【自動避障搬運機器人設(shè)計8700字（論文）】

第I頁第1章緒論1.1研究背景及意義 在全球經(jīng)濟飛速發(fā)展的情況下，制造業(yè)的崛起應(yīng)運而生，同時各領(lǐng)域正在向智能化方面發(fā)展。在此背景下我們需要一款自動避障搬運機器人代替人們?nèi)ネ瓿赡切﹦诶壑貜?fù)的工作。本課題主要以設(shè)計和制造一臺自動避障搬運機器人為出發(fā)點，以替代手工作業(yè)，以節(jié)省人力，并以此為依據(jù)，減少成本。如今，自動化作業(yè)機器人已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于科技、生產(chǎn)、加工、服務(wù)等各個領(lǐng)域。相對于一般的人力，自動化機器人的綜合性能是人力所不能及的，而且在一些不適用于手工操作的工作環(huán)境中，自動化機器人不外乎是最優(yōu)選擇。首先，搬運機器人在很大程度上實現(xiàn)了自動化，可以實現(xiàn)更高的工作效率，從而克服了勞動生產(chǎn)率低、安全不保證、生產(chǎn)成本高的問題。其次，自動搬運機器人投入使用后，可以最大程度地降低或避免意外。利用機械臂取代人工，使加工與制造更有韻律。同時，自動搬運機器人的工作壽命和工作時間超過了通常的人工工作時間，同時也降低了人工的使用。降低勞動強度、提高生產(chǎn)率、嚴(yán)格控制節(jié)拍是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展必然要求。1.2自動搬運機器人國外研究現(xiàn)狀自工業(yè)革命開始，科技逐漸成為第一生產(chǎn)力，機器人產(chǎn)業(yè)相繼迎來了發(fā)展的新高度，進(jìn)而搬運機器人市場也順勢而起。當(dāng)前，在一些不適合于手工操作的環(huán)境中，會出現(xiàn)大量的搬運機器人。我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，行業(yè)生產(chǎn)需求日益增長，對搬運機器人在性能、數(shù)量上都有了新的要求。搬運機器人最初廣泛應(yīng)用于汽車流水線，主要用于搬運體積大、質(zhì)量大、不易搬運的坯料及工件，充分利用搬運機器人的承載能力優(yōu)點。一些發(fā)達(dá)國家設(shè)定了人類搬運的極限，超出極限的工作只能由機械臂來完成。日本、美國是機器人技術(shù)發(fā)展最快并且使用量最大的國家，1960年美國第一批生產(chǎn)了運輸機器人，20世紀(jì)中葉發(fā)明了Versatra和Unimate，由Umination公司負(fù)責(zé)，并且首次用于搬運工作。目前來講，在機器人的研發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用等方面美國仍然處于領(lǐng)先地位。美國洛克福特工廠制造的160毫米口徑的彈體，它的重量大概在一百二十公斤左右，從原材料到組裝，都不需要工人來完成。采埃孚是德國最大的齒輪箱供應(yīng)商，使用了搬運機器人來處理大型部件。相對與美國而言，日本在機器人研發(fā)應(yīng)用方面雖然不能說比美國強，但是日本在機器人數(shù)量等方面也一直領(lǐng)先世界上很對的國家。日本與美國的智能搬運機械公司進(jìn)行了深入的溝通，將先進(jìn)的機械加工技術(shù)引入日本，并將人力、技術(shù)資源整合到一起，到了20世紀(jì)90年代末，實際生產(chǎn)的自動搬運機器人已達(dá)一萬多臺?？傮w而言，國外相對于國內(nèi)來說對機器人的認(rèn)知及研發(fā)生產(chǎn)比國內(nèi)較早。