简易自动仓储搬运智能小车设计
自动搬运小车毕业设计

自动搬运小车毕业设计【毕业设计题目】:基于自动化技术的搬运小车设计与实现【摘要】:本毕业设计基于自动化技术,设计并实现一种自动搬运小车,旨在解决人力搬运过程中的繁琐和劳动强度问题。
该小车将具备自动导航、定位、搬运等功能,通过控制系统实现智能化操控,大幅提高工作效率和操作便捷性。
设计过程中将采用模块化和可编程的方法,以方便扩展和改进。
【关键词】:自动化技术、搬运小车、自动导航、定位、模块化、可编程【引言】:随着科技的发展,自动化技术的广泛应用改变了许多传统工作方式。
搬运工作作为生产和物流过程中不可或缺的一环,其劳动强度和操作效率对企业运作至关重要。
本毕业设计旨在设计并实现一种自动搬运小车,通过引入自动导航和定位技术,提高小车的智能化水平,减少人工干预和劳动强度,从而达到提高工作效率和操作便捷性的目的。
【设计目标】:1. 实现小车的自动导航和定位功能,能够按照设定的路径自主行驶,避免碰撞和危险区域;2. 设计一个搬运装置,能够根据需求搬运货物,并具备自动装卸功能;3. 开发一个可编程的控制系统,能够对小车进行远程控制和指令调整,方便操作和管理;4. 设计小车的电力系统,实现长时间的工作并能够自主充电或充电桩充电;5. 模块化设计,方便对小车的功能进行扩展和改进。
【设计方法】:1. 硬件设计:选择适用的电机、传感器和执行器,设计和制造搬运装置,以及构建稳定的底盘结构;2. 软件设计:使用嵌入式系统和编程语言开发控制系统,实现自动导航和定位功能;3. 系统集成:将硬件和软件进行集成,测试系统的稳定性和性能;4. 调试和优化:反复测试并根据实际情况进行参数调优,提高小车的性能和可靠性。
【预期成果】:1. 自动搬运小车的硬件设计和制造;2. 小车自动导航和定位的软件开发和调试;3. 功能完善、稳定可靠的自动搬运小车原型;4. 设计文档和使用说明书;5. 毕业论文和答辩材料。
【创新点】:1. 引入自动导航和定位技术,实现小车的智能化行驶和定位功能;2. 设计可编程的控制系统,方便远程操控和指令调整;3. 搬运装置具备自动装卸功能,提高小车的搬运效率;4. 模块化设计,方便后续功能扩展和改进。
基于STM32的模拟工业自动化智能搬运小车设计

基于STM32的模拟工业自动化智能搬运小车设计
自动化智能搬运小车是一种基于STM32单片机的模拟工业自动化设备,可以用于物料搬运、装配线操作等工业场景。
本设计旨在利用现代智能技术,提高生产效率和工作环境的安全性。
该搬运小车采用了STM32单片机作为控制核心。
STM32具有高性能、低功耗、丰富的外设接口和强大的运算能力,非常适合工业自动化设备的控制任务。
该设计中,搬运小车通过使用红外传感器、超声波传感器和编码器等多种传感器,实时获取周围环境信息。
通过STM32单片机对传感器数据进行处理,判断搬运小车当前的位置和周围的障碍物情况,并根据实时信息进行智能决策,调整行驶方向和速度。
搬运小车具有多种工作模式,例如手动模式和自动模式。
在手动模式下,通过蓝牙或无线遥控器控制小车的移动;在自动模式下,小车根据预先设定的路径和动作进行自主行驶。
在自动模式下,搬运小车还可以与其他设备或系统进行无线通信。
与生产计划系统进行数据交互,实现物料的自动搬运和装配;与人机交互界面进行通信,实时传输搬运小车的位置和状态信息;与监控系统进行通信,实现对搬运小车工作状态的远程监控和控制。
该设计还考虑了小车的动力系统和能源管理。
搬运小车采用电池供电,通过对电池容量和充电状态的监测,实现对电池的智能管理和能源的有效利用。
小车的驱动系统采用直流电机驱动,通过PWM控制电机的转速和方向。
仓储搬运智能小车

分类TP242单位代码:10452临沂大学学士学位毕业设计(论文)仓储搬运智能小车姓名李道源学号 200707820201年级2007级专业电气工程及其自动化系(院)信息学院指导教师韩晓翠2011年 4月24日SMART CAR STORAGE AND HANDLINGbyLi DaoyuanApril 2011诚信声明本人呈交给临沂师范学院的这篇毕业论文,除了所注参考文献和世所公认的文献外,全部是本人在指导老师指导下的设计成果。
