一种基于智能抓取的节能物流机器人系统设计.pdf
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1、-107-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024中国科技信息 2024 年第 7 期四星推荐现如今大多数快递物流公司采用的是人工批量拣用,在少数大型快递站点里面可以看到少数的智能设备在协助管理,但是其中的大部分工作依旧需要人工,不仅作业效率低,劳动强度大,还容易出现快递分拣出错,容易造成一系列的麻烦,影响客户购买体验和商家的经营,其次,现在能源问题也是一大重点,本小车针对节约能源方面作出改进,对小车加装太阳能电池板使其对太阳能进行转化利用从而达到节约电能的目的。相比于传统的物流方式,我们对其进行了一部分的提升设计处理:针对小型快递站点
2、运输和分类快递的情况:采用麦轮特殊的移动性质在货架间运动,使用机械臂对货架上的快递进行智能识别分类抓取。有效降低快递拾取的出错率,并且在灵活的驱动系统的支持下可以快速应对各种复杂地形快速到达目的地通过快递上的条形码快速识别并分拣或抓取所需要的快递并且进行分类。针对大中型快递站点的管理:自动记录每次出入库的快递数量,并对所有快递进行分类统计,最后核对数量保证快递在源头上面的准确输出。考虑到能源问题,本小车进行节能处理,使用太阳能(清洁能源)电池板对电能进行一定程度的节约,小车白天可以通过太阳能进行工作并储存一部分能量留于电池中,晚上小车工作则是采用锂电池和太阳能电池形成混合电源进行供电从而产生动
3、力。本文旨在运用麦轮和太阳能供电板进行对机械物流小车的改良处理,节能的同时对小车的灵动性进行检测。机械制动系统本小车采用麦轮进行移动,其优点在于小车面对复杂路况时可灵活转向、驱动力大、稳定性强、操作所需环境比传统小车小。普通的轮子只能前后向施力,很难向左右平移方向运动,而麦轮由于它独特的设计,不仅具有传统车轮最基本的前进后退,还具备其特有的平移,旋转等多种运动方式,可以很好地应对复杂的路面情况,保证小车的灵动性。参考孙全胜的基于 STM32 的麦克纳姆轮的研究分析,小车由 STM32F103c8t6 为核心驱动,其动力来源于位于小车上部的太阳能电池和传统电池组成的供能系统所提供。如图 1 是麦
4、轮四驱车的样例。当四个麦轮同时向前或向后运动时,小车能够实现直线前后运动。如果轮1和轮3向前运动,而轮2和轮4保持静止,小车可以实现向左前方 45的斜向移动。采用麦克纳轮的优行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可替代度影响力可实现度行业关联度真实度一种基于智能抓取的节能物流机器人系统设计王 超 朱希玲 蓝小珍 吴 涛 王陈奇王 超 朱希玲*蓝小珍 吴 涛 王陈奇上海工程技术大学 汽车与机械工程学院王超(2004),本科在读,研究方向:智能制造。通信作者:朱希玲(1977),女,硕士,讲师,研究方向:流体力学和液压元件研究。基金项目:2023 年上海工程技术大学大学生创新创业训练计划项目(项目
5、编号:cx2301008)。中国科技信息 2024 年第 7 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024-108-四星推荐势在于其行驶平稳、具备左右平移和原地旋转的特性,因此相较于以前的四轮车,本小车更加灵活自由。对于小车的运动,我们只需要通过控制小车四个轮子的转向便可以很好地控制它的运动方向。对此,可通过控制 STM32 主控对 I/O口高低电频的调节,从而实现控制电机的正反转,进而控制小车的运动。通过 STM32 主控输出一定且稳定频率的 PWM 高频波从而控制电机正反转。而 PWM 波高电频与小车电机的转速有关,当输出的 PWM
6、波高电频所占的时间比越高,电机的转速则越快,反之转速则越慢。机械爪系统原理机械爪为本小车工作的关键所在,物件的夹取都靠其操作。因物流快递形状多数为方形结构,本小车采用两爪机械爪设计,选取本机械爪是由于此机械爪结构较为简单便于制造,适应性比较高,也更加稳固此机械爪采用电机传动,由电机传动带动机械爪上的螺杆转动来调节两爪的开合程度,可以根据物件的大小进行调节。本小车采用二型连杆机械臂带动其运动对货物进行抓取,机械臂由舵机提供传动,机械爪具有一定的可适应性,机械爪如图 2 所示,可根据货物的大小转动螺杆对机械爪的开合度进行调整保证对货物的准确抓取,防止货物因为抓不牢而滑脱,其次会对本机械爪进行加长处
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