1.3自動搬運機器人國內(nèi)研究現(xiàn)狀但是國內(nèi)也從來沒有停止對機器人的探索及開發(fā)，北京起重機械研究所于1975年研制成功了我國首款以電磁導(dǎo)航為主的自動搬運機器人，其導(dǎo)向模式與國外傳統(tǒng)的牽引式導(dǎo)向系統(tǒng)存在較大差異。為便于遠(yuǎn)程操作人員的管理，降低部分搬運作業(yè)中的不必要環(huán)節(jié)，國產(chǎn)搬運機器人增加無線通訊裝置，以使之更加便利和實用。同時，在實際現(xiàn)場應(yīng)用電磁導(dǎo)航技術(shù)，可以減少貨物的運輸時間，提高整體倉庫的運轉(zhuǎn)效率，并能有效地處理單個商品，適合食品加工廠等企業(yè)搬運。據(jù)相關(guān)資料查閱可知，國外自動搬運系統(tǒng)在90年代左右被引進(jìn)我國某汽車生產(chǎn)公司，前期主要還是以人工為主，自動搬運機器人為輔來進(jìn)行生產(chǎn)的，但是在長期的使用過程中發(fā)現(xiàn)自動搬運機器人的生產(chǎn)效率遠(yuǎn)大于人工操作，也因此越來越受眾多企業(yè)的關(guān)注，更多企業(yè)更傾向于把自動搬運機器人以及相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)投入到生產(chǎn)實踐中。為應(yīng)對雙十一的龐大貨物分揀負(fù)荷，天貓集團在二零一五年引進(jìn)了由Geek+公司開發(fā)的物流移動自動化機器人，并將由Geek+公司團隊開發(fā)的智慧移動自動化機器人廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場的產(chǎn)品分揀，從而有效分擔(dān)了因雙十一貨物增加對公司物流配送所造成的影響。京東公司于2016年推出了自己的倉儲和搬運機器人，這種機器人具有體型小、占地少、可裝載300kg的貨物的優(yōu)點，可以充分滿足物流倉庫中的普通貨物。缺點是這種類型的搬運機器人，必須將貨物從架子上轉(zhuǎn)移至分揀平臺，再由人工進(jìn)行二次分揀。目前國內(nèi)部分啤酒企業(yè)已將搬運機器人用于生產(chǎn)啤酒，從而減少了生產(chǎn)中的損壞率，提高了工業(yè)的生產(chǎn)率，同時采用了先進(jìn)的控制系統(tǒng)，很大程度上的保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和連貫性。盡管我國在自動搬運機器人領(lǐng)域的研究比較滯后，投入到實際生產(chǎn)中的時間也比較短，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，我國已經(jīng)逐漸向自主研發(fā)轉(zhuǎn)變。隨著市場對產(chǎn)品工藝的日益增長，對自動化的要求也越來越高，這也是自動搬運機器人不斷升級和更新的動力。1.3本文研究內(nèi)容本設(shè)計的研究內(nèi)容:搬運機器人以電動四驅(qū)小車為主要載體，搭載STM32F103C8T6最小系統(tǒng)安裝為每個傳感器模塊的控制核心，利用紅外循跡模塊來測量車輛的行進(jìn)路線，并利用超聲波傳感器實現(xiàn)防撞和測距，同時利用Aiduino和藍(lán)牙無線通信模塊通過調(diào)節(jié)舵機轉(zhuǎn)動來控制四軸機爪抓取貨物，對各模塊反饋的信號進(jìn)行算法處理，從而通過調(diào)節(jié)車輛的四個直流電機來調(diào)節(jié)前進(jìn)速度和旋轉(zhuǎn)方向，使機器人將貨物放到指定位置。