搬运机器人控制系统设计研究
搬运机器人的方案设计
搬运机器人的方案设计引言搬运机器人是一种能够自主移动并执行物体搬运任务的智能机器人。
它的出现使得重复性的劳动得以自动化,可以在工业生产线、仓储物流等场景中发挥重要作用。
本文将从机器人系统结构、感知技术、路径规划和控制策略等方面,对搬运机器人的方案设计进行介绍和讨论。
机器人系统结构搬运机器人的系统结构通常包括移动基座、机械臂、传感器和控制系统。
移动基座提供机器人的移动能力,机械臂负责物体的抓取和搬运,传感器用于感知环境和物体,控制系统则控制机器人的移动和操作。
感知技术搬运机器人需要准确地感知周围的环境和物体,以便进行路径规划和操作。
常用的感知技术包括视觉、激光雷达、声纳等。
视觉系统可以用于识别和定位物体,激光雷达可以获取精确的环境地图,声纳可以检测障碍物并进行距离测量。
这些感知技术的组合可以提供全面的环境感知能力,帮助机器人完成搬运任务。
路径规划路径规划是搬运机器人的关键技术之一,它决定了机器人在环境中的移动轨迹。
常用的路径规划算法包括A*算法、Dijkstra算法、RRT算法等。
这些算法可以结合激光雷达地图和超声波传感器的障碍物检测结果,生成安全和高效的移动路径。
控制策略控制策略是搬运机器人实现具体动作的关键,它通过对机械臂和移动基座的控制,实现物体的抓取和搬运。
常用的控制策略包括PID控制、模型预测控制等。
这些控制策略可以根据不同的搬运任务需求进行调整,并结合视觉和力觉传感器的反馈信息,实现精确的搬运操作。
安全性和人机交互在搬运机器人的方案设计中,安全性和人机交互也是非常重要的考虑因素。
搬运机器人需要具备安全保护装置,如紧急停止按钮、碰撞传感器等,以保证在意外情况下能够立即停止运动。
此外,机器人还需要与人进行有效的交互,如语音提示、显示屏幕等,提供友好的操作界面和信息展示。
结论搬运机器人的方案设计涉及到机器人系统结构、感知技术、路径规划和控制策略等多个方面。
科学合理的方案设计可以提高搬运机器人的工作效率和安全性。
基于51单片机的智能搬运机器人系统设计
基于51单片机的智能搬运机器人系统设计智能搬运机器人系统是一种能够根据预先设置的路径和任务,自主完成物品搬运的机器人系统。
本文将以51单片机为基础,设计一个简单的智能搬运机器人系统。
1. 系统架构设计:智能搬运机器人系统的基本架构由以下几个部分组成:- 外设控制模块:包括传感器模块、执行机构模块等。
传感器模块用于感知环境和物品状态,执行机构模块用于实现机器人的运动和搬运动作。
- 控制中心:由51单片机控制。
负责接收和处理传感器模块的数据,生成相应的控制信号,控制机器人的运动和搬运动作。
- 电源管理模块:包括电池管理模块、电源转换模块等。
负责为机器人供电,并保证各个模块的稳定工作。
2. 传感器模块设计:传感器模块的设计是智能搬运机器人系统的基础。
常用的传感器包括红外线传感器、超声波传感器、接近开关等。
这些传感器可以用于检测障碍物、测量距离、检测物品状态等。
3. 执行机构模块设计:执行机构模块的设计用于实现机器人的运动和搬运动作。
常用的执行机构包括直流电机、步进电机等。
直流电机可以用于机器人的运动控制,步进电机可以用于机器人的准确定位和精确搬运。
4. 控制算法设计:控制算法是智能搬运机器人系统的核心。
通过传感器模块获取的环境和物品信息,结合机器人的当前状态,控制中心根据预先设置的路径和任务,生成相应的控制信号,控制机器人的运动和搬运。
常用的控制算法包括PID算法、模糊控制算法等。
5. 路径规划设计:为了完成预先设置的路径和任务,机器人需要进行路径规划。
路径规划算法可以根据机器人的当前位置和目标位置,计算出最佳的路径。
常用的路径规划算法包括最短路径算法、A*算法等。
6. 人机交互界面设计:为了方便操作和监控机器人的运行状态,可以设计一个人机交互界面。
人机交互界面可以通过LCD显示屏、按键等方式实现。
通过人机交互界面,用户可以设置机器人的路径和任务,监控机器人的运行状态。
7. 电源管理模块设计:电源管理模块用于为机器人供电,并保证各个模块的稳定工作。
基于PLC的物料搬运机器人控制系统设计
基于PLC的物料搬运机器人控制系统设计本文档介绍了基于可编程逻辑控制器(PLC)的物料搬运机器人控制系统的设计。
该系统用于自动化物料搬运过程,提高生产效率和降低人力成本。
1. 系统概述物料搬运机器人控制系统由以下几个主要组件组成:- PLC控制器:作为系统的控制核心,负责接收和处理传感器信号,并根据预设的逻辑进行控制。
- 传感器:用于检测物料位置、距离和重量等信息,并将其传输给PLC控制器。
- 执行器:包括电机、气动装置等,用于实现机器人的移动和物料的搬运。
- 人机界面(HMI):用于监控和操作整个系统,提供用户友好的界面和交互功能。
2. 硬件设计物料搬运机器人控制系统的硬件设计主要包括PLC控制器的选择、传感器和执行器的选型,以及HMI的设计。
- PLC控制器:根据实际需求选择功能强大、稳定可靠的PLC 控制器,具备足够的输入输出接口以及通信功能。
- 传感器:根据具体的搬运需求选择适合的传感器,如接近传感器、压力传感器和重量传感器等。
- 执行器:根据物料的大小和重量选择适合的执行器,如电机驱动的轮子和夹爪等。
- HMI设计:设计直观的界面,显示机器人状态、物料位置以及操作按钮等。
3. 软件设计物料搬运机器人控制系统的软件设计主要包括PLC程序和HMI界面的编程。
- PLC程序:使用合适的编程语言(如Ladder Diagram)编写逻辑控制程序,实现自动化的搬运过程,包括物料检测、移动和放置等功能。
- HMI界面:根据用户需求设计HMI界面,用于显示系统状态、操作按钮和参数设置等。
4. 应用场景基于PLC的物料搬运机器人控制系统广泛应用于各个行业的物料搬运过程,如制造业、物流和仓储行业等。
- 制造业:机器人可在生产线上自动搬运物料,提高生产效率。
- 物流和仓储:机器人可在仓库中自动搬运货物,减少人力成本和物料损失。
5. 总结基于PLC的物料搬运机器人控制系统是一种高效、自动化的物料搬运解决方案。
基于C51单片机的搬运机器人控制系统设计
基于C51单片机的搬运机器人控制系统设计张伟(漳州职业技术学院电子工程系,福建漳州363000)智能小车是以AT89C51单片机为核心,根据红外传感器循迹,采集路面信息送单片机。