学生签名:日期:经检查该毕业设计(论文)为独立完成,不存在抄袭现象。
指导老师签名:日期:摘要本设计是结合企业车间实际需要而确定的设计类课题。
设计的智能小车能够自动启停止、往返运动、避障功能、记录行驶速度、快慢行驶。
根据设计要求,确如下方案:在现有的玩具小车的基础上,采用AT89S51单片机作为控制核心,充分利用其内部丰富的资源,大大简化电路。
使用L298N芯片控制电机转动,实现小车快慢行驶。
利用光电开关控制小车自动避障,在避障时,利用电机转速差实现小车方向的变动。
利用光电对管实现小车自动循迹,保证小车行驶在规定的线路上。
在测量速度上采用霍尔元件,可以简化较好的实现功能。
利用霍尔元件输出方波个数算出小车行驶的路程,利用LED显示速度和路程。
关键词:AT89S51;循迹;避障;集成电路AbstractThe design is a based on enterprise workshops actual needs. The intelligent design can be automatically activated to stop the car, to and from movement, obstacle avoidance function, record speed, the speed of traffic.According to the design purpose of the request, do the following programs: the existing toy car based on the use AT89S51 microcontroller as the control, for take advantage of its internal resources, greatly simplifies the circuit. using the L298N chips to Control the motor rotation for achieve the speed of driving the car. Photoelectric switch control car automatic obstacle avoidance, when the car obstacle avoidance, using the motor speed differential to achieve changes in the direction of the car. Photoelectric automatic tracking of the tube to achieve the car to ensure the car driving on the lines provided. measuring the speed of the Hall element, can be simplified to achieve better function. Hall element output square wave by the number of cars traveling distance calculated,LED display speed and distance.Key words: AT89S51; tracking; obstacle avoidance; IC目录前言随着我国汽车工业和企业车间智能化的迅速发展,关于智能小车的研究也就越来越受人关注。
智能搬运小车毕业设计

智能搬运小车毕业设计智能搬运小车毕业设计智能搬运小车是一种结合了机械设计、电子技术和人工智能的创新产品。
它能够根据预设的指令自主地完成货物的搬运任务,大大提高了生产效率和工作质量。
本文将从设计原理、技术应用和未来发展等方面进行探讨。
一、设计原理智能搬运小车的设计原理主要基于三个方面:定位系统、导航系统和控制系统。
定位系统是智能搬运小车的核心组成部分,它通过使用激光雷达、摄像头或者超声波传感器等装置,实时获取小车的位置信息。
这些传感器能够对周围环境进行扫描和识别,从而确定小车的精确位置。
导航系统则是根据定位系统获取的位置信息,为小车规划最优路径。