最后通過軟件編程使機器人完成一系列的動作及路線?？傮w功能設(shè)計主要包括以下幾個方面：通過跟蹤模塊檢測和調(diào)整自動避障處理機器人的路徑，通過避障模塊為自動避障操作機器人執(zhí)行避障和距離測量功能，以及通過控制電機驅(qū)動模塊來控制自動避障處理機器人的行進(jìn)速度和角度方向。最后，單片機通過各傳感器模塊的反饋信息控制DC電機的轉(zhuǎn)速和方向，使機器人將貨物運送到指定位置。最后，通過對系統(tǒng)軟件編程，實現(xiàn)一系列行進(jìn)及搬運過程。章節(jié)安排：第一章是緒論，主要對國內(nèi)外自動搬運機器人的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢以及研究意義進(jìn)行詳細(xì)介紹。第二章主要介紹了本設(shè)計的總體設(shè)計方案以及設(shè)計構(gòu)思，并以此完成了硬件的選型。第三章詳細(xì)闡述了自動搬運機器人各功能模塊的設(shè)計以及工作原理第四章是介紹了用于實現(xiàn)本設(shè)計的各個模塊及其實現(xiàn)過程。第五章為系統(tǒng)調(diào)試，介紹了對本次設(shè)計從軟硬件方面的調(diào)試。第2章搬運機器人總體方案設(shè)計2.1總體設(shè)計方案自動搬運機器人本設(shè)計的主要元素，主要由控制器、執(zhí)行機構(gòu)、循跡模塊、通訊模塊組成，現(xiàn)確定如下方案：自動避障搬運機器人從起始點出發(fā)，通過指定路線循跡到貨物位置，自動避障搬運機器人停止循跡，操作機械爪抓取貨物，然后調(diào)整機器人姿態(tài)繼續(xù)循跡，檢測到貨物放置點時放置貨物后循跡回到起始點。確定自動避障搬運機器人的主要功能如下：

（1）經(jīng)單片機處理循跡模塊采集的軌道信號，從而控制機器人循跡行走。（2）經(jīng)單片機處理避障模塊通過超聲波采集的距離信息，對路線中的障礙物進(jìn)行避障。（3）通過舵機機械爪轉(zhuǎn)向角度，從而實現(xiàn)機械爪抓取貨物。系統(tǒng)總體設(shè)計如圖2-1所示。圖2-1搬運機器人總體設(shè)計框圖2.2各模塊的選型2.2.1主控模塊的選型51單片機和STM32單片機在主控模塊的選擇上最主要的兩種方案。方案1：51單片機具有廣泛的應(yīng)用前景，但是它的運行速度太慢，部分功能需要擴充，對周邊器件的要求也很高，這將會加重軟件和硬件的負(fù)擔(dān)。方案2：意法半導(dǎo)體集團開發(fā)的一系列微控制器之一就是STM32。STM32單片機本身有很多特點。STM32單片機包括增強I/O端口和APB總線，其中兩條APB總線與設(shè)備相連，可以很好地控制外部設(shè)備。具有十分豐富的界面和功能模塊，有完整的開發(fā)工具，有較多的開發(fā)材料，具有很好的實用價值。結(jié)合上述兩個方案的對比，本設(shè)計選用STM32F103C8T6作為微控制器。圖2-2STM32F103C8T6實物圖2.2.2電源模塊選型在正常供電的情況下，各個模塊都能正常運行，自動避障搬運機器人能夠有效的完成路線和動作，所以電源模塊是本次設(shè)計的基本保證。有以下兩種供電方案：方案1：電源選用鋰電池，穩(wěn)壓后給自動搬運機器人系統(tǒng)供電。與干電池相比，鋰電池具有更大的存儲容量，可以提供更長的電池壽命，并且可以充電，但成本較高。廣泛用于電動車、街燈、航燈、小型家電。方案2：選用12V干電池，通過調(diào)壓器將12V的電壓降低，為單片機系統(tǒng)和其他模塊供電。廣泛應(yīng)用于如國防，科研，通訊，航海，航空，醫(yī)學(xué)等國民經(jīng)濟。