智能搬运小车( 完整 )
基于STM32 的智能物料搬运小车
科技与创新┃Science and Technology&Innovation2022年第16期文章编号：2095-6835（2022）16-0044-04基于STM32的智能物料搬运小车＊白焕鑫，刘文飞，孟鑫，薛茜艺（台州学院航空工程学院，浙江台州318000）摘要：根据2021年第七届浙江省大学生工程训练综合能力竞赛的要求，设计并制作了一款基于STM32F103ZET6的智能物料搬运小车。
该小车采用红外传感器和灰度巡线模块进行PID闭环寻迹与定位，并采用树莓派4B进行物料识别，具有自主运行、二维码读取、物料颜色识别、物料抓取、搬运和放置等功能。
比赛结果显示，该小车各项性能优良。
关键词：智能物料搬运小车；STM32；PID算法；自动寻迹中图分类号：TP368.1文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2022.16.014随着中国工业化进程不断深入，工业生产中的物料搬运工作逐渐趋于自动化、信息化、智能化，在一些高精度、高网络化、高风险的作业环境中，智能物流小车已逐渐取代人工搬运。
2021年第七届浙江省大学生工程训练综合能力竞赛要求设计并制作一台通过扫描二维码领取搬运任务，在指定的工业场景内行走与避障，并按任务要求将物料搬运至指定地点并精准摆放的智能物料搬运小车。
1总体方案设计浙江省大学生工程训练综合能力竞赛要求设计的智能小车需具有定位、移动、避障、读取条形码及二维码、物料位置和颜色识别、物料抓取与载运、上坡和下坡、路径规划等功能。
根据此要求，对小车各功能模块进行设计，主控采用嵌入式方案，其上带有电机驱动电路以及任务内容显示装置（OLED）；由于机械臂夹取部分需要现场制作，因此机械臂应结构简洁，易于加工。
车轮选择普通海绵内胆轮，上料与下料使用五自由度机械臂，树莓派搭载摄像头获取物料搬运顺序、物料颜色与形状信息，姿态传感器实现小车的全局定位；寻迹模块实现自主移动与路径规划，单片机进行数据分析与处理。
智能运输小车实验报告
一、实验目的1. 熟悉智能运输小车的组成及工作原理；2. 掌握智能运输小车的编程与调试方法；3. 熟悉传感器的工作原理及在智能运输小车中的应用；4. 提高实际操作能力，培养创新意识。
二、实验原理智能运输小车是一种集传感器、微控制器、电机驱动等模块于一体的智能设备，具有自动避障、循迹、遥控等功能。
本实验以智能运输小车为研究对象，通过传感器采集环境信息，利用微控制器进行运算处理，驱动电机实现运动，实现小车的智能运输。
1. 传感器：本实验采用红外传感器、编码器等传感器，用于检测小车周围环境、速度、方向等信息。
2. 微控制器：本实验采用STC89C51单片机作为核心控制单元，负责处理传感器信息、控制电机驱动模块等。
3. 电机驱动模块：本实验采用L298N电机驱动模块，用于驱动小车电机，实现小车的运动。
4. 电机：本实验采用直流减速电机，用于驱动小车行驶。
三、实验步骤1. 硬件连接：将红外传感器、编码器、电机驱动模块、电机等硬件连接到单片机。
2. 编程：编写智能运输小车程序，实现以下功能：（1）传感器数据采集：采集红外传感器和编码器的数据；（2）数据运算：根据传感器数据，计算小车行驶速度、方向等参数；（3）电机驱动：根据运算结果，控制电机驱动模块，实现小车行驶；（4）避障：当检测到前方有障碍物时，小车自动减速或停止；（5）循迹：小车在行驶过程中，根据红外传感器采集的信号，保持行驶在指定轨迹上；（6）遥控：通过红外遥控器控制小车的前进、后退、转向等动作。
3. 调试：将编写好的程序下载到单片机中，进行实验测试，根据测试结果调整程序参数，确保小车运行稳定。
四、实验结果与分析1. 实验结果：经过调试，小车可以实现以下功能：（1）自动避障：当检测到前方有障碍物时，小车自动减速或停止；（2）循迹：小车在行驶过程中，根据红外传感器采集的信号，保持行驶在指定轨迹上；（3）遥控：通过红外遥控器控制小车的前进、后退、转向等动作。
物流自动化智能可避障搬运小车系统设计
物流自动化智能可避障搬运小车系统设计向楠;陆会娥【摘要】设计了一种适用于物流仓储的自动化智能可避障搬运小车,小车由双电源模块、系统中央控制器模块、驱动调速模块、自动巡线和终点检测模块及自动避障模块组成,能够智能有序的搬运货物,遇到障碍能自动避开障碍物继续运行至目的地.小车成本较低,简单实用,易推广.【期刊名称】《广东石油化工学院学报》【年(卷),期】2017(027)004【总页数】4页(P30-33)【关键词】物流仓储;自动化;智能;避障【作者】向楠;陆会娥【作者单位】安徽国防科技职业学院汽车工程系,安徽六安 237011;安徽国防科技职业学院汽车工程系,安徽六安 237011【正文语种】中文【中图分类】TP272现阶段，大多数的物流仓储作业中，搬运货物的方式主要有两种，一种是工人推动小推车完成水平运送，垂直运送则是工人将小推车推进电梯来完成的;另一种是借助AGV(Automated Guided Vehicle)自动搬运小车来完成的。