单片机根据检测信号识别位置,并控制机械手按照规定的路线循迹搬运物体,实现小车自适应行驶、搬运的功能。
该智能小车的成功研究有助于智能车辆的研制与开发,同时也为交通工具的智能化发展提供了一个合理可行的方向。
搬运机器人;控制系统;系统设计;红外传感器;AT89C51;循迹TP242A机器人技术是一项有远大前景的技术,不仅在科学、军事、工业、生活领域变得越来重要,而且智能机器人的研究也越来越普及。
随着科技的发展,智能小车在生活的各个领域都有广泛的应用,它可以完成在恶劣的环境下的循迹和货物搬运的一些应用[1]。
对于智能小车而言,控制它完成特定路线的循迹和货物搬运的功能是非常重要的,因此,对于智能小车的循迹和搬运控制的设计和研究有重要的现实意义。
本文设计主要控制智能小车完成如图1所示的搬运任务,在设计的路线中,1的位置为货物的出发点,3的位置为货物存放地点,小车的搬运路线为A →B →C →D →E →F →G →H ,通过以上路线循迹,最终将货物送到2的位置。
本设计的智能小车主要由以下几个模块组成[2],由红外传感器首先采集数据,判断物体所在位置,将数据送单片机,找到位置后单片机控制机械手夹起物体,接着由光电传感器采集路线信息送给单片机,单片机根据采集数据做出处理,控制小车按照规定的路线循迹,并由单片机驱动电机搬运物体送指定位置,完成一次路线的循迹和搬运的整个过程。
小车循环系统框架如图2所示。
2.1系统主控模块2019-01-20张伟(1978-),男,福建松溪人,硕士,讲师,研究方向:应用电子技术智能小车控制。
图1小车运动路线图图2智能小车循迹系统框图第1期本系统采用89C52单片机为主控模块[3],当红外传感器采集数据后,单片机通过判断是否有物体,以启动电机驱动机械手搬起物体,接着单片机根据光电传感器采集的数据信息判断不同点的位置,最终把物体送到指定位置。
搬运机器人系统设计
搬运机器人系统设计1. 引言搬运机器人是一种无人驾驶智能设备,能够自主搬运物品。
它们在仓库、工厂和物流环境中广泛应用,在提高工作效率和减少人力成本方面具有重要作用。
本文将介绍搬运机器人系统的设计。
2. 硬件架构搬运机器人系统的硬件架构包括以下主要组件:2.1 机器人主体搬运机器人主体由底盘、搬运装置和导航模块组成。
底盘负责机器人的移动,搬运装置用于搬运物品,导航模块用于确定机器人在环境中的位置。
2.2 感知模块感知模块由传感器组成,用于获取机器人周围环境的信息。
常用的传感器包括激光雷达、摄像头和超声波传感器。
这些传感器会将环境中的障碍物、物品和人员等信息传输给控制模块进行处理。
2.3 控制模块控制模块是搬运机器人系统的大脑,负责处理感知模块传来的信息,制定机器人的运动策略,并控制机器人的行为。
它通常由嵌入式计算机和相应的软件组成。
2.4 通信模块通信模块用于实现机器人与其他系统的数据交换。
例如,在仓库环境中,搬运机器人可以通过与仓库管理系统进行通信,获取搬运任务和更新任务状态。
3. 软件架构搬运机器人系统的软件架构包括以下模块:3.1 导航模块导航模块使用机器人的定位信息和环境地图,确定机器人的导航路径。
它通常采用SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)算法,能够实时构建地图并同时定位机器人自身。
3.2 路径规划模块路径规划模块根据导航模块提供的导航路径和环境信息,制定机器人的行驶路线。
常用的路径规划算法包括A*算法和Dijkstra算法。
3.3 避障模块避障模块负责检测机器人周围的障碍物,避免与其产生碰撞。
它通过感知模块提供的传感器数据判断障碍物的位置和大小,并相应地调整机器人的行驶路径。
3.4 任务调度模块任务调度模块接收来自仓库管理系统的搬运任务,并根据机器人的状态和可用资源,分配任务给合适的机器人。
它考虑到机器人的负载能力、运动速度和电池寿命等因素,实现任务的优化调度。
搬运机器人技术论文
搬运机器人技术论文目前,随着自动化技术的不断发展和应用的广泛普及,工业机器人已在搬运、焊接、包装、喷绘等领域替代了传统的人力。
这是店铺为大家整理的搬运机器人技术论文,仅供参考!搬运机器人伺服系统的设计研究篇一摘要:搬运机器人的伺服系统,目前普遍应用的是以级次掌控、总线讯息、交流程控、数值信息加工、内部结构保护等为主要内容的智能化的数字信息控制手段,不仅确保了伺服系统的安全、高效运行,而且实现了精准、高速、稳定的良好性能。
本文对搬运机器人伺服系统的技术质量控制和级次管理进行了分析,并且全面地阐述了定位系统、速率环比、技术参数和设施保护等应当把握的重点内容,对提高伺服系统的控制技术,具有一定的参考价值。
关键词:搬运机器人;伺服系统;设计研究引言搬运机器人达到精准、科学的轨迹运行是实现伺服技术功能目标定位的重要保障。
目前在搬运机器人伺服系统的应用前景上分析,伴随着机器人在各个领域、各个行业越来越广泛的推广应用,其所从事的工作事项越来越具有很强的技术难度,这就给伺服技术的安全、高效、稳定、科学、动感等性能的发挥带来了很高的要求。
同时,随着数字化信息技术普及程度的日益广泛,特别是DSP等技术方法的不断推陈出新,给机器人伺服技术的变革带来了巨大的发展空间,也使得这种伺服系统日益探索应用了许多的新技术和新方法,比如建立交流程控、数值加工等,不仅使得机器人伺服系统满足了高速、精确的目标要求,而且越来越能够独立承担非常复杂的各种任务。
本文结合南方某省的搬运机器人为例,围绕机器人的稳定、精准、防干扰性能,科学地分析阐述了伺服技术的技术特性和研发思路,并对数字信息处理等技术方法的应用推广和设计理念、设施保护等内容进行了探究。
1 搬运机器人伺服系统的级次控制思路和技术标准该省设计研发这种搬运机器人主要是为了适应浇筑施工环节的技术要求,并且充分考虑到这种机器人的通用效果。
所以在设计的时候,将其打造为了固定变量取值为6的现代化机器人,并设计了包括上臂摇动、下臂摇动、腰间回环、手腕摇动、手腕回旋、下臂回环等6项内容在内的活动功能关节,按照浇筑施工现场操作的有关部署,依据一定时间控制能够由热炉内舀出铝制液体,服务于8个机器设备铸模使用。
搬运机器人结构设计与分析设计说明
