智能物流搬運車設計探究

李　奎　陳振漢　王志安　耿傳輝

智能物流搬運車設計探究

李奎陳振漢王志安耿傳輝

（安徽三聯學院安徽合肥230601）

由于現代物流的發展，中小型物流中轉站及物流寄取點在不斷增加，但是仍然無法滿足人們日益增長的物流需求。導致了各個物流站點集結大量人力去分揀投放快遞，不僅浪費了大量的人力，增加了物流成本，同時物流投放效率依舊不高。因此，設計了一種基于智能遙控技術為基礎的小型智能物流搬運裝置來盡可能的提高中小型物流站點的快遞搬運效率，以此減少人員投入來節省物流成本。智能遙控技術具有獨特的技術性和適應性在物流發展中發揮著重要作用。

無線電遙控技術；步進電機；STM32

1 研究背景

隨著社會經濟的發展,中國的電商經濟發展水平有著質的飛躍,同時帶動著中國快遞物流業的飛速發展。但是目前即使中小型物流中轉站及物流寄取點在不斷增加,卻仍然無法滿足人們日益增長的物流需求。各個物流站點在分揀快遞方面浪費了大量的人力物力,間接的提高了物流的成本但是其物流效率卻沒有相應的提高。在一些小的物流站點由于高額的人力成本會出現勞動力不足但工作量大且工作效率低下的現狀。這種現象已經嚴重影響了中小型物流站點的發展[1]。

2 社會問題

2.1 資金缺乏問題

中小型快遞站點由于運營站點小，初期投資建設成本高，加之智能硬件設備價格高昂造成小型物流站點無法支付高昂的設備費用。一般大型物流站點運用的諸如廣泛采用的無線互聯網技術、地理信息系統、衛星定位系統以及射頻識別技術與條形碼技術等；還有關于及自動化的一些設備如自動引導小車，搬運機器人等這些設備由于一部分設備價格高昂，并且維護費用較高，普通中小型快遞站無法支付這些額外成本。

2.2 人力缺乏問題

在物流站點中每天的快遞流通量是非常巨大的，同時快遞分揀員的工作量的也是非常巨大的，但是由于他們的平均工資大多數在3 000 ~ 5 000導致很多人不愿意做快遞分揀員，致使其人力缺乏。以安徽三聯學院附近的一個快遞站點為參照其一周的快遞進出量如下表：

周一周二周三周四周五周六周日總計 入庫量/件150713561476152016091563142910460 出庫量/件352843395562593213 人數333444425 平均件數514462507390416407372432

由表可知小型的快遞網點由于工資低任務重所以人力較為缺乏。

3 設計思路

利用無線電遙控技術,通過遙控器控制搬運車的前進后退,左右變向以及控制小車的停止,同時遙控器可控制搬運小車底盤的旋轉,和載物裝置的上升和下降將載物平臺提升或降低到與貨架相同高度,再通過平臺上的滑動裝置將物品推到指定貨架。

對于載物平臺的升降可以利用剪叉式升降平臺通過步進電機的左右旋轉使其達到上升下降的目的。

4 具體方案

4.1 遙控方案

無線遙控技術控制小車[2]。無線電遙控也分為發射和接收兩個部分。小車的發射部分通過利用遙控模塊使其和應用電路無縫連接，其體積小、價格低可以達到物盡其用。小車的接收部分通過超再生式接收器檢查波段電路信號達到信號的接收。同時又因為其體積小價格便宜更加適用于本裝置。并且無線電常用的滾動編碼方式有較明顯的優點。

（1）極強的保密性，每次發射后自動更換編碼；

（2）編碼容量極大可容下超過十萬多組的地址碼，而且重碼概率非常小；

（3）對碼容易靈活性高；

（4）誤碼小，誤碼幾乎為零。

同時又由于無線電遙控可以不需要面對面控制，且無方向性,控制距離遠等特點較適用于物流倉庫的環境中。

4.2 控制電機方案

通過對常規的玩具小車上的雙直流電機進行改造，在其后輪電機上加上一個齒輪減速裝置，兩電機分別負責小型搬運車的驅動與轉向的功能[3]。無線電遙控模塊的信號控制可以彌補直流電機定位不準的缺點,從而控制小車的形式軌跡和方向，同時優化控制算法并改善特色硬件提高小車整體性能，實現很高的性能價格比。

4.3 電機驅動方案

電機驅動芯片選用專用芯片L298 N。L298 N具有操作方便，穩定性較好，是電機驅動芯片比較好的選擇，一個芯片可以同時控制兩個直流電機，并帶有控制使能端。在專用芯片L298 N的基礎上增加單片機，從而實現對小車速度的相對精確控制，這種調速方式優點較多，既可以承受頻繁的負載沖擊，還可以實現無級快速啟動，調速范圍廣等優點。

5 系統組成

本系統采用STM32單片機作為核心控制部件，通過無線電遙控使小車的行駛軌跡被控制從而去保證其能夠根據指定的驅動方向行進；馬達的特殊驅動芯片是由單片微機控制，以驅動前部和后部兩個電動機，從而使后輪能夠以恒定的速度驅動，前輪可以用作左和右轉向車輪；磁體附接至所述主體以及霍爾元件被固定在車身上，以使車輪被每周磁性移動使磁鐵正好正對霍爾元件，使得有霍爾元件組成的地暖露電路輸出高電平，通過單片機對霍爾元件輸出電平的變化進行計數操作，由此便可得出車速和行程的數據；類似于小車尋跡的方式，當小車到達指定位置時遙控裝置控制單片機執行相應的停止操作。

6 小結

本裝置的設計是基于無線電遙控技術的基礎之上通過STM32單片機控制小車的行駛以達到智能控制的目的。從而可以有效的提高物流的搬運效率,節省人力成本節約勞動資源。使物流管理合理化。但是本裝置在電機的驅動設計方面還存在著一定的問題。并且未對裝置的升降控制平臺進行進一步設計,在以后的開發過程中會對此進行進一步的研究與完善。

[1]朱明明,馬秀娟,吳琳倩.中小型企業物流成本管控現狀調研及對策探析[J].現代營銷(下旬刊),2018(5):128-129.

[2]曾海鵬.無線電遙控系統設計分析[J].通訊世界,2017(21):320-321.

[3]王強,王高亮.自動導引小車(AGV)系統的設計[J].智能計算機與應用,2018(6):127-129.

省級“大學生創新創業訓練計劃”項目：基于智能遙控技術的小型智能物流搬運裝置(201710959105)。

李奎(1996- )，男，安徽亳州人，在讀大學本科，研究方向：交通運輸。

10.3969/j.issn.2095-1205.2019.01.18

TP23

C

2095-1205(2019)01-31-02