對本設(shè)計來說，選用了12V干電池作為電源，由于12V干電池在給主控芯片供電后也足以供給其他模塊，使各模塊能夠正常運轉(zhuǎn)，并且成本較低。2.2.3電機驅(qū)動模塊的選型為了讓搬運機器人運動，須采用電動機傳動裝置。目前市面上使用最多的是L298N和L293D。如表2-1所示從表中數(shù)據(jù)來看，L298N各方面都優(yōu)于L293D。L298N比較適合本設(shè)計的性價比。綜上所得，搬運機器人的移動系統(tǒng)設(shè)計是由12V干電池作為電源，通過電機驅(qū)動L298N模塊控制直流電機轉(zhuǎn)動實現(xiàn)機器人在地面的自由移動。因此，本設(shè)計選用L298N雙H橋DC電機作為主驅(qū)動模塊。2.2.4電機的選型對于電機選型主要有兩種方案：方案一：使用DC電機。DC電機的優(yōu)勢在于靈活、頻帶寬、運行穩(wěn)定、噪音低、效率高。方案二：步進(jìn)電機控制簡單，精度高，無累積誤差。但它的缺點也很明顯，噪音分貝高，高速時扭矩低，啟動頻率低。基于以上比較，認(rèn)為DC電機相對比較節(jié)約成本。2.2.5循跡模塊該方案中的循跡模塊可以使自動搬運機器人沿著黑色膠帶所規(guī)劃的路徑進(jìn)行自行移動，在常規(guī)的設(shè)計中，一般都是通過紅外探測來完成。因為黑膠與白紙之間的反光系數(shù)有差異，因此可以根據(jù)其特性來設(shè)計循跡。如圖2-3所示。圖2-3紅外對管實物圖2.2.6避障和測距模塊的選型本設(shè)計考慮了以下兩種常用傳感器的性能，主要是為了達(dá)到避障和測距的目的，最后并加以選擇。方案一:超聲波傳感器，主要通過發(fā)射和反射聲波來完成。將物體放在傳感器前面，當(dāng)聲波與物體接觸后，會將聲波傳遞給傳感器，從而測量距離。方案二:紅外傳感器，通過發(fā)射紅外光和反射光來測量距離。紅外線照射在目標(biāo)表面，使其反射紅外線。當(dāng)紅外線傳感器再一次收到反射的光線時，可以用方程式來求出距離。但是紅外線感應(yīng)器易受到其它因素的影響而產(chǎn)生偏移或誤差。根據(jù)設(shè)計要求，采用基于HC-SR04的超聲波傳感器實現(xiàn)避障和測距。當(dāng)搬運機器人與前面的障礙之間的距離低于預(yù)定的10公分時，自動搬運機器人停止移動。由此可知，搬運機器人的循跡系統(tǒng)設(shè)計為五個紅外對管組成，中間兩個為檢測循跡路線，兩邊各一個是為了檢測地點。實現(xiàn)在規(guī)定路線內(nèi)重復(fù)運動。圖2-4HC-SR04實物圖2.2.7搬運模塊本設(shè)計中，配合操舵控制器的角度轉(zhuǎn)換，利用機械手機構(gòu)來搬運和卸貨，以完成物品的搬運和卸載。本方案選用了SG90型舵機，其控制方式簡單，便于與單片機接口，并可調(diào)整執(zhí)行機構(gòu)的角度。舵機實物如圖2-5所示。圖2-5舵機實物圖第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計該系統(tǒng)主要包括5個模塊：主控、電機驅(qū)動、循跡、測距避障、搬運。3.1控制模塊設(shè)計循跡、避障、主控等是該部分的主要模塊。3.1.1STM32F103C8T6最小系統(tǒng)單片機可以通過單片機最小化系統(tǒng)在最短的時間內(nèi)完成程序。機器人的處理器需要與外界通訊，控制小車的電機滿足調(diào)速要求，并對各模塊的信號進(jìn)行整合處理。如圖3-1所示。圖3-1STM32F103C8T6最小系統(tǒng)原理圖最小的單片機系統(tǒng)一般有以下幾個模塊：1、電源電路為主控系統(tǒng)為各模塊正常工作提供驅(qū)動。