在设计过程中,可以采用基于图像识别的算法,将工作区域划分为多个格子,并通过计算每个格子之间的距离和障碍物的分布情况,确定最短路径。
控制系统是智能搬运小车的大脑,它负责接收来自定位系统和导航系统的信息,并根据预设的指令进行相应的操作。
控制系统可以采用单片机或者嵌入式系统进行实现,通过编程实现小车的自主行驶和搬运功能。
二、技术应用智能搬运小车具有广泛的应用前景,在物流、制造业和仓储等领域都有着重要的作用。
在物流行业中,智能搬运小车可以代替人工完成货物的搬运任务。
它可以根据仓库的布局和货物的位置,自主地规划最短路径,并通过机械臂或者传送带等装置,将货物从一个地点搬运到另一个地点。
这不仅提高了工作效率,还减少了人力成本和搬运过程中的损坏风险。
在制造业中,智能搬运小车可以用于生产线上的零部件搬运。
它可以根据生产计划和零部件的需求,自主地将零部件从仓库搬运到生产线上,实现自动化生产。
这不仅提高了生产效率,还减少了人力成本和搬运过程中的错误。
在仓储行业中,智能搬运小车可以用于货物的仓储和分拣。
它可以根据货物的属性和仓库的布局,自主地将货物从入库区域搬运到指定的存储区域,并在需要时将货物从存储区域搬运到出库区域。
这不仅提高了仓储效率,还减少了人力成本和货物损坏的风险。
三、未来发展智能搬运小车作为一种新兴的技术产品,未来有着广阔的发展前景。
基于STM32的模拟工业自动化智能搬运小车设计

基于STM32的模拟工业自动化智能搬运小车设计随着工业自动化的不断发展,智能搬运小车在工业生产中起到了非常重要的作用。
本文将介绍基于STM32的模拟工业自动化智能搬运小车设计。
一、搬运小车的功能需求智能搬运小车是指能够根据预设的路线自主行驶并完成搬运任务的小车。
在工业生产中,搬运小车需要具备以下功能需求:1. 自主导航:能够根据预设的路径自主行驶,避开障碍物;2. 搬运能力:能够承载一定重量的货物,并且稳定地行驶;3. 安全可靠:对于遇到的障碍物能够及时停止,确保安全;4. 智能控制:能够根据环境变化做出相应的控制策略。
二、基于STM32的搬运小车设计基于STM32的搬运小车设计采用STM32系列单片机作为核心控制器,利用其丰富的外设接口和优秀的性能,实现搬运小车的各项功能需求。
1. 硬件设计搬运小车的硬件设计包括传感器模块、驱动模块、执行器模块等部分。
传感器模块包括光电传感器、超声波传感器、陀螺仪传感器等,用于实现小车的自主导航和避障功能。
光电传感器用于检测地面的黑白线路,实现路径的识别和跟踪;超声波传感器用于检测前方的障碍物,实现避障功能;陀螺仪传感器用于检测小车的姿态,确保行驶的稳定性。
驱动模块包括电机驱动器、舵机驱动器等,用于控制小车的行进和转向。
电机驱动器控制小车的前进和后退,舵机驱动器控制小车的转向。
执行器模块包括搬运平台和升降装置,用于实现小车的搬运功能。
搬运平台能够承载货物并保持稳定,升降装置能够实现货物的装卸。
在软件设计中,首先需要设计自主导航算法,包括路径规划和路径跟踪。
路径规划算法利用光电传感器检测地面的黑白线路,确定小车的行进方向;路径跟踪算法利用陀螺仪传感器检测小车的姿态,确保小车沿着规划的路径稳定行进。
其次需要设计避障算法,利用超声波传感器检测前方的障碍物,实现避障功能。
避障算法需要根据障碍物的位置和距离,调整小车的行进方向,确保安全行驶。
最后需要设计搬运控制算法,控制小车的搬运平台和升降装置,实现货物的装卸和搬运功能。
简易自动仓储搬运小车的设计与实现

Th sg nd i pl m e a i n o i pl ut m a i nt li e tc r i r e de i n a m e nt to fsm e a o tci e lg n a re o t r ngt a p0 t t0 fso i r ns r a i n
te s fwaep o rmm ig f rt emo u e n l dn h rvn fdr c—ur n y a , ei s e tn no utar d g i h ot r r g a n o h d lsicu i g ted i ig o ie tc re td n mot n p cig it l -e u l h r d
1 引言 .
