工业自动搬运小车的软件设计
目录
引言 1
一、设计任务和要求 2
（一）基本任务 2
（二）基本要求 2
（三）道具规格 2
（四）机器人小车规格 3
二、方案设计 3
(一)车体确定 3
（二）设计原理分析 4
三、硬件分析 4
四、程序设计 4
总结 11
参考文献 12
谢辞 13
引言
工业自动搬运小车是工业机器人发展的一种。由主题、驱动系统和控制系统三个基础部分组成。主体包括机座和执行机构。包括手臂、手腕和手等。具有一下显著的特点。（1）可编程。可以随着工作任务的不同对其进行不同的编程。（2）拟人化。在结构上有类似人的结构，使其能适应各种的环境。（3）通用性。可以随时的更换手部末端操作器可以执行不同的作业任务。
我国工业机器人起步于上世纪1970年初期，经过20多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。中国到2016年或成为全球最大的机器人市场。人力成本的逐年上涨，将刺激行业对机器人的需求。
一、设计任务和要求
（一）基本任务
机器人自主地由黄色出发区走上擂台，找到麦克风所在位置，利用身体上的扬声器进行自我介绍；找到放置绣球的圆柱，拿起绣球扔到台下；找到柱子，把柱子推到擂台边缘，用手臂把柱子打倒擂台下；找到铜锣，用手或脚击打铜锣。完成以上动作后，回到场地中央，自行表演一段传统武术动作；最后向观众语音致谢，并自主地走下擂台。如图1.1擂台所示。
图1.1擂台
（二）基本要求
机器人从出发位置出发,自动完成任务。应尽量把任务完成的最完美，最快速。
（三）道具规格
1. 放置绣球和麦克风的圆柱体为PVC材质，其尺寸为直径100mm、高300mm、重0.5kg。
2.正绿色和正黄色圆形图案直径为500mm；材质为PVC亚光膜；其位置大约在擂台中心与对应角连线的中点。
3. 绣球为刺绣布料纺织品，表面柔软，直径约120mm，重量约0.3kg，周围有4-5条长200~
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
完成的最完美，最快速。
（三）道具规格
1. 放置绣球和麦克风的圆柱体为PVC材质，其尺寸为直径100mm、高300mm、重0.5kg。
2.正绿色和正黄色圆形图案直径为500mm；材质为PVC亚光膜；其位置大约在擂台中心与对应角连线的中点。
3. 绣球为刺绣布料纺织品，表面柔软，直径约120mm，重量约0.3kg，周围有4-5条长200~300mm的缎带。其照片如图1.2绣球所示。
图1.2绣球
4. 放置绣球的柱子为白色，放置麦克风的柱子为绿色，铜锣的架子为黄色；
5.铜锣为黄铜材质，喷涂黄色（颜色接近与黄色圆形图案和出发区）直径约200mm，中心高约200mm，重约3kg；
（四）机器人小车规格
1. 机器人身体部分需具备头部、躯干、四肢几个基本的人体特征，必须具备两个手臂（每个手臂不少于3个动力关节）。
2. 机器人的底盘在场地上的投影尺寸不得超过240x240mm的正方形。
3. 底盘：机器人放置于平面上，从地面向上，高150mm的这一部分称为底盘。底盘的侧壁必须垂直于场地表面，不允许斜面。
5.机器人整体高度不低于400mm，重量不超过4kg，机器人的两条手臂肩关节顶部距地面的高度不低于300mm。
二、方案设计
(一)车体确定
关于车体的确定，我找了相关的资料。我设计了一款四轮式的小车，并在底座下面添加了重物使小车重心下降保持小车的平衡和稳定。如图2.1所示小车所示前面我安装了两个平视，两个探地。用了4个传感器，这样既减少不必要的情况发生，也能做到对准，防摔等。上面我安装了红外光电传感器与红外测距传感器的相互配合，使得这样机器人也正做到在特定的位置下做出特定的动作。我选择在地盘的两侧安装了两个舵机，这样既可以保持它前后倾的自由度，也减小了它上身不稳而摔倒的可能性。我用两个盒子固定在一起增加他的上身的高度，从而可以使两侧手臂能做出规定的动作，为了防止他的上面的盒子发生晃动等类似的情况，我用尼龙扎带对它加了固定。控制器我选择放在后面，这样既不妨碍机器人的动作也比较整洁。