搬运机器人结构设计与分析设计说明一、引言搬运机器人是一种用于搬运、运输和搬运物品的自动化机器人系统。
它能够代替人工完成一系列重复性、繁重和危险的工作任务,提高工作效率和安全性。
本文将对搬运机器人的结构设计和分析进行说明,以确保其性能、稳定性和安全性。
二、搬运机器人结构设计1.底盘结构设计:底盘是搬运机器人的基础支架,承载和支撑整个机器人系统。
底盘结构设计应考虑机器人的稳定性和可控性。
一般情况下,底盘采用刚性材料制作,具备足够的承载能力和抗震性能。
另外,底盘应具备一定的机动性,能够适应不同地面和工作环境。
2.导轨系统设计:导轨系统是搬运机器人的运动控制部件,用于引导机器人在指定轨迹上进行移动。
导轨系统的设计应满足机器人的定位和精度要求。
一般采用直线导轨和滚动轮等组合方式,具备高刚度和低摩擦特性,以提高机器人的移动精度和稳定性。
3.动力系统设计:动力系统是搬运机器人的驱动部件,用于提供机器人的动力和能量。
动力系统的设计应考虑机器人的负载和工作条件。
一般情况下,采用电动机或液压驱动方式,具备足够的扭矩和功率输出。
同时,还应考虑机器人的能源消耗和续航能力,以提高工作效率和使用寿命。
4.夹持装置设计:夹持装置是搬运机器人的关键部件,用于夹持和搬运物体。
夹持装置的设计应满足机器人的夹持力和稳定性要求。
一般采用气动或液压夹持方式,具备足够的夹持力和灵活性。
同时,还应考虑夹持装置的自动化程度,以提高机器人的工作效率和安全性。
三、搬运机器人结构分析1.结构强度分析:结构强度分析是对搬运机器人的结构稳定性和安全性进行评估。
通过有限元分析等方法,对机器人的底盘、导轨系统和夹持装置等关键部件进行高强度载荷测试,以确认其承载能力和抗震性能。
同时,还应进行冲击和振动测试,以确保机器人在工作过程中能够稳定运行。
2.运动学分析:运动学分析是对搬运机器人的运动轨迹和姿态进行分析和评估。
通过建立运动学模型,对机器人在不同工作状态下的位姿、速度和加速度等参数进行计算和仿真。
基于机器人的智能物流搬运系统设计与控制
基于机器人的智能物流搬运系统设计与控制智能物流搬运系统是现代物流领域的重要组成部分。
通过应用机器人技术,可以实现仓库内物品的快速搬运和智能化控制,提高物流效率和减少人力成本。
本文将详细介绍基于机器人的智能物流搬运系统的设计与控制。
一、系统设计1. 系统结构基于机器人的智能物流搬运系统由多个机器人、传感器、设备和控制系统组成。
主要包括以下几个部分:- 搬运机器人:负责从货架上提取物品并将其送到指定目的地。
- 运输设备:用于储存和运输物品的货架和传送带等。
- 传感器系统:用于感知环境中的物品和机器人位置等信息。
- 控制系统:负责协调机器人和设备的运动,实现智能化操作。
2. 机器人选择在智能物流搬运系统中,机器人的选择是至关重要的。
根据工作场景和需求,可以选择不同类型的机器人,如AGV(自动导引车)、机械臂、无人机等。
需要考虑机器人的载重能力、导航能力、处理速度等因素。
3. 环境感知智能物流搬运系统需要借助传感器系统实现对环境的感知。
主要包括物品识别、位置检测、障碍物检测等。
可以采用视觉传感器、激光雷达、红外线传感器等多种传感器技术,实现对环境和物品的准确检测。
4. 控制算法在实现智能物流搬运系统的设计中,控制算法起着关键作用。
可以采用路径规划算法、避障算法和运动控制算法等,实现机器人的自主导航和智能搬运。
同时,还需要考虑机器人之间的协同工作和任务调度等问题,确保系统的高效运行。
二、系统控制1. 自主导航智能物流搬运系统中的机器人需要实现自主导航的功能,以实现从仓库到目标位置的准确运输。
可以利用地标点、激光雷达和摄像头等传感器获取机器人的位置和姿态信息,并使用SLAM(同步定位和地图构建)算法进行定位和地图构建。
2. 任务调度与协同工作智能物流搬运系统中可能存在多个机器人,需要进行任务调度和协同工作。
可以通过集中式或分散式的任务调度算法,将任务分配给各个机器人,并实现协同工作。
例如,可以采用多智能体系统(MAS)的方法,使各个机器人根据任务和环境情况进行协作工作。
物流搬运机器人的具体设计方案,包括运动感知通信系统
物流搬运机器人的具体设计方案,包括运动感知通信系统摘要:一、引言二、物流搬运机器人概述1.定义与分类2.应用场景三、运动感知通信系统设计1.系统架构2.感知技术a.传感器选择b.感知算法3.通信技术a.无线通信方案b.通信协议四、机器人控制系统设计1.控制策略2.控制模块设计五、案例分析1.某物流搬运机器人案例2.性能评估与优化六、发展趋势与展望七、总结正文:一、引言随着科技的不断进步和物流行业的快速发展,物流搬运机器人逐渐成为仓储、物流等领域的重要自动化设备。
其具有提高工作效率、降低人力成本、减少货物损耗等优点。
本文将详细介绍物流搬运机器人的具体设计方案,重点关注运动感知通信系统的设计与实现。
二、物流搬运机器人概述1.定义与分类物流搬运机器人是指具有一定自主移动能力,用于完成货物搬运、运输等任务的机器人。
根据功能和结构,可分为有轮式机器人、履带式机器人、无人机等。
2.应用场景物流搬运机器人的应用场景包括仓储物流、生产线、冷链物流等,可实现货物自动化搬运、上下料、拆码垛等功能。
三、运动感知通信系统设计1.系统架构运动感知通信系统主要包括感知模块、控制模块和通信模块。
感知模块负责获取机器人运动状态和环境信息;控制模块根据感知信息生成控制策略,驱动机器人运动;通信模块负责机器人与外部设备的数据交互。
2.感知技术2.1 传感器选择根据机器人的运动需求和环境特点,选择合适的传感器,如激光雷达、红外传感器、超声波传感器等。
2.2 感知算法利用深度学习、卡尔曼滤波等算法对传感器数据进行处理,实现机器人运动状态的准确估计。
3.通信技术3.1 无线通信方案根据不同应用场景,选择合适的无线通信技术,如Wi-Fi、蓝牙、LoRa等。
3.2 通信协议采用成熟的通信协议,如HTTP/HTTPS、MQTT、CoAP等,实现机器人与外部设备的数据交互。
四、机器人控制系统设计1.控制策略采用分布式控制策略,将控制任务分解为局部控制器和全局控制器。
重载搬运机器人的动力学仿真及控制系统设计
重载搬运机器人的动力学仿真及控制系统设计摘要:重载搬运机器人具有节省生产成本、高质量、稳定性和高生产率的优点,在实际工业生产中扮演着越来越重要的角色。