本 文 设 计 的智 能 小 车 是 一种 集 实 时采 集 传 感
器信 号 ,智 能 分析 外 部环 境 、路 径信 息 , 自动方 向
控 制 及 速 度 调 节 等 技 术 的 自动 设 备 。 本 系 统 设 计
的智 能 小 车 具 有 图 形 识 别 能 力 , 能 自动 识 别 三 角
J E I Zon c a g h ng, CAI Ze u , W ANG PyC iaU iest f nn S h o O C mp t c c A dTcn l ,hn n vri r e g yO Mii gAn eh ooy e o 2 i dTc lg Xuh u 2 ll 1 n , 6
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基于STM32的模拟工业自动化智能搬运小车设计

基于STM32的模拟工业自动化智能搬运小车设计1. 引言1.1 研究背景模拟工业自动化智能搬运小车是一种应用于工业生产线上的智能机器人,其能够实现物料的自动搬运和排列,提高生产效率和减少人力成本。
随着工业自动化技术的不断发展和智能化水平的提升,模拟工业自动化搬运系统已经成为工业生产中不可或缺的重要设备。
本研究旨在借助STM32的强大功能,设计一种高性能、高效率的模拟工业自动化搬运系统,实现自动搬运、精准定位和智能控制功能。
通过对模拟工业自动化智能搬运小车的设计与实验研究,旨在为工业生产提供更高效、更智能的解决方案,促进工业生产的智能化升级和优化。
1.2 研究意义模拟工业自动化智能搬运小车是当前工业生产中非常重要的一项技术应用。
通过基于STM32的设计,可以实现对工业生产线上物料的自动搬运,提高生产效率和质量。
这种智能搬运小车可以根据预先设定的路径自主移动,完成物料的搬运任务,减少人力成本,提高搬运效率。
通过智能控制算法的设计,可以实现对小车的精准控制,保证搬运过程的稳定和安全。
在工业生产中,自动化搬运系统可以大幅提升生产效率,减少人为操作中可能引入的错误和损耗。
这对于提升工业生产的自动化程度、降低生产成本、提高生产线的灵活性具有重要意义。
研究基于STM32的模拟工业自动化智能搬运小车设计,具有重要的实际意义和应用价值。
通过本研究的实施,不仅可以推动工业生产向智能化方向发展,提高工业生产效率和质量,还可以为相关领域的研究和应用提供新的技术支持和理论基础。
希望通过这项研究,能为工业自动化领域的发展做出一定的贡献。
2. 正文2.1 STM32介绍STM32是STMicroelectronics公司生产的一款基于ARM Cortex-M内核的32位微控制器。
它采用高性能、低功耗的架构,被广泛应用于工业控制、汽车电子、智能家居等领域。
相对于传统的8位和16位微控制器,STM32有着更高的性能和更多的功能模块。
智能搬运小车

1、智能搬运小车一、设计任务设计并制作一个能自动搬运货物的智能电动车,其工作示意图如下。
图中,左边为停车区、货物存储区A 和货物存储区B,并有两个对应的射灯光源;距右边线30 cm 处共放置3 片白色或黑色的薄铁片,铁片之间的距离大于20cm。
二、要求1、基本要求(1)智能车从起跑线出发(车体不得超过起跑线),在无障碍物的情况下,可寻找并搬取铁片,按照不同颜色分送不同存储区,即在光源A 的引导下将黑色铁片搬运到货物存储区A 存放,或在光源B 的引导下将白色铁片搬运到存储区B 存放(装载方式不限制)。
(2)智能车能准确找到铁片的位置。
2、提高部分(1)搬运铁片的过程中,一次只允许搬运1 片,且必须搬运到存储区域内。
(2)要求智能车在8 分钟之内能取走全部铁片,并能返回车库,否则就地停车。
(3)智能车检测到铁片时能发出声光信息,并实时显示铁片数目。
(4)距右边线90cm 处设有障碍线,线上任意位置放有两个障碍物,在有障碍物的情况下,完成基本要求(1)、(2)中的相关操作,且不得与障碍物碰撞。
