基于arduino的分拣小车设计三维图无CAD.zip
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前15页/共57页)
编号：22167159
类型：共享资源
大小：62.43MB
格式：ZIP
上传时间：2019-09-24
上传人：小***
认证信息
个人认证
林**（实名认证）
福建
IP属地：福建
50
积分
- 关 键 词：
-
Arduino
- 资源描述：
-
基于arduino的分拣小车设计三维图无CAD.zip,Arduino
- 内容简介：
-
!【包含文件如下】【机械类设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat1.txt小车三维图小车演示视频.mp4小车照片开题报告.doc设计说明书.doc 摘 要本论文主要介绍基于Arduino 平台设计的能够用于小型物流分拣运输且可以和手机设备进行蓝牙通讯的小车的设计过程。在论文中先后阐述了该设计的背景和在国内外的研究状况，通过系统思路设定，经分析当前主流控制板的优缺点后决定使用Arduino UNO控制板对系统进行控制，运用Solidworks软件完成分拣小车的三维建模及各零件的装配过程。为了实现分拣小车的预期功能，选择超声波传感器作为距离判断的元件，通过L298N电机驱动模块控制小车的转向和转速，依据电阻电桥的特性且结合HX711 A/D转换芯片完成电子秤的设计，对分拣小车上承载物件的信息通过LCD12864显示屏呈现。此外根据Arduino平台和 Android平台耦合性强的特性，选用蓝牙模块实现Android手机设备和搭载Arduino控制板的分拣小车之间的通信。完成电路