控制系统的重载搬运机器人具有非线、时变、耦合性的动力学特性。
由于不确定性,在重载工况下机械臂关节连续工作会引起过大能量耗散、性能损失或故障等问题。
因此,重载搬运控制研究和设计系统尤为重要。
根据仿真分析动力学,运动关节重载搬运机器人的动力学稳定特性,耗能程度低,PTP模式下的运动控制可以按预定路径完成,最后构建了控制系统仿真平台和控制系统模型。
关键词:重载搬运机器人;动态性能;能量耗散引言工业生产中对材料搬运和零件转移等生产链信息的需求越来越大,加快了工业机器人的发展。
自动化机器的开发和智能生产系统的建立为机器人进入车间创造了条件,并越来越多地取代劳动力的紧张关系,以减轻用工难压力。
其应用于制造业,具有一定的要求和优势,可将传统的大规模生产转变为精细或定制的生产流程。
工业机器人在提高工业生产效率、产品质量和生产信息方面发挥着重要作用,也利用其独特优势开辟了新的工业生产路线,并在各行业得到应用。
1慨况许多国际和国内专家现在都在尝试使用ADAMS虚拟模型,进行设计动力学仿真和控制重载搬运机器人控制系统的动力学仿真,并对典型工况下机器人的工作力进行了仿真;对主要组件的最大扭力规律进行了仔细的分析。
选择驱动电机功率参数验证,不考虑机器人系统运动关节的能耗。
对五自由度重载机器人进行了研究,说明控制系统的结构、硬件和软件,该系统通过计算和比较确定机器臂的设计,以满足减速要求;本文针对ABB制造的重型搬运机器人IRB460。
根据其结构特征,使用SolidWorks软件创建了重型机械臂的三维模型。
如果只考虑三个自由度,即旋转轴、大臂,则可以简化机器人重载搬运系统模型到空间中三关节机械模型;拉格朗日方程的一个动态模型。
以点对点运动模式(PTP)为例,采用机器人逆运动学和五次多项式插值算法,建立了多关节机器人的空间规划,开发了一个仿真实验室平台进行控制,即机器人控制系统模型。
物料搬运机器人的结构设计与控制
这种算法通常包括根据机器人结 构参数建立运动学模型、根据任 务需求设定轨迹参数、通过逆运 动学算法求解关节角度等步骤。
基于运动学模型的轨迹规划算法 具有较高的控制精度和响应速度 ,适用于对精度要求较高的应用
场景。
基于动力学模型的力矩控制算法
基于动力学模型的力矩控制算法是通过 建立机器人的动力学模型,对机器人进 行力矩控制,以达到稳定、平滑的运动
效率:结构设计应优化搬运流程,提高搬 运效率。
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经济性:考虑制造成本和运营成本,实现 性价比最优。
驱动系统设计
选择驱动方式
根据应用场景和负载要求 ,选择合适的驱动方式, 如电动、气动或液压驱动 。
电机选择
根据负载转矩和转速要求 ,选择合适的电机类型和 功率。
传动装置设计
根据驱动方式,设计合适 的传动装置,如齿轮箱、 链条或同步带。
随着工业4.0和智能制造的快速发展,物料搬运机器人的性能和功能要求越来越高。
目前,国内外对于物料搬运机器人的研究取得了重要进展,但仍存在一些关键问题 需要解决。
研究目的与内容
研究目的:针对物料搬运机器人的结构设计与控制进行深 入研究,提高其性能和适应性。
研究内容
物料搬运机器人的结构设计
运动控制算法的设计与优化 感知与决策系统的开发 实验验证与性能评估
实验设备
选用市场上主流的物料搬运机器人,配备高精度 传感器和执行器。
实验环境
模拟真实物料搬运场景,包括货物种类、搬运路 径、障碍物等。
实验结果与分析
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搬运精度
实验结果表明,该物料搬运机器人能够实现高精 度的货物搬运,误差在±1mm以内。
搬运速度
搬运机械手电气控制系统设计
搬运机械手电气控制系统设计搬运机械手是一种能够自动进行物品搬运的机器人。
它们广泛应用于各种工业领域,如汽车制造、仓储物流、半导体生产等。
电气控制系统是搬运机械手的重要组成部分,它可以控制机械臂的移动和抓取动作,提高机器人的运行效率和精度。
本文将介绍搬运机械手电气控制系统的设计原理、硬件结构和软件实现等内容。
一、设计原理搬运机械手的电气控制系统一般由控制器、电机驱动器和传感器等组成。
控制器是机械手的“大脑”,它可以接收指令和传感器反馈信号,并对电机驱动器进行控制。
电机驱动器可以将控制器发送的电信号转换成机械臂的运动。
传感器可以感知机械臂的状态和周围环境的情况,提供反馈信号给控制器做出相应的调整。
二、硬件结构1. 控制器控制器是搬运机械手电气控制系统的核心部分。
它一般由微处理器、存储器、输入输出接口等组成。
微处理器是控制器的主要芯片,它可以将程序后的代码翻译成相应的机器指令,然后控制器可以根据机器指令来完成相应的动作。
存储器可以对程序进行储存,保证搬运机械手在断电或故障情况下能够重新启动和恢复工作。
输入输出接口可以将控制器与电机驱动器和传感器进行连接,在实现机械臂的控制和状态反馈的过程中发挥重要作用。
2. 电机驱动器电机驱动器是将控制器发送的电信号转换成机械臂运动轨迹的硬件设备。
驱动器的选择要根据机械臂的负载和速度要求进行匹配。
常见的驱动器有步进电机驱动器、直流电机驱动器、交流伺服驱动器等。
除了根据负载和速度要求进行匹配外,还需要根据控制器输出信号的电压和电流进行选择。
3. 传感器传感器是搬运机械手电气控制系统中的重要组成部分。
它可以感知机械臂的状态和周围环境的变化,提供反馈信号给控制器进行相应的调整。
常见的传感器有位置传感器、力传感器、温度传感器等。
位置传感器可以感知机械臂的位置和速度,力传感器可以感知机械臂的受力情况和负载变化,温度传感器可以感知机械臂和周围环境的温度等。
三、软件实现搬运机械手的电气控制软件一般分为机器人控制软件和人机交互软件两部分。
(完整版)搬运机器人设计
搬运机器人设计班级:姓名:学号:搬运机器人能够模仿人手部的部分动作,按照设定的程序、轨迹和要求,代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业,实现一些人工不可能完成的工作,这不仅可以使人手避免出现可能的危险情况,保障生产安全,还能促进工作线的流水化,提高了工作效率,降低了劳动强度,改善了劳动环境,已经成为现代制造业中不可或缺的一种自动化装置。
