)小車布局設(shè)計(jì)[J].機(jī)電信息,2019，(18):107-109.Vincent.Technicalreportonphotoelectricvehicletyperobotoftransportationengineeringproject[J].Newtechnologyandnewproducts,2018,(1):129-132.William.Designandimplementationofint