倉儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　隨著“中國制造2025”規(guī)劃的提出，智能化生產(chǎn)理念受到越來越多的重視，其中物流行業(yè)就是一個(gè)代表。傳統(tǒng)的物流作業(yè)模式由于存在勞動(dòng)力成本高、安全性較差、效率低等問題，已經(jīng)無法滿足物流行業(yè)快速發(fā)展的需求。為彌補(bǔ)傳統(tǒng)模式的不足，需要采用更智能化的設(shè)備以代替人工完成搬運(yùn)工作。在此背景下，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種倉儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人控制系統(tǒng)。

　　首先，根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際功能需求，結(jié)合機(jī)器人的性能指標(biāo)參數(shù)，提出了倉儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。針對機(jī)器人的工作環(huán)境，設(shè)計(jì)了一種慣性測量技術(shù)、二維碼識(shí)別技術(shù)與灰度循跡技術(shù)相結(jié)合的室內(nèi)導(dǎo)航定位方式，并介紹了潛入式倉儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)。基于理論分析與計(jì)算，完成了系統(tǒng)核心部件的選型。

　　其次，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，完成了以MSP430F5438為核心的控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)，主要包括：最小系統(tǒng)模塊電路設(shè)計(jì)、電源管理模塊電路設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)控制模塊接口電路設(shè)計(jì)、導(dǎo)航定位模塊接口電路設(shè)計(jì)、無線通信模塊接口電路設(shè)計(jì)以及安全避障模塊接口電路設(shè)計(jì)，并完成了印制電路板的設(shè)計(jì)與制作。

　　然后，完成了倉儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，主要包括軟件系統(tǒng)總體構(gòu)架設(shè)計(jì)、初始化模塊設(shè)計(jì)、中斷模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)、車體運(yùn)動(dòng)控制模塊設(shè)計(jì)和無線通信模塊設(shè)計(jì)等。采用模糊PI控制策略和PD控制策略分別對機(jī)器人的速度和方向進(jìn)行控制，保證了倉儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人工作的抗干擾性。采用S曲線加減速算法保證了機(jī)器人啟停過程的平滑性。

　　最后，對倉儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行了分模塊測試，并在實(shí)驗(yàn)室搭建了模擬場景，完成了控制系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，機(jī)器人控制系統(tǒng)能較好地滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，初步驗(yàn)證了整個(gè)控制系統(tǒng)的有效性。
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