AGV是一种无人搬运车，这是一种有电磁或光学等自动导引装置，利用电磁轨道，通过电脑控制最终能够按照规定的路径行驶的移载功能的小型运输车。
工人推车的运送方式是“人工+手推车+电梯”，这种搬运方式由于人员和设备的参与，会使作业现场比较混乱，货损货差的概率比较大，会产生较高的人工成本，同时人工作业效率比较低下，因此这种方式已不能满足物流作业低成本高效率的要求。
AGV自动搬运小车虽然可以实现无人作业节约了人工成本，但是此种设备成本较高，行驶需要专用的轨道，不能自动避开障碍物，占地面积较大，因此没有得到大面积的推广应用。
系统所述需要适应物流仓储自动化的智能可避障搬运小车包括车底盘、车轮以及车体，车体安装在车底盘上，车轮包括前车轮和后车轮，前车轮和后车轮安装在车底盘下。
车体上安装有双电源模块、系统中央控制器模块、驱动调速模块、自动巡线和终点检测模块及自动避障模块，驱动调速模块以及自动巡线模块及自动避障模块连接到系统中央控制器模块及双电源模块。
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。
无人搬运小车-PPT文档资料
深圳市米克力美科技有限公司i-so/
I-SO VVX200AGV参数
引导方式：磁条引导（RFID站点控制） 驱动方式： 双轮差速驱动 运载重量：（标准）200KG/(高速)100KG 长*宽*高： 980mm * 400mm * 210mm 行驶速度： 约50m/min<高速模式100m/min> 最小转弯半径：R23mm 精 度： ±10mm 连续作业时间：连续工作时间大于48小时（根据电池标配） 安全特性： 机械防撞装置、障碍物传感器、紧急开关
深圳市米克力美科技有限公司i-so/
AGV的优点
• AGV的几大优点：
节省搬运能力，减少管理人员。 降低用工成本，提高效益。 减少用工烦恼，提高企业形象。 减轻劳动强度，提高效率。 我们的目的： 让工厂变得更加自动化！——减少的不仅是用工成本， 还有用工的烦恼，提高的不仅是企业的效益，还有企业的形象。
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提供整体解决方案
米克力美科技专业提供智能化、模块化、简单化、个性化 AGV物流系统整体解决方案
• 多重安全系统，实时监测障碍物距离，障碍物全范围覆盖，实现多级 减速，减少紧急停车对货物损坏，失效模式下确保安全系统正常运行。 • 整机低功耗设计，一次充电满载运行48H，24*7不间断工作。 • 全天候AGV状态监测，自动优化形势路径，确保高效运行。 • 免维护设计，人性化人机界面，操作简单，无需技术人员管理。 • 智能化中央控制系统，实时智能监测AGV状态与物料调度。 • 轻量化AGV铝合金车身，超静音传动系统。 • 技术先进，价格合理，服务完善，快速收回投资。
智能搬运小车C语言程序(完整)
xunji();
delay(20);
}
fangxia();
delay(10);
songkai();
delay(10);
houtui();
qianjinfangxiang();
turn_left2();
}
void main() //主程序
{
time_init();
zkb1=30;
zkb2=30;
qianjinfangxiang();
qianjin();
delay(10);
while(1)
{
xunji();
turn_right2();
else if((RSIGN1==0)&&(RSIGN2==0)&&(LSIGN1==0)&&(LSIGN2==1))//右偏1，左转1
turn_left1();
else if((RSIGN1==0)&&(RSIGN2==0)&&(LSIGN1==1)&&(LSIGN2==1))//右偏2，左转2
zkb1=10;
zkb2=40;
}
void turn_left2()//大左转函数
{
zkb1=0;
zkb2=50;
}
void turn_right1()//小右转函数
{
zkb1=40;
zkb2=10;
}
void turn_right2()//大右转函数
diaotou();
}
}
}
qianjin();
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。
(完整版)基于单片机智能循迹小车毕业设计