由于各模具有不同塊的額定電壓值，調(diào)節(jié)器模塊降壓后，要把原來的12V的電壓轉(zhuǎn)換為每個組件所需的額定電壓。2、晶體振蕩器電路，也稱為時鐘電路。該系統(tǒng)可以為主控芯片提供系統(tǒng)時鐘，為CPU等模塊的正常運行奠定基礎(chǔ)。3.1.2超聲波避障模塊本設(shè)計中，自動搬運機器人的避障和測距由HC-SR04超聲波模塊完成，如圖3-2所示。圖3-2超聲波模塊原理圖其原理是:在I/O口先輸出一個高電平后，超聲波模塊會立刻發(fā)出超聲波。同時，定時器開啟并檢測連接到I/O端口的電位。當(dāng)檢測到返回的聲音后，回聲發(fā)出高電壓，定時器關(guān)閉。此時，超聲波傳感器從發(fā)射信號到接收器的反饋信號所用的時間為計時器所讀取的時間。由此，根據(jù)式(3-1)可計算出距離。式(3-1)式中，c為超聲波直線傳播的速度，是傳感器測量的時間之和，n是測量的次數(shù)。結(jié)果會隨著測量次數(shù)的增多而變得越來越準(zhǔn)確。自動搬運機器人與障礙物之間的距離d，可以通過三個參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)公式計算。該模塊采用多次連續(xù)測量來減小測量誤差。當(dāng)d值低于編程值時，自動搬運機器人停止。綜上所述，搬運機器人的避障系統(tǒng)采用超聲波測距避障，可精確判斷障礙物距離并且及時做出動作。同時超聲波避障相比于紅外傳感器來講，超聲波避障不受光照影響，因此更適用于相對復(fù)雜的環(huán)境下。3.3搬運模塊設(shè)計搬運模塊主要由藍(lán)牙模塊、舵機，機械爪構(gòu)成。3.3.1藍(lán)牙模塊本設(shè)計選用HC-05藍(lán)牙模塊控制舵機轉(zhuǎn)向和機械爪完成貨物的抓取。如圖3-3所示。圖3-3HC-05藍(lán)牙模塊原理圖HC-05是CSR的主流藍(lán)牙芯片，功能齊全，功耗低，價格便宜，是一種以藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)V2.0為基礎(chǔ)的數(shù)字傳輸模塊，具有3.3V的工作電壓，可設(shè)定的波特率在4800-1382bit/s之間，2.4GHz為藍(lán)牙的工作頻率，預(yù)計可以達(dá)到10米左右的距離，但是在實際應(yīng)用中會根據(jù)場地不同而變化[22，23]。HC-05模塊通過藍(lán)牙遙測控制器與主控芯片相連，是藍(lán)牙APP與主控芯片之間的數(shù)據(jù)通訊橋梁，既能接收數(shù)據(jù)，又能傳輸數(shù)據(jù)。在發(fā)送端，負(fù)責(zé)將處理設(shè)備的狀態(tài)反饋給APP。在HC-05模塊與主控芯片對接過程中，其主要功能是將HC-05的串口收發(fā)端與單片機的串口收發(fā)端相通信。3.3.2舵機SG90舵機作為該部分的核心硬件。如圖3-4所示。圖3-4SG90舵機原理圖主要結(jié)構(gòu)包括：減速齒輪組、電機、電位器和控制電路。通過接收端將控制信號輸入到信號調(diào)制晶片中，并將其轉(zhuǎn)換成直流偏壓。通過對直流偏壓與電位計的電流進(jìn)行對比，可以得出平均值，然后將其輸出。最后，壓力傳遞至電力驅(qū)動芯片，調(diào)節(jié)電動機的正反向。當(dāng)電機轉(zhuǎn)速不變時，電位器由串聯(lián)減速器驅(qū)動，使電位器的差值變?yōu)?，電機將停止運轉(zhuǎn)。