图2.1小车
（二）设计原理分析
这次设计的小车动作分别为上台自我介绍，拿小球，抛小球，推柱子，寻找铜锣,回到中间做动作然后下台。
三、硬件分析
根据圆柱体直径为100mm，机器人小车前面的两个红外线传感器的距离不能超过100mm。根据圆柱体的高度为300mm又因为机器人的两条手臂肩关节顶部距地面的高度不低于300mm。所以我把手臂放在300mm右左以上的位置，这样既符合了要求也便于抓绣球使它不容易掉。头下那白色的传感器离地的高度应该低于300m，否则就检测不到圆柱体，这样机器人小车无法决定里圆柱体的距离。左右两个红外线传感器根据我允许机器人小车到达擂台的最边上调传感器的角度和探测距离。使得在机器人小车这个位置时传感器检测不到东西。因为要拿绣球因此手臂要能上下左右动，又因为每个手臂不少于3个动力关节，因此手臂上需要三个舵机以保证三个动力关节，肩关节一个我把它横着放使得手臂可以上下动，把另两个竖着放这样它就可以左右动了。根据机器人整体高度不低于400mm因此我把控制器竖着放以此来增加高度。舵机方面我使用的是用于微型机器人的关节、轮子、履带驱动等的proMOTION CDS 系列机器人舵机。控制器采用的是具有以太网、USB等较高级接口功能，运算速度快，功耗低，实时性好的MultiFLEX?2-pxa270控制器。头顶的那个红外线传感器放在头顶是因为铜锣有一定的高度。车底前下方的一个灰度传感器是因为要根据场地的对传感器的反映不同来判定小车是否到了边缘以做下面的工作，因此要放前面防止小车掉下台。
四、程序设计
引言 1
一、设计任务和要求 2
（一）基本任务 2
（二）基本要求 2
（三）道具规格 2
（四）机器人小车规格 3
二、方案设计 3
(一)车体确定 3
（二）设计原理分析 4
三、硬件分析 4
四、程序设计 4
总结 11
参考文献 12
谢辞 13
引言
工业自动搬运小车是工业机器人发展的一种。由主题、驱动系统和控制系统三个基础部分组成。主体包括机座和执行机构。包括手臂、手腕和手等。具有一下显著的特点。（1）可编程。可以随着工作任务的不同对其进行不同的编程。（2）拟人化。在结构上有类似人的结构，使其能适应各种的环境。（3）通用性。可以随时的更换手部末端操作器可以执行不同的作业任务。
我国工业机器人起步于上世纪1970年初期，经过20多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。中国到2016年或成为全球最大的机器人市场。人力成本的逐年上涨，将刺激行业对机器人的需求。
一、设计任务和要求
（一）基本任务
机器人自主地由黄色出发区走上擂台，找到麦克风所在位置，利用身体上的扬声器进行自我介绍；找到放置绣球的圆柱，拿起绣球扔到台下；找到柱子，把柱子推到擂台边缘，用手臂把柱子打倒擂台下；找到铜锣，用手或脚击打铜锣。完成以上动作后，回到场地中央，自行表演一段传统武术动作；最后向观众语音致谢，并自主地走下擂台。如图1.1擂台所示。
图1.1擂台
（二）基本要求
机器人从出发位置出发,自动完成任务。应尽量把任务完成的最完美，最快速。
（三）道具规格
1. 放置绣球和麦克风的圆柱体为PVC材质，其尺寸为直径100mm、高300mm、重0.5kg。
2.正绿色和正黄色圆形图案直径为500mm；材质为PVC亚光膜；其位置大约在擂台中心与对应角连线的中点。
3. 绣球为刺绣布料纺织品，表面柔软，直径约120mm，重量约0.3kg，周围有4-5条长200~
