仓储搬运机器人控制系统设计与实现

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资料介绍

　　随着“中国制造2025”规划的提出，智能化生产理念受到越来越多的重视，其中物流行业就是一个代表。传统的物流作业模式由于存在劳动力成本高、安全性较差、效率低等问题，已经无法满足物流行业快速发展的需求。为弥补传统模式的不足，需要采用更智能化的设备以代替人工完成搬运工作。在此背景下，本文设计并实现了一种仓储搬运机器人控制系统。

　　首先，根据系统的实际功能需求，结合机器人的性能指标参数，提出了仓储搬运机器人控制系统的总体设计方案。针对机器人的工作环境，设计了一种惯性测量技术、二维码识别技术与灰度循迹技术相结合的室内导航定位方式，并介绍了潜入式仓储搬运机器人的机械结构。基于理论分析与计算，完成了系统核心部件的选型。

　　其次，采用模块化设计思想，完成了以MSP430F5438为核心的控制系统硬件电路设计，主要包括：最小系统模块电路设计、电源管理模块电路设计、运动控制模块接口电路设计、导航定位模块接口电路设计、无线通信模块接口电路设计以及安全避障模块接口电路设计，并完成了印制电路板的设计与制作。

　　然后，完成了仓储搬运机器人控制系统的软件设计，主要包括软件系统总体构架设计、初始化模块设计、中断模块设计、数据采集模块设计、车体运动控制模块设计和无线通信模块设计等。采用模糊PI控制策略和PD控制策略分别对机器人的速度和方向进行控制，保证了仓储搬运机器人工作的抗干扰性。采用S曲线加减速算法保证了机器人启停过程的平滑性。

　　最后，对仓储搬运机器人控制系统进行了分模块测试，并在实验室搭建了vwin 场景，完成了控制系统的联合调试。实验结果表明，机器人控制系统能较好地满足系统设计要求，初步验证了整个控制系统的有效性。