通常情況下，舵機的控制要求在20毫秒內(nèi)完成，以180度角伺服系統(tǒng)為例，其脈沖幅值與馬達(dá)轉(zhuǎn)動角的相應(yīng)控制關(guān)系如下表3-1所示：在本設(shè)計中，在所有的控制算法都已完成之后，由單片機將所得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為PWM信號，并將其輸入至操舵系統(tǒng)。由于單片單片機僅依靠硬件的計數(shù)就能完成對控制信號的變化。3.3.3搬運裝置設(shè)計搬運裝置是由一個四軸機械爪通過Arduino和藍(lán)牙模塊控制舵機轉(zhuǎn)動方向來實現(xiàn)貨物的抓取和放置。Arduino原理圖如圖3-5所示。圖3-5Arduino原理圖第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計自動避障搬運機器人的硬件系統(tǒng)是軟件設(shè)計，通過軟件編程實現(xiàn)硬件驅(qū)動的設(shè)想。軟件的設(shè)計主要由主程序和其它子程序兩部分組成，在設(shè)計軟件的編程部分，使用了cubemx軟件和Hal驅(qū)動程序庫。為了便于遷移，在keiluvian5中開發(fā)了驅(qū)動程序庫。4.1主程序設(shè)計自動避障處理機器人的整體操作通過紅外跟蹤模塊和避障模塊接收并生成各種信號，通過紅外、超聲波等信息的反饋，控制電機的運行，實現(xiàn)方向和速度的調(diào)節(jié)?？傮w設(shè)計圖如圖4-1所示。圖4-1自動避障搬運機器人主程序4.2避障程序設(shè)計本部分超聲波傳感器通過對搬運機器人周圍環(huán)境的探測，整個跟蹤過程中，會觸發(fā)障礙物和距離測量功能。超聲波光會被超聲波傳感器反射在障礙物上，之后再被超聲波傳感器轉(zhuǎn)變成視覺信息，再經(jīng)過整形并傳遞到單片機，使其根據(jù)反饋信息工作。使用設(shè)定的程序，當(dāng)超聲波模塊探測到移動機器人和障礙物之間的距離大于十厘米時，機器人會繼續(xù)沿著軌跡移動，在距離障礙10公分以內(nèi)時停止移動。如圖4-2所示。圖4-2避障流程圖4.3紅外循跡程序設(shè)計該部分通過紅外線到自動避障搬運機器人前端底部的管子來探測跟蹤路線，紅外線向管子發(fā)射紅外線，不同光線可以轉(zhuǎn)換成不同的阻力信號。當(dāng)檢測到路面是白色或黑色時，紅外探頭的相應(yīng)端口分別輸出低電平和高電平。通過傳感器的反饋，單片機反向調(diào)節(jié)DC電機來調(diào)節(jié)機器人的運行狀態(tài)，通過中間三條紅外線對管道的反饋，調(diào)節(jié)自動避障搬運機器人在預(yù)定路線上的自動跟蹤。自動搬運機器人的紅外跟蹤過程如圖4-3所示。圖4-3循跡流程圖第5章系統(tǒng)調(diào)試驗證5.1系統(tǒng)調(diào)試首先確認(rèn)電路是否正常，燒入程序控制電機轉(zhuǎn)動，電機正常運轉(zhuǎn)，表示電機和電機驅(qū)動無故障。然后燒入避障程序，在正常運行的小車前面放上障礙物，小車在接近障礙物時停止運動，拿走障礙物后小車?yán)^續(xù)行走，說明避障模塊可以正常使用，然后通過手機APP連接藍(lán)牙模塊控制舵機轉(zhuǎn)動和機械爪的操控，發(fā)現(xiàn)舵機可以正常轉(zhuǎn)動并且機械爪也可以正常操控。從以上調(diào)試可以看出機器人的電路、電機、STM32主控、電機驅(qū)動模塊、避障模塊、藍(lán)牙模塊等均可以正常使用。因此機器人整體系統(tǒng)調(diào)試沒發(fā)現(xiàn)問題。機器人整體圖片如圖5-1所示。