(5)停车后,能准确显示智能车全程行驶的时间,显示误差的绝对值应小于10 秒。
(6)其它。
三、说明1、测试时共放置3 片铁片,每片的厚度为<=2.0mm,面积为2cm×2cm,黑、白铁片的比例任意给定、初始位置任意给定。
2、两个障碍物的大小分别为24cm×6cm×12cm 和12cm×6cm×12cm,建议用白纸包砖代替。
3、示意图中所有粗黑线段宽度均为5 cm,制作时可以涂墨或粘黑色胶带。
图中的虚线和尺寸标注线不要绘制在白纸上。
4、智能车允许用玩具车改装,但不能由人工遥控。
5、光源A、B 均采用40W-60W 射灯,其底部距地面10cm 左右,摆放位置如图所示,测试前,射灯的照射方向允许微调。
2、电信号测量仪一、设计任务设计并制作一台数字显示的多功能电信号测量仪。
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进行处理,实时跟踪小车的行进路线,并由此画出小车的行进示意图。
2关键技术和模块电路
2.1电机驱动模块
方案一:采用电机细分驱动,电机细分驱动芯片TA8435可以用两路PWM信号控制两个步进电机,能够节省单片机资源,但致命的缺点是当单片机速度变化较大时,电机很容易失控。
方案二:L298驱动芯片,用L298驱动虽然占用较
多的单片机I/0口,但控制比较容易。
在速度变化较大时,基本卜不会出现电机失控的情况。
本设计采用方案二,直流电机驱动电路主要由一个双桥式驱动芯片L298和7404组成,电路图如图2所示。
为使其准确调整两电机的速度,以控制小车行进方向,必须精确控制PWM的占空比。
若输入左电机的PWM占空比大于右电机,则小车右转;反之,则左转。
2.2引导线检测方案
方案一:可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射一接收电路,该方案缺点在于易受外界环境光源的干扰,容易造成误判,准确度不高。
方案二:反射式红外发射一接收器,对黑自检测比较敏感,灵敏度较高,且电路简单,完全满足系统要求。
比较两种方案,选用方案二。
采用红外检测单元电路,如图3所示。
反射式红外发射一接收器检测到信号后与比较器LM324的参考电压相比较,当检测不到黑线时,发射管发出的光经面板反射后被接收管接收,接收管导通,LM324输出低电平,当检测到黑线时,发射管发出的红外光将不被接收管接收,LM324输出高电平。
2.3码盘检测电路
码盘测速电路如图3所示,码盘见图4所示,对射式红外发射一接受器检测脉冲个数,通过计算脉冲的周期
图3gI导线红外检测硬件电路图
图4红外光电码盘
来计算小车的行进速度。
2.4图形识别模块
图形识别模块在本设计中起着至关重要的作用,其识别正确与否直接影响到小车搬运的正确与否。
本系统场景设置比较单一,图形边缘信息较为规则,故采用Hough变换实现图形识别。
Hough变换是对图像进行某种形式的坐标变换。
它将原始图像中给定形状的曲线或直线变换成参数空问的一个点,即原始图像中给定形状的曲线和直线的所有的都集中到参数空问的某个点形成峰值点。
这样,就把原始图像中给定形状曲线或直线的检测问题变成寻找
i
图2电机驱动模块硬件电路图参数空问中的峰值点问题。
利用Hough变换检测各种图形的具体思路如下:
(1)检测三角形:三角形由3条边组成,其对应的参数空间3个中心点的横坐标分别表示三角形3条边的法向量与x轴的夹角0,从而可以计算出3条边与X轴的夹角,从而可以检测出三角形。
识别前后结果如图5(a)、图5(b)所示。
(2)检测圆形:把平面上的圆转换到参数空间,则图像空间中过任意一点的圆对应于参数空间中的一个三维锥面,图像空间中
≤硬:件纵麟№№们ec…que
图5(a)识别前效果图图5(b)识别后效果图
同一圆上的点对应于参数空间中的所有三维锥面必然交于一点,从而可以检测出圆形。