本机器人用于生产线上工件的自动搬运,下图为机器人动作示意图,机械手按下述顺序周而复始地工作:根据对机器人的工艺过程及控制要求分析,机械手的动作过程如图所示:一、搬运机械手总体结构设计(1)该机器人采用圆柱坐标型,具有三个自由度,即手臂的伸长、缩短,手臂的上升、下降和整体旋转。
(2)该机器人采用液压驱动,其具有体积小、质量轻、结构紧凑、传动平稳、操作简单、安全、经济、易于实现过载保护且液压元件能够自行润滑等一系列优点。
(3)在控制方式选择上,由于其功能只是在两个传送带之间搬移工件,运动简单,控制要求不高,因此采用点位控制方式。
(4)此搬运机器人是在两个工作台之间搬运工件,其动作比较简单,选用电位器进行定位。
(5)此机器人应用于自动生产线上,因此,它应该能够按照控制程序自动运行,即具有自动运行模式。
二、搬运机械手机械结构设计1、机身设计因为圆柱坐标式机器人把回转与升降两个自由度归属于机身,所以设计回转与升降机身,选用旋转液压缸与升降液压缸单独驱动的回转型机身,如图1所示,升降液压缸在上,旋转液压缸在下。
2、臂部设计采用双导向杆的臂部伸缩结构。
缸体直接固定在升降立柱上,活塞杆与两根导向杆连接一起组成伸缩臂,由于活塞杆与导向杆全部藏在缸体内,油管也从活塞杆内部通过,其特点是结构紧凑,外观整洁。
结构如图2所示。
3、手部腕部设计因为工件的形状为圆柱形,所以带“V”型钳口的手爪,本次设计的搬运机器人手爪采用滑槽杠杆式结构,夹紧缸采用单作用弹簧复位式结构,杠杆端部固定安装着圆柱销,当拉杆向上拉时,圆柱销就在两个钳爪的滑槽中移动,带动钳爪绕两支点回转,夹紧工件;拉杆向下推时,使钳爪松开工件。
智能搬运机器人的 设计研究
智能搬运机器人的设计研究摘要:为了提高工人的工作效率,减轻工人的包袱,设计了一种智能搬运机器人。
通过控制他的运动和对物品的抓取和放置,用机器人取代人力劳动,这样就可以提高劳动效率,降低工人的劳动强度,从而实现替代人工的目的。
“智能”搬运机器人目前可以实现自主循迹、识别颜色与判断位置、规避障碍、抓放物品等功能。
关键词:智能;搬运;机器人;1.引言一个精心设计的智能搬运机器人不仅可以解放人们,减轻工人的劳动负担,还可以大大的提高工作效率。
现在物流搬运机器人技术还处于发展阶段,产品市场还不饱和,发展潜力很大,具有研究意义。
2.机器人的组成及工作原理底盘是智能搬运机器人移动的唯一方式,这对于机器人也是机器人最重要的部分,通过对机器人底盘的设计重心是通过安置机器人的麦克纳姆轮和电机与传感器。
由场地条件可知,工作环境内无需机器人通过起伏、塌陷、有障碍或有坡度路面。
故可以采用无悬挂结构的轮式行走机构,便于灵活转向。
3.设计方案3.1结构设计智能搬运机器人设计为单层底板模式,长度和宽度分别设计为23*16cm。
智能搬运机器人的轮子驱动设计为麦克纳姆轮搭配直流减速电机驱动,以实现机器人的精确运动。
机械臂设计为5自由度,6个舵机分别控制机械臂的运动、抓取。
预留有6*23cm的长度空间,设计为搬运物体的存放空间。
机械爪设计为1对半圆形主抓爪和1对半圆形辅助抓爪组成,由一个舵机控制机械爪的张开闭合,来实现机械臂稳定抓取目标物体的功能。
智能搬运机器人如图1所示。
3.2控制方案设计3.2.1路线循迹设计智能搬运机器人通过装在车头底部的两个灰度传感器来识别起点到终点的最优路线。
因为灰度传感器成本相对较低,精度高,所以选择使用灰度传感器来作为搬运机器人的寻迹传感器。
3.2.2控制系统设计本设计使用市场上常用的STM32F103RCT6控制器来完成智能搬运机器人的路径控制、条码识别和机器人手臂运动等功能。
智能搬运机器人集成的USB到串口电路就可以实现一键传输,让机器人的程序的传输和控制变得简单,同时使机器人的车载通信运行和获取变得容易本设计使用的主控制器为STM32F103RCT6单片机,基于ARMv7-M结构体系的32 位标准精简指令集(RISC)处理器。
智能物料搬运机器人的设计与研究
智能物料搬运机器人的设计与研究一、综述随着科技的飞速发展,智能物料搬运机器人在工业生产中的应用越来越广泛。
智能物料搬运机器人是一种能够自动完成物料搬运任务的机器人,它可以根据预先设定的路径和目标点,实现对物料的精确搬运。
本文将对智能物料搬运机器人的设计与研究进行综述,以期为相关领域的研究者提供一些有益的参考。
智能物料搬运机器人的研究始于20世纪70年代,当时主要关注于机器人的运动学、动力学和控制技术。
随着计算机技术、传感器技术和人工智能技术的发展,智能物料搬运机器人的研究逐渐涉及到机器人视觉、路径规划、人机交互等多个方面。
目前智能物料搬运机器人已经广泛应用于汽车制造、电子制造、食品加工等行业,大大提高了生产效率和产品质量。
在智能物料搬运机器人的设计中,首先要考虑的是机器人的运动学和动力学模型。
运动学模型主要描述机器人末端执行器的运动轨迹,而动力学模型则描述机器人关节的运动特性和力矩传递关系。
通过对运动学和动力学模型的建模,可以为机器人的运动控制提供理论依据。
其次要设计合适的路径规划算法,路径规划算法是智能物料搬运机器人的关键部分,它需要根据任务需求、环境信息和机器人性能等因素,为机器人规划出一条最优的搬运路径。
目前常用的路径规划算法有A算法、Dijkstra算法、遗传算法等。
这些算法在实际应用中都有各自的优缺点,因此需要根据具体情况选择合适的算法。
此外智能物料搬运机器人的人机交互也是一个重要的研究方向。
良好的人机交互可以提高操作人员的工作效率,降低操作难度。
目前常见的人机交互方式有触摸屏、语音识别、手势识别等。
通过这些交互方式,操作人员可以直接与机器人进行通信,实现对机器人的遥控和监控。
智能物料搬运机器人的安全性和可靠性也是研究的重要内容,由于智能物料搬运机器人在工业环境中的使用,其安全性和可靠性对于保证生产过程的顺利进行至关重要。
因此研究者需要考虑如何在保证安全的前提下,提高智能物料搬运机器人的可靠性和稳定性。
搬运机器人控制系统的设计
搬运机器人控制系统的设计搬运机器人控制系统是一种用于控制搬运机器人操作的系统,其设计目的是提高搬运机器人的性能和效率。
这篇文章将介绍搬运机器人控制系统的设计要素,包括硬件和软件设计、传感器和执行器选择、路径规划和运动控制算法等。
