基于德國慧魚模型的貨物運送車的設計

皮永祿+李曉晨+王學通

摘 要：貨物運送車發展到今天，已被應用于半自動化甚至全生產線、倉儲、以服務為宗旨的機器人、航空航天等領域，設計好的機器人可以按照特定模式，并在特定的環境中進行工作，不需要人工的參與，便可以達到預期的目標，極大的方便了人類的工作、學習和生活，本文以慧魚模型為基礎，設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的設計。該智能貨物運送車的優點在于，機械結構可以實現反復拆裝，無限組合。控制軟件為ROBO Pro，控制機器人完成一系列復雜動作。

關鍵詞：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功能的設計

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，完成一系列復雜動作，如：貨物叉體上升→觸發微動開關，停止→貨物叉體下降→觸發微動開關，停止→繼續下降→觸發微動開關，停止→貨物叉體上升→觸發微動開關，停止。

1.2 循跡功能

能主動跟蹤循跡，完成一系列復雜動作如：尋找軌跡→沿軌跡前進→判斷是否偏離軌跡→偏離軌跡則相應方向調整→繼續前進。

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的驅動，貨物叉體上升，觸發微動開關I3或者I4，調節M3的轉向，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，I2在左側。子程序執行，行車燈O7亮，I1、I2都檢測到黑色軌跡線，則M1、M2以同速率驅動叉車前進；當叉車方向發生向右偏移，先是I1檢測到軌跡線邊界，I2未檢測到邊界，M1、M2同時停止驅動，M1再以原速率驅動叉車，則叉車向左調整方向；當叉車方向發生向左偏移，先是I2檢測到軌跡線邊界，I1未檢測到邊界，M1、M2同時停止驅動，M2再以原速率驅動叉車，則叉車向右調整方向；當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停止驅動，車燈O7滅，子程序執行結束。程序如圖2所示。

2.3 轉向子程序

轉向程序包括左轉、右轉子程序，調整MI、M2轉動方向，驅動叉車轉向，到I1或者I2檢測到軌跡線，電動機M1、M2停止，子程序結束，左轉程序和右轉相反。

2.4 貨物叉體下降子程序

叉車要完成將托架托起的任務就需要將貨物叉體降到托架的底下位置，因此設計本子程序來控制實現。直流電動機M3順時針方向驅動，貨物叉體下降觸動微動開關I3，輸入信號，繼續下降，當下降到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雜，子程序里都分別又包含貨物叉體下降子程序、轉彎子程序、貨物叉體位置子程序。托起托架子程序執行，貨物叉體下降，前進設定好的距離85mm，等待一秒鐘，執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，子程序結束。放下托架子程序的步驟與托起托架類似。

3 結論

論文以慧魚創意組合模型為平臺，通過ROBO Pro軟件完成了對機器人的控制：計算機控制系統的設計，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所設計的功能。

參考文獻：

[1]毛茂林.慧魚創意模型試驗教程[M].西南交通大學出版社，2010.

[2]郭洪紅.工業機器人技術[M].西安電子科技大學出版社，2006.

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