识别前后结果如图6(a)、图6(b)所示。
图6(a)识别前效果图图6(b)识别后效果图
(3)检测矩形:矩形的特征是由两组相互垂直的平行线组成。
对于相互平行的直线段,其法向量与X轴夹角臼都相等,因此反映在参数空间中对应的点都位于角度为臼的方向上,这样通过在参数空间检测特定角度的点就可以检测出矩形。
,识别前后结果如图7(a)、图7(b)所示。
,
图7(a)识别前效果图图7(b)识别后效果图
(4)检测一f-字叉:对十字叉的所有边缘进行Hough变换后,可以将参数空间的累加值的比例变成为灰度值,这样就可以绘出参数空间的累加响应值分布图,由此呵以实现对十字叉形状的识别。
识别前后结果如图8(a)、图8fb)所示。
,
2.5立方体搬移方案
方案一:采用电磁阀,在立方体的上表面固定一铁片,给电磁阀通电时即可产生磁力将立方体吸引搬起,断电即可放下。
此方案设计比较简洁,但电磁阀功率较
图8(a)识别前效果图图8(b)识别后效果图
大,长时间工作发热现象较严重,故不选用此方案。
方案二:采用伺服电机和机械手,通过控制水平和垂直两个方向的自由度,来完成取放立方体的动作。
对比两种方案,方案二更节能一且机械结构性能稳定,本设计选用方案二。
2.6利用动态规划方法实现小车路径优化
常用的路径规划方法有很多种,例如人工势场法、遗传算法等。
其中人工势场容易出现振荡和陷于局部极小,因此难以得到最优的规划路径。
遗传算法具有较好的寻优能力,但实际使用时容易出现早熟收敛现象。
根据题目要求,小车从起始点出发,将4个立方体依次运送到指定地点即可。
虽然立方体的摆放顺序是任意的,但放置地点固定。
因此,一旦识别出立方体的摆放顺序,那么立方体到各放置点的距离、小车到各个立方体和放置点的距离均是确定的。
根据题意,上述问题可以描述如下:没有n个地点,小车从起始点出发到其他每个地点一次且仅是一次,问如何选择行走的路线,使小车走过的总路径最短?显然这就是运筹学中货郎担问题的变形。
为此,建立如’卜.数学模型:小车从起始地点1开始,设小车走到地点i,记Ni=f2,3,…,i~1,:+1,…,n1表示由地点1到地点i的中间地点集合,S表示到达地点i之前中途所经过的地点的集合。
因此可选取㈦S)作为描述小车行进过程的状态变量,决策为由一个地点走到另一个地点,并定义最优值函数磊(i,S)为从地点l开始经由k个中问地点的S集到地点i的最短路线的距离。
由于n较小,因此可以采用动态规划方法求解,其递推关系为:
五(i,S)=min叭一,(i,.s\UJ)+喀]
其中k=1,2,…,n—l;i=2,3,…,n;也为地点i到地点j的距离;边界条件为fo(i,币)-d,。
由动态规划的最优性原理可知,一个最优策略的子策略总是最优的,所以从k=1到k=n一1逐个阶段求最优策略,最终得到的解即为小车的最优路径。
3软件设计
由于本系统的功能复杂,因此不但硬件电路复杂,同时也需要很强的软件系统支持。
系统采用基于TWI总线规范的主从机控制模式,主机负责检测信号和处理算法,从机负责驱动底层的硬件电路,主要解决了对
简易自动仓储搬运智能小车设计
作者:张友方, 王锐, 张波, ZHANG You Fang, WANG Rui, ZHANG Bo 作者单位:解放军炮兵学院,安徽,合肥,230031
刊名:
微型机与应用
英文刊名:MICROCOMPUTER & ITS APPLICATIONS
年,卷(期):2010,29(12)
1.佟长福AVR单片机GCC程序设计 2006
2.杨治明;周齐国基于Hough变换理论的图形识别 2002(11)
3.曲道奎;杜振军;徐殿国移动机器人路径规划方法研究[期刊论文]-机器人 2008(02)
4.<运筹学>教材编写组运筹学 2005
5.夏良正;李久贤数字图像处理 2006
本文链接:/Periodical_wxjyyy201012010.aspx。