沈阳理工大学课程名称：基于单片机智能循迹小车姓名：魏玉柱指导教师：程磊催宁海摘要本文论述了基于单片机的智能循迹小车的控制过程。
智能循迹是基于自动引导机器人系统，用以实现小车自动识别路线，以及选择正确的路线。
智能循迹小车是一个运用传感器、单片机、电机驱动及自动控制等技术来实现按照预先设定的模式下，不受人为管理时能够自动实现循迹导航的高新科技。
该技术已经应用于无人驾驶机动车，无人工厂，仓库，服务机器人等多种领域。
本设计采用STC89C52单片机作为小车的控制核心；采用TCRT5000红外反射式开关传感器作为小车的循迹模块来识别白色路面中央的黑色引导线，采集信号并将信号转换为能被单片机识别的数字信号；采用驱动芯片L298N构成双H桥控制直流电机，其中软件系统采用C程序，本设计的电路结构简单，容易实现，可靠性高。
关键词：STC89C52 智能循迹小车TCRT5000传感器电机驱动目录1引言 (4)2 需求分析 (4)2.2 循迹小车的发展历程回顾 (5)2.3智能循迹小车的应用 (5)2.4 智能循迹小车研究中的关键技术 (8)3系统设计 (9)4详细设计 (8)4.1 硬件设计 (8)4.1.1电路原理图 (9)4.1.2 器件选择 (10)4.1.2.1 智能循迹小车的主控芯片的选择 (10)4.1.2.2 智能循迹小车电源模块的选择 (10)4.1.2.3 智能循迹小车电机驱动电路的选择 (11)4.1.2.4 智能小车循迹模块的选择 (11)4.1.3 模块设计 (12)4.1.3.1电机驱动模块电路 (12)4.1.3.2光电传感器模块 (12)4.2 软件设计 (14)4.2.1程序流程图 (14)4.2.2实现主要代码 (14)5 实验结果 (16)5.1设计实现 (16)5.2出现的问题和解决的方法 (17)6 结束语 (18)7.参考文献 (19)1引言随着控制技术及计算机技术的发展，寻迹小车系统将在未来工业生产和日常生活中扮演重要的角色。
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智能搬运小车
哈尔滨工程大学信息与通信工程学院080813班
摘要：
关键词：单片机，PWM，光电传感器，运货小车
1.引言
1.1智能搬运小车研究的背景和目的：
运货是各个行业不可或缺的过程，人工运货随着经济的快速发展，不能完全满足市场的需求。
世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。
移动机器人是机器人学中的一个重要分支，出现于20世纪60年代。
当时斯坦福研究院的Nils Nilssen和charles Rosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制。
从此，移动机器人从无到有，数量不断增多，智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。
智能搬运小车可以安装不同的末端以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，可以广泛应用于机床上下料，冲压机自动化生产线，自动装配流水线，码垛搬运，集装箱等的自动搬运，大大减轻了人类繁重的体力劳动，具有广阔的市场前景。
1.2智能搬运小车的功能介绍：
智能搬运小车希望能够希望得到可以自动抓取货物，循迹行进，自动卸货物的功能。
2.总体方案及论证
2.1系统结构框图：
89C52单片机
PWM 波
直流稳压电
源
减速直流电
机光传感器自动循迹舵机
夹取货物
电压比较器
图1.系统结构框图
2.2具体设计：
整个系统包括单片机控制模块、电机驱动模块、光电传感器模块、机械手模块、模拟电源模块、小车车体。
将单片机控制模块，驱动模块固定在小车上端；光电电传感器安装在小车底部；将机械手安装在小车上部的前端；车架结构选择铝板。
2.2.1系统机械部分
采用铝板安装设计图纸自行加工。
即根据图纸首先用剪床剪得合适大小的铝板，再用钳工和折床将铝板做成合适的形状，再用钻床钻孔，用车床加工轴，用铣床加工轴套，最后安装即可得到所需的机械部分。
图2.小车底盘
图3.轴承座
图4.前直角
图5.中心固定架
图6.中心固定架支架
图7.左右关节
图8. 左右小关节
图9.左右前肢
2.2.2.3机械手模块：
采用3个舵机来实现要求。
舵机控制电路板接受来自信号线的控制信号，控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。
舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停止。
机械手的夹取通过左右两个舵机的配合来实现，左边的的舵机向右转一定的角度，右边的舵机向左一定的角度，从而实现夹取货物的目的。