搬运机器人控制系统的硬件设计是整个系统的基础,它由处理器、输入输出模块、传感器和执行器等组成。
处理器可以是单个芯片或者为多个处理器组成的集群,主要负责搬运机器人的运动算法计算和控制指令的发送。
输入输出模块用于接收外部指令和传感器数据,并将机器人的状态信息反馈给外部用户。
传感器是搬运机器人的“眼睛”和“耳朵”,可以通过感知环境中的物体、障碍物和地面情况来实时调整机器人的行为和路径规划。
执行器则是机器人的“手臂”和“腿”,用于实际进行搬运操作和运动控制。
在搬运机器人控制系统的软件设计方面,一个关键的要素是路径规划算法。
路径规划算法负责确定机器人从起始位置到目标位置的最佳路径,以确保机器人能够高效地进行搬运操作。
常见的路径规划算法包括A*算法、Dijkstra算法和基于图的算法等,可以根据具体的应用需求选择合适的算法。
此外,还需要设计运动控制算法,负责控制机器人的速度和加速度,以确保机器人能够平滑地运动,并避免碰撞和意外情况。
另一个重要的方面是选择适当的传感器和执行器。
在搬运机器人的控制系统中,常用的传感器包括激光传感器、视觉传感器、力觉传感器和编码器等。
激光传感器可以提供环境地图和障碍物检测信息,视觉传感器可以用于识别物体和地标,力觉传感器可以用于搬运物体的控制和力反馈,编码器可以用于测量机器人的位置和速度。
在选择执行器时,需要考虑其功率、精度和稳定性等因素,以满足搬运机器人的搬运能力和精度要求。
除了硬件和软件设计,搬运机器人控制系统还需要考虑用户界面设计和通信协议等方面。
用户界面设计应简洁明了,方便操作人员对机器人进行监控和控制。
通信协议可以采用标准的工业协议,如Modbus、Profinet和EtherCAT等,以实现机器人与其他设备的数据交换和控制。
基于机器视觉的智能搬运机器人路径规划与控制研究
基于机器视觉的智能搬运机器人路径规划与控制研究智能搬运机器人是指能够自主运行并具备智能化功能的机器人系统,它可以根据环境中的各种信息进行路径规划和控制,从而实现高效且安全地完成搬运任务。
基于机器视觉的智能搬运机器人路径规划与控制研究则是针对智能搬运机器人系统中的机器视觉技术进行研究,以提高机器人的路径规划和控制能力,从而实现更高效、更精准的搬运任务。
在基于机器视觉的智能搬运机器人路径规划与控制研究中,首先需要进行环境感知。
通过搭载摄像头等感知设备,机器人可以获取周围环境的图像信息。
这些图像信息可以用于识别和检测搬运物体、障碍物、边界等。
通过图像处理和计算机视觉算法的应用,可以实现物体识别、物体定位、障碍物检测等功能,为机器人提供准确的环境感知。
其次,基于感知到的图像信息,机器人需要进行路径规划。
路径规划是指根据起点、终点和障碍物等信息确定机器人的最佳移动路径。
在基于机器视觉的路径规划中,可以借助图像处理和计算机视觉等技术,将环境中的物体和障碍物转换为可供路径规划的数据。
例如,可以将障碍物抽象为虚拟的障碍点或者生成环境的地图,通过算法寻找最短路径或者避开障碍物的路径。
路径规划完成后,机器人需要进行控制以实现相应的移动。
在基于机器视觉的控制研究中,可以结合图像处理和计算机视觉等技术,实现对机器人的实时控制。
通过分析感知到的图像信息,机器人可以动态调整自身的运动速度和方向,从而避免与障碍物发生碰撞或者与其他机器人发生冲突。
此外,还可以通过图像识别和跟踪技术,实现对目标物体的精确定位和搬运。
基于机器视觉的智能搬运机器人路径规划与控制研究还面临一些挑战和研究方向。
首先是在复杂环境下的路径规划和控制。
在工业场景等复杂环境中,机器人可能会面临多个障碍物、复杂的地形或者动态的场景,如何高效地进行路径规划和控制仍然需要进一步的研究。
其次是对机器视觉算法的优化和改进。
机器视觉算法的性能对路径规划和控制的准确性和实时性有着重要影响,因此需要不断优化和改进现有的算法,并探索新的算法来提升机器人系统的性能。
搬运AGV系统设计及路径规划研究共3篇
搬运AGV系统设计及路径规划研究共3篇搬运AGV系统设计及路径规划研究1搬运AGV(Automated Guided Vehicle)系统可以帮助企业实现自动化物料搬运和分配,从而提高物流和供应链的效率。
在搬运AGV系统中,路径规划就是一个非常重要的环节,它可以确保AGV沿着最短路径或最优路径进行搬运任务。
搬运AGV系统的设计需要考虑以下因素:1. AGV的载重量和尺寸:根据企业的需求,可以选择适当的载重量和尺寸的AGV来满足物料搬运的要求。
2. AGV的定位系统:通常使用激光定位系统、磁条导航系统或视觉导航系统来定位AGV的位置,从而实现路径规划和搬运任务。
3. AGV的电池寿命和充电方式:电池寿命和充电方式直接影响AGV的工作时间和效率。
4. AGV的安全保护和紧急停车措施:AGV必须具备安全保护和紧急停车措施来应对突发情况,保护员工和设备的安全。
在搬运AGV系统中,路径规划算法可以分为静态路径规划和动态路径规划两种。
静态路径规划算法是指在系统开始运行前,提前规划好AGV的行进路径。
静态路径规划算法简单、稳定,适用于一些定点、周期性的物料搬运任务。
常见的静态路径规划算法有A*算法、Dijkstra算法和Floyd算法等。
动态路径规划算法是指在AGV系统实时运行过程中,根据当前情况进行路径规划。
动态路径规划可以根据环境变化、任务变化和AGV状态变化等因素进行调整,可以应对更加复杂的任务需求。
常见的动态路径规划算法有遗传算法、模拟退火算法、人工神经网络等。
在实际应用中,根据具体的搬运需求和系统性能,可以选择适当的路径规划算法。
同时,在路径规划过程中,需要考虑以下因素:1. 地图建立:建立精准的搬运AGV地图,包括道路、障碍物、充电区域等信息。
2. 起点终点确认:根据实际运行需求,确认起点和终点,从而确定AGV行进的方向和路径。
3. 避障策略:根据地图信息和传感器数据,实时避免障碍物,确保AGV的安全行进。
搬运机器人工作站系统设计
搬运机器人工作站系统设计搬运机器人工作站系统是一种自动化设备,用于在工业生产线上搬运和处理物料。
该系统由搬运机器人、工作站和控制系统组成,能够实现高效的物料搬运和加工操作。
一、搬运机器人搬运机器人是系统的核心部分,它具有高度的灵活性和精准的定位能力。
