基于MakeBlock控制的電動穿梭小車驗證模型設計

摘 要：運貨是各個行業不可或缺的過程，人工運貨隨著經濟的快速發展，不能完全滿足市場的需求。該電動穿梭小車驗證模型是模仿工業AGV小車的功能并加以改進，通過Make block Orion進行控制。該小車模型可以安裝不同的末端以完成各種不同形狀和狀態的工件搬運工作，可以應用于環境狹小的工作區域，大大減輕了人類繁重的體力勞動，具有廣闊的市場前景。

關鍵詞：電動穿梭小車驗證模型；AGV小車；Make block

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.105

1 概述

在產品生產的整個過程中，僅僅有5%的時間是用于加工和制造，剩余的95%都用于儲存、裝卸、等待加工和輸送。因此，目前世界各工業強國普遍把改造物流結構、降低物流成本作為企業在競爭中取勝的重要措施，為適應現代生產的需要，物流正在向著現代化的方向發展。電動穿梭小車適應性好、柔性程度高、可靠性好、可實現生產和搬運功能的集成化和自動化，在各國的許多行業都得到廣泛的應用。

2 系統方案設計

本文所設計的電動穿梭小車驗證模型主要由升降機構、行走機構組成，完成物品的自動運輸和存放，實現無人倉庫高效的作業方式。該小車模型主要為搬運小型貨物（最大重量不超過100N）而設計，故具有體積小，運動靈活，適用于狹小空間等特點。

3 硬件設計

3.1 升降機構

升降機構由一個12V直流電機驅動，通過齒輪傳動，皮帶拖動。升降機構安裝在直線導軌上，讓工作臺從兩邊升起。工作臺的最大行程是10cm，由于是微型的電動穿梭小車，該小車最大載重100N。

3.2 行走機構

行走機構由兩個直流電機驅動，分別安裝在小車兩側的前后輪上。通過驅動一側的電機，另一側電機不轉，就可以實現小車的左右旋轉；驅動一側電機正轉，另一側電機反轉，既可實現原地回轉。

3.3 控制系統

Make block Orion 是一個基于Arduino Uno升級改進的主控板。它擁有強大的驅動能力，輸出功率可達18W，可以驅動4個直流電機，與傳感器模塊完美匹配。8個獨立的RJ25接口，輕松實現電路連接。

另外，它不僅支持絕大多數arduino 編程工具（Arduino /Scratch / adublock），而且還提供了兩種Scratch升級版的圖形編程工具（Mblock/ Make block HD）。

4 系統軟件設計

4.1 控制流程設計

該電動穿梭小車驗證模型是基于Make Block控制開發的遙控控制小車。由手持式遙控器發出前進/后退/轉彎等指令，實現小車的前后左右以及原地回轉，能夠實現在貨架底部靈活穿梭；當到小車運行到所需搬運貨物的底部時，通過遙控器發出提升平臺的指令，升降平臺上升，小車托起貨物，然后小車繼續前進到達指定卸載貨物位置，升降平臺下降，實現一個循環。

4.2 編程

4.2.1 驅動程序

由遙控器按鈕發送信號，Orion主控板上連接的電子元件紅外接收器接收信號，驅動電機行駛。程序中64、25、7、9、21分別對應小車前后左右及停止按鈕代碼。電機1、2分別裝在小車左右，編程中小車向前行駛速度設置為255、255，向后行駛速度設置為-255、-255，向左行駛速度設置為100、-50，向右行駛速度設置為-50、100。

4.2.2 升降程序

小車的升降程序分為三部分分別是對升降機構的上升、下降、停止控制，對應編程圖中69、70、71按鈕代碼。電機連接Orion主控板電機驅動模塊接口1，上升的速度設置為100，，下降的速度設置為-100。

5 總結

通過運行調試電動穿梭小車驗證模型結構靈活，能夠較好的實現在狹小空間進行前后左右運轉以及原地回轉，滿足設計要求。其交叉形升降機構在升降過程中不占橫向空間，平臺在中間部位，確保重心不偏移，能夠平穩的載物及升降。

除此之外，由于MakeBlock的靈活性，小車驗證模型還可增加自動避障、照明、自動充電等功能。

“江蘇省高校品牌專業建設工程資助項目”，項目編號PPZY2015A088

作者簡介：劉涵茜（1982-），女，江蘇蘇州人，碩士研究生，講師，工程師，主要研究方向：工業自動化和工業機器人技術。