大型仓库智能装卸小车控制系统的设计.doc

摘要:随着科学技术的发展，移动机器人的工作环境发生了很大的变化，人们对它的要求也随之提高，这也使得移动机器人技术也得到了空前的进步。通常情况下，轮式机器人有几只独立的驱动轮，但是因为它只能够在某一位置实现自转或做弧线运动，不能满足包括侧向和斜向移动在内的全向运动，所以在特定的区域内不能够进行有效的运动。为了解决这一问题，人们提出了新的方案—全方位移动机器人。由于机构本身的特点，它能够实现任意方向的移动，特别适合应用于狭窄的工作环境中。该特点可以使机器人拥有很好的运动特性，得到了众多学者的关注。其中，麦克纳姆轮（Mecanum）是一种应用十分广泛的全方位移动机构，使用基于麦克纳姆轮的全方位移动平台可以搭建自动导引车辆（ Automated Guided Vehicle，AGV）或运输承载等机器人，其在物流、机械加工、汽车制造等行业中具有广泛的应用前景。

 关键词 全方位移动机器人；麦克纳姆轮；控制系统；循迹避障

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题来源与研究背景-1

1.2国内外对全方位移动机器人的研究现状及发展趋势-1

1.2.1国内外的研究现状-1

1.2.2 典型的全方位移动机构-3

1.3主要研究内容和章节安排-4

1.4本章小结-4

2大型仓库智能装卸小车的运动学分析-5

2.1全方位移动轮运动原理-5

2.2全向移动平台的运动学分析-6

2.3全方位轮的方向控制-8

2.4本章小结-9

3控制系统方案设计-10

3.1控制系统的设计要求-10

3.2控制系统方案设计-11

3.2.1 CAN总线-11

3.2.2  RS-232、RS-485总线-11

3.2.3 控制系统方案的确定-12

3.3主要模块的选型-13

3.3.1处理器-13

3.3.2底盘电机-13

3.3.3底盘电机驱动模块-15

3.3.4升降模块-16

3.3.5无线模块-17

3.3.6装卸模块-18

3.3.7循迹模块-18

3.3.8避障模块-19

3.3.9电源模块-19

3.4本章小结-20

4控制系统的硬件设计-21

4.1主控模块-21

4.2底盘电机驱动模块-22

4.3升降模块-23

4.4通信模块-24

4.5循迹模块-25

4.6超声波模块-26

4.7 其它模块-26

4.8本章小结-27

5控制系统的软件设计-28

5.1程序的初始化-28

5.2小车行走控制-29

5.3遥控模式-30

5.3.1遥控器模式-30

5.3.2手机蓝牙模式-31

5.4循迹模式-33

5.5升降模式-34

5.5避障模式-35

5.6本章小结-36

6实验验证-37

6.2实验环境-38

6.3实验内容-39

6.3.1遥控器模式-39

6.3.2循迹模式-39

6.3.3手机蓝牙模式-40

6.4实验结果-41

6.5本章小结-42

7结论与展望-43

致谢-44

参考文献-45