搬运机器人通常采用多轴关节式结构,可以在三维空间内自由移动和旋转,实现物料的准确定位和抓取。
机器人配备有传感器和视觉系统,可以实时感知周围环境,并根据预设的路径和任务进行自主操作。
二、工作站工作站是机器人进行物料搬运和加工的场所,通常由输送带、传感器和加工设备组成。
输送带用于将物料从生产线上输送到工作站,并将加工后的物料送回生产线。
传感器用于检测物料的位置和状态,以便机器人进行准确的抓取和放置操作。
加工设备可以根据需要进行各种物料加工,如装配、焊接、打磨等。
三、控制系统控制系统是整个搬运机器人工作站系统的大脑,负责调度和控制机器人的运动和操作。
控制系统由计算机和各种传感器组成,可以实时获取机器人和工作站的状态信息,并根据预设的任务和优先级进行任务调度。
控制系统还可以与其他生产线的控制系统进行通信,实现物料的无缝衔接和协同操作。
四、系统设计考虑因素在设计搬运机器人工作站系统时,需要考虑以下因素:1. 安全性:系统应具备安全保护机制,如防撞装置、急停按钮等,以确保操作人员和设备的安全。
2. 灵活性:系统应具备灵活的配置和布局能力,可以适应不同的生产线和工艺要求。
3. 效率性:系统应具备高效的物料搬运和加工能力,以提高生产效率和降低人力成本。
4. 可扩展性:系统应具备可扩展的设计和接口,方便后续的功能扩展和升级。
5. 可靠性:系统应具备稳定可靠的性能,能够长时间稳定运行,减少故障和维修次数。
五、应用场景搬运机器人工作站系统广泛应用于各种生产线,如汽车制造、电子制造、食品加工等行业。
在汽车制造业中,搬运机器人工作站系统可以实现汽车零部件的搬运和装配操作;在电子制造业中,系统可以实现电子产品的组装和测试操作;在食品加工业中,系统可以实现食品的包装和质检操作。
物料搬运机器人的结构设计与控制研究
第一章绪论1.1 机器人概述在现代工业中,出产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
化工等持续性出产过程的自动化已底子得到解决。
但在机械工业中,加工、装配等出产是不持续的。
专用机床是多量量出产自动化的有效方法;程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量出产自动化的重要方法。
但除切削加工本身外,还有大量的装卸、搬运、装配等作业,有待于进一步实现机械化。
机器人的呈现并得到应用,为这些作业的机械化奠基了良好的根底。
“工业机器人〞〔Industrial Robot〕:大都是指程序可变〔编〕的独立的自动抓取、搬运工件、操作东西的装置〔国内称作工业机器人或通用机器人〕。
机器人是一种具有人体上肢的局部功能,工作程序固定的自动扮装置。
机器人具有布局简单、本钱低廉、维修容易的优势,但功能较少,适应性较差。
目前我国常把具有上述特点的机器人称为专用机器人,而把工业机械人称为通用机器人。
简而言之,机器人就是用机器代替人手,把工件由某个处所移向指定的工作位置,或按照工作要求以把持工件进行加工。
机器人一般分为三类。
第一类是不需要人工操作的通用机器人,也即本文所研究的对象。
它是一种独立的、不从属于某一主机的装置,可以按照任务的需要编制程序,以完成各项规定操作。
它是除具备普通机械的物理性能之外,还具备通用机械、记忆智能的三元机械。
第二类是需要人工操作的,称为操作机〔Manipulator〕。
它发源于原子、军事工业,先是通过操作机来完成特定的作业,后来开展到用无线电讯号操作机器人来进行探测月球等。
工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。
第三类是专业机器人,主要从属于自动机床或自动出产线上,用以解决机床上下料和工件传送。
这种机器人在国外通常被称之为“Mechanical Hand〞,它是为主机效劳的,由主机驱动。
除少数外,工作程序一般是固定的,因此是专用的。
机器人按照布局形式的不同又可分为多种类型,此中关节型机器人以其布局紧凑,所占空间体积小,相对工作空间最大,甚至能绕过基座周围的一些障碍物等这样一些特点,成为机器人中使用最多的一种布局形式,世界一些著名机器人的本体局部都采用这种机构形式的机器人。
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搬运机器人控制系统设计研究
作者:聂万芬陈广华
来源:《现代信息科技》2018年第08期
摘要:现如今搬运机器人已成为一种使用范围广泛,并且发展速度也较快的机器人。
这种机器人经过模块化的软件与硬件技术的设计,将传感器技术、编程运算技术、通信技术以及PLC和PC机等高端技术融于一体,使其控制系统具备了较高的智能化技术,能够令机器人灵活、有效地进行繁重的搬运作业。
本文对搬运机器人控制系统的设计进行了探究。
关键词:搬运机器人;智能控制系统;PLC;控制系统设计
中图分类号:TP242.3 文献标识码:A 文章编号:2096-4706(2018)08-0189-02
Abstract:Nowadays,the transport robot has become a kind of robot which is widely used and develops at a faster speed. Through the design of modularized software and hardware technology,this kind of robot integrates sensor technology,programming operation technology,communication technology and PLC and PC machine and so on,so that the control system has a high intelligence technology,which can make the robot flexible and effective carry on heavy handling operation. This article is to explore the design of control system for handling robot.
Keywords:handling robot;intelligent control system;PLC;control system design
0 引言
搬运机器人的控制系统具有开放式的构造,这种机器人的构造是在标准、模块化的基础之上,对操作机进行控制,并且完成特定的工作任务,依据功能不同划分到各个部分。
其控制系统软件是在WinCE研发,其设计研发是以模块,标准化为基础,同时包括通用型,设计友好界面通过指定的作业来完成,从而能够实现状态监控、网络通信、任务规划、运动控制、示教编程等多种性能,它也能同时适用于CAN总线、以太网等多种最常见的通信方式,也能够和3D图形化仿真编程工具结合在一起,如此就能进一步实现机器人控制系统的目标编程。
以下,我们就用一些实例,来具体描述搬运机器人控制系统的智能设计。
1 基于颜色识别的智能搬运机器人的控制系统设计
该搬运机器人主要用STM32单片机作为最主要的控制,从而完成对执行机构的控制和信息的处理。
直流电机和超声波传感器主要为运载体提供动力,避障。
颜色传感器、机械手则是相应地实现对锁定物体的识取和获得、释放。
无线通信则对一整个实时监控进行自动控制。
在进行系统程序时,大部分是对搬运机器人搬运过程进行编写程序。
它主要是为了收集并引领路
径数据,获取相应的信息,确定搬运的方向位置,然后寻找搬运目标位置,识取搬运目标,机械手取得搬运目标,到达目标堆放区,释放搬运目标,返回初始位置,任务完成。
系统控制软件如图1所示。
2 汽车搬运机器人控制系统设计分析
汽车搬运机器人的控制系统存在于机器人本体内。
搬运机器人内的可编程序控制器主要通过无线通讯方式和它的母体运输平台保持通讯联络,然后运输平台再通过主控计算机通讯、红外通讯,在接受上位机命令后上传运行状态。
而主控计算机则是负责集中控制和运输平台与管理汽车搬运机器人的协调运动。
研华公司采用SADAM4550无限转换器,它一端接PLC的RS-232接口,另一端为2.4G微波信号,和运输平台控制系統中的ADAM4550一起,构成了运输平台控制系统和汽车搬运机器人控制系统的无线数据传输线路。
汽车搬运机器人控制程序的编制是利用了SIEMENS PLC编程软件STEP 7提供的软件平台,它把整个控制程序模块化。
该机器人的控制程序主要有:伺服装置控制模板,模拟数据采集模块,液压装置控制模板,停车货位参数模板,显示模块,故障检测模块和通讯模块等。
汽车搬运机器人在运行时,依据上位机的控制指令,走到要搬运的汽车底盘下,伸出夹持臂,将汽车的四个车轮抬起,运行到指定的位置后再放下。
3 以Trio运动控制器的搬运机器人控制系统设计
堆积放置的物体,是指工作人员在工作场所摆置的目标。
首先搬运机器人在进行完初始化后,就通过X轴进行运动。
如果在路径前方遇到了障碍,那么该搬运机器人就会停在原地发出信号。
如果发现搬运的对象是在Z轴向下运动,一直在距离地面有10mm处开始减速,经过导通相应的电磁铁,机器手会抓住对象,接着搬运机器人回到Z轴向上的一定的位置,然后继续向前运动,当即将到达放置区处时,会用一样的动作堆放对象。
当放置目标完成后,搬运机器人就开始向相反的方向运动,开始再一次的运动循环。
最后任务完成后,搬运机器人会回到最开始的位置,停机。
控制程序是通过运行在PC机上的Motion Perfect软件来进行研发的,以Trio多任务或者BASIC语法样式进行编写,然后执行在上位机上的Motion软件,将编制的程序下载到Euro205X型运动控制器内即可脱机运行。
4 基于单片机的搬运机器人控制系统设计分析
机器人控制系统的最主要部件是AVR单机,它的系统中有两个260电机,在机械手机构中还用了两个舵机驱动,使两个自由度运动得以执行,主要目的是抓取目标物并升降。
此用AVR单片机控制搬运机器人主要是选用ATmega161单片机作为主控制器。
低功耗,高性能,功能高度集中是它的主要优点,该系统的所有要求得以满足,不必进一步扩展,并且支持C语言编程。
驱动电机延时程序,控制机械手抬起,张开,放下的程序是几个主要系统程序的子程序。
只要机器人系统的主控开关控制系统被启动,那么就能使各部件开始运动。
软件系统和硬件系统为基础的单片机控制的搬运机器人,使成本大幅度降低,而且也比较容易实现。
搬运机
器人经过多次实验与调试,就能够靠近物体并且进行抓取,最后返回原地,放下物体,使转移物体的任务完成,在工业生产中进行重复性的劳动所需的动作都可以靠这种机器人进行模拟,具有很高的工业价值。
5 基于MCS-51控制的军用自动仓储搬运机器人控制系统设计分析
自动仓储搬运机器人是一种智能的货物搬运设备,是未来自动化工厂重要的运输工具之一。
该系统由智能小车、图像识别系统、机械抓手三个部分共同组成。
智能小车是以MCS-51单片机控制为基础,根据红外线发射管来进行寻迹,然后采用直流减速电机驱动来实现军用自动仓储搬运机器人智能搬运的载体。
图像识别采用的是红外探射点阵对图像执行探射并且识别,而机械抓手则是由执行模块实现。
系统核心是通过单片机,图像识别与机械手为主体建立的闭环控制系统,从而实现了智能寻迹、物体搬运等相应功能。
这个系统设计较为简单,很容易实现,在智能控制领域应用十分广泛。
通过电机控制及单片机自动控制和其他高等技术,就能使机器人智能控制系统得以实现。
主和从两个单片机一起组成主控系统。
首先红外传感器对路面信息监测,并传给主单片机,然后判别采样信息并去处置,最后发出指令,就实现了寻迹。
6 五自由度搬运机器人控制系统设计分析
该搬运机器人结合冲压生产线的应用需求来设计机构,进一步建立了控制系统。
控制器、驱动器以及电机和人机交互界面构成了这种系统,设备层、控制层、人机交互层分层设计,是控制结构采用的。
几乎每个层次的功能都不尽相同,相互通信,一起完成控制任务。
控制层由主控制器和两个四轴运动控制卡组成。
接着主控制器为上位控制器,和两个运动控制卡通过串口来进行通信,控制运动控制卡动作,示教模式、自动控制模式,与手动控制模式是主控制器工作的环境。
最后,运动控制卡发出控制信号,控制层接收到传感器发出的反馈。
控制系统底层有设备层,有执行机构、检测单元等,在得到驱动器指令后,进行相应的动作,最后反馈给控制层。
7 结论
根据以上对具体的基于颜色识别的智能搬运机器人的控制系统、汽车搬运机器人控制系统设计、基于单片机的搬运机器人控制系统等的描述可知,搬运机器人通过运用各种不同原理的方法来构建一定的控制系统,并且都相应地有各自的优点,尤其体现了人们的智能和适应性,具有高效和应用价值高、体积小巧、实用等特点,在机械、电子、交通、国防等领域有很大的使用空间。
参考文献:
[1] 郑永涛,叶仕通,张钊.基于颜色识别的智能搬运机器人的设计 [J].电子设计工程,2017,25(10):78-80.
[2] 丁磊,李恩,谭民,等.五自由度搬运机器人系统设计与运动学分析 [J].华中科技大学学报(自然科学版),2015,43(S1):19-22.
[3] 唐立平,马俊峰.基于PLC的四自由度机械手控制系统设计 [J].液压气动与密封,2007(4):44-46.
[4] 陈忠华.可编程控制器与工业自动化系统 [M].北京:机械工业出版社,2006.
作者简介:聂万芬(1981.04-),女,河南人,講师,本科。
研究方向:机电一体化、自动化控制技术。