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
完成的最完美，最快速。
（三）道具规格
1. 放置绣球和麦克风的圆柱体为PVC材质，其尺寸为直径100mm、高300mm、重0.5kg。
2.正绿色和正黄色圆形图案直径为500mm；材质为PVC亚光膜；其位置大约在擂台中心与对应角连线的中点。
3. 绣球为刺绣布料纺织品，表面柔软，直径约120mm，重量约0.3kg，周围有4-5条长200~300mm的缎带。其照片如图1.2绣球所示。
图1.2绣球
4. 放置绣球的柱子为白色，放置麦克风的柱子为绿色，铜锣的架子为黄色；
5.铜锣为黄铜材质，喷涂黄色（颜色接近与黄色圆形图案和出发区）直径约200mm，中心高约200mm，重约3kg；
（四）机器人小车规格
1. 机器人身体部分需具备头部、躯干、四肢几个基本的人体特征，必须具备两个手臂（每个手臂不少于3个动力关节）。
2. 机器人的底盘在场地上的投影尺寸不得超过240x240mm的正方形。
3. 底盘：机器人放置于平面上，从地面向上，高150mm的这一部分称为底盘。底盘的侧壁必须垂直于场地表面，不允许斜面。
5.机器人整体高度不低于400mm，重量不超过4kg，机器人的两条手臂肩关节顶部距地面的高度不低于300mm。
二、方案设计
(一)车体确定
关于车体的确定，我找了相关的资料。我设计了一款四轮式的小车，并在底座下面添加了重物使小车重心下降保持小车的平衡和稳定。如图2.1所示小车所示前面我安装了两个平视，两个探地。用了4个传感器，这样既减少不必要的情况发生，也能做到对准，防摔等。上面我安装了红外光电传感器与红外测距传感器的相互配合，使得这样机器人也正做到在特定的位置下做出特定的动作。我选择在地盘的两侧安装了两个舵机，这样既可以保持它前后倾的自由度，也减小了它上身不稳而摔倒的可能性。我用两个盒子固定在一起增加他的上身的高度，从而可以使两侧手臂能做出规定的动作，为了防止他的上面的盒子发生晃动等类似的情况，我用尼龙扎带对它加了固定。控制器我选择放在后面，这样既不妨碍机器人的动作也比较整洁。
图2.1小车
（二）设计原理分析
这次设计的小车动作分别为上台自我介绍，拿小球，抛小球，推柱子，寻找铜锣,回到中间做动作然后下台。
三、硬件分析
根据圆柱体直径为100mm，机器人小车前面的两个红外线传感器的距离不能超过100mm。根据圆柱体的高度为300mm又因为机器人的两条手臂肩关节顶部距地面的高度不低于300mm。所以我把手臂放在300mm右左以上的位置，这样既符合了要求也便于抓绣球使它不容易掉。头下那白色的传感器离地的高度应该低于300m，否则就检测不到圆柱体，这样机器人小车无法决定里圆柱体的距离。左右两个红外线传感器根据我允许机器人小车到达擂台的最边上调传感器的角度和探测距离。使得在机器人小车这个位置时传感器检测不到东西。因为要拿绣球因此手臂要能上下左右动，又因为每个手臂不少于3个动力关节，因此手臂上需要三个舵机以保证三个动力关节，肩关节一个我把它横着放使得手臂可以上下动，把另两个竖着放这样它就可以左右动了。根据机器人整体高度不低于400mm因此我把控制器竖着放以此来增加高度。舵机方面我使用的是用于微型机器人的关节、轮子、履带驱动等的proMOTION CDS 系列机器人舵机。控制器采用的是具有以太网、USB等较高级接口功能，运算速度快，功耗低，实时性好的MultiFLEX?2-pxa270控制器。头顶的那个红外线传感器放在头顶是因为铜锣有一定的高度。车底前下方的一个灰度传感器是因为要根据场地的对传感器的反映不同来判定小车是否到了边缘以做下面的工作，因此要放前面防止小车掉下台。
四、程序设计
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/1361.html