圖5-1機器人整體圖5.2硬件設(shè)計對各個硬件按照自動避障搬運機器人功能要求連接好每個器件的電源線，并且確保電源正負(fù)極不會接反，再將信號線連接到單片機上并且檢查每個引腳是否接對。安裝電池打開電源仔細(xì)檢查各路線是否有短路或者發(fā)熱現(xiàn)象。硬件組裝成品如圖5-2所示。圖5-2硬件設(shè)計圖5.3軟件設(shè)計5.3.1電機調(diào)試?yán)酶呻姵貫橹绷麟姍C提供12V的電壓，可以看到電機可以正常轉(zhuǎn)動，然后將正負(fù)極反接，電機開始反轉(zhuǎn)，則證明直流電機正常。然后，將準(zhǔn)備好的兩臺DC電機接入L298N驅(qū)動模塊的兩個輸出端口。接著，連續(xù)改變ENA和ENB使能引腳的PWM信號。此時，將觀察到兩個DC電機的轉(zhuǎn)速已經(jīng)改變，并且測試是正確的。最后，調(diào)整直流電機的速度，以防止小車速度過快導(dǎo)致跟蹤過程中出現(xiàn)較大偏差。最后，通過調(diào)節(jié)速度，來控制自動搬運機器人可以正常運行。如圖5-3所示。圖5-3電機結(jié)構(gòu)圖5.3.2循跡模塊調(diào)試啟動電源后，自動搬運機器人沿著預(yù)定的路線行進(jìn)，起初因為速度太快，很容易出現(xiàn)偏差，調(diào)整了速度后，機器人的軌跡循跡精度就會提高。但是，由于用于追蹤的紅外對管位置比較高，有時會受到光線的干擾，調(diào)整后，將紅外定位管放置在小車底部。通過調(diào)整電位計，提高了跟蹤靈敏度，從而提高機器人的跟蹤精度。如圖5-4：圖5-4循跡實拍圖總結(jié)在全球經(jīng)濟飛速發(fā)展的情況下，制造業(yè)的崛起契機應(yīng)運而生，同時各領(lǐng)域正在向智能化方面發(fā)展。在此背景下我們需要一款自動避障搬運機器人代替人們?nèi)ネ瓿赡切﹦诶壑貜?fù)的工作，而且搬運機器人不知疲倦，節(jié)省了大量的人力，提高了效率并且在搬運及分揀當(dāng)中不會因為物品的過大而造成人員的受傷，大大保障了人員的安全，因此搬運機器人的誕生和發(fā)展逐步成為社會的主流，搬運機器人已經(jīng)占據(jù)了工業(yè)機器人很大一部分，目前在全球的制造業(yè)范圍內(nèi)搬運機器人已經(jīng)成為了生產(chǎn)制造過程中不可或缺的工具。就目前來說，搬運機器人的設(shè)計經(jīng)過總體設(shè)計、硬件選型和選擇、軟件設(shè)計、硬件組裝、軟硬件調(diào)試，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)設(shè)的基本功能，將誤差和失誤減少到一定范圍，實現(xiàn)移動、避障和攜帶等功能。有希望解決傳統(tǒng)搬運機器臂只能固定在定點進(jìn)行搬運的弊端。本次工作總結(jié)如下。（1）依據(jù)本設(shè)計的要求，通過查閱資料分析搬運背景和搬運機器人的國內(nèi)外現(xiàn)狀并明確了研究意義。（2）搬運機器人的移動系統(tǒng)設(shè)計是由12V干電池作為電源，通過電機驅(qū)動L298N模塊控制直流電機轉(zhuǎn)動實現(xiàn)機器人在地面的自由移動。（3）搬運機器人的循跡系統(tǒng)設(shè)計為五個紅外對管組成，中間兩個為檢測循跡路線，兩邊各一個是為了檢測地點。實現(xiàn)在規(guī)定路線內(nèi)重復(fù)運動。（4）搬運機器人的避障系統(tǒng)采用超聲波測距避障，可精確判斷障礙物距離并且及時做出動作。同時超聲波避障相比于紅外傳感器來講，超聲波避障不受光照影響，因此更適用于相對復(fù)雜的環(huán)境下。

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