机械手的抬起是通过中间舵机的顺时针转一定的角度来实现的。
2.2.2.4小车车体：
对于车架材料，我们经过比较选择了铝板。
铝板车架比塑料车架更牢固，比铁制小车更轻便美观。
2.2.2系统电路部分
单片机最小系统
单片机最小系统由复位电路、时钟振荡电路、数据采集接口和电机控制接口组成，单片机最小系统图如图10所示。
2.2.2.1电机驱动模块：
驱动模块采用专用芯片L298N 作为电机驱动芯片，L298N 是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，其响应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流
电机。
以下为L298N的引脚图和输入输出关系表。
图11.L298N外部引脚表1. L298N输入输出关系
采用左右两轮分别驱动，前万向轮转向的方案。
即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直流电机进行驱动，车体前部装一个万向轮。
当两轮的间存在速度差时，可以实现转弯。
当两个直流电机转向相反同时转速相同时就可以实现小车的原地旋转。
由此可以轻松的实现小车坐标不变的90度和180度的转弯。
安装时保证两个驱动电机同轴。
当小车前进时，左右两驱动轮与前万向轮形成了三点结构。
这种结构使得小车在前进时比较平稳。
前万向轮起支撑作用。
2.2.2.2光电传感器模块：
小车的路线检测部分是整个小车最重要的，就如同人的眼睛。
故采用光电传感器GP2A25实现要求。
黑色和白色路面对光的反射程度不同，白色反射程度强，黑色反射程度弱。
在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；当红外线遇到黑线时红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。
当光电传感器检测检测到黑线时，将输出一个高电平的信号给单片机。
当光电传感器检测检测到白色区域时，将输出一个低电平的信号给单片机。
单片机按照光电传感器反馈回来的信号来确定小车的位置，判断小车是否偏
移轨道。
图11.光电传感器部分电路图2.2.2.5模拟电源模块
光电耦合模块：
图11.电路原理图
2.2.3系统软件部分：
采用PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）来调节直流电机的速度。
PWM是通过控制固定电压的直流电源开关频率,从而改变负载两端的电压,进而达到控制要求的一种电压调整方法。
PWM可以应用在许多方面,如电机调速、温度控制、压力控制等。
在PWM驱动控制的调整系统中,按一个固定的频率来接通和断开电源,并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。
通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小,从而控制电动机的转速。
在脉冲作用下,当电机通电时,速度增加；电机断电时,速度逐渐减少。
只要按一定规律,改变通、断电的时间,即可让电机转速得到控制。
本系统中通过控制51单片机的定时器T0，T1的时间，从而可以实现P0.4和P0.5，P1.0,P1.1,P1.2产生PWM信号。
定时器每中断一次, 使单片机的指定管脚根据条件输出高电平或低电平。
将直流电机的速度分为N个等级, 因此一个周期就有个N脉冲, 周期为N 个脉冲的时间。
速度等级对应一个周期的高电平脉冲的个数。
占空比为高电平脉冲个数占一个周期总脉冲个数的百分数。
一个周期加在电机两端的电压为脉冲高电压乘以占空比。
占空比越大, 加在电机两端的电压越大, 电机转动越快。
电机的平均速度等于在一定的占空比下电机的最大速度乘以占空比。
当我们改变占空比时, 就可以得到不同的电机平均速度, 从而达到调速的目的。
精确地讲, 平均速度与占空比并不是严格的线性关系, 在一般的应用中, 可以将其近似地看成线性关系。
系统总体流程
程序流程
图12.程序流程图取物函数详细流程
取货卸货函数详细流程图
循迹处理软件流程
在白色背景中有一条黑色的线，小车就是要沿着这条黑线行走，通过判断反射式光电传感器所接收到的反射光来判断小车所应行走的方向。
以三个反射式光电传感器为例进行说明循线的原理。
光电传感器与黑线位置关系示意图如图4-4所示。
光电传感器与黑线位置关系示意图
检测环节中一共有4个这样的光电传感器单元，实现组合式的控制方向的检测。
4个光电传感器电路组合功能见表4-1。
表4-1 光敏传感器状态真值表
循迹流程图
循迹流程图
3.数据分析处理：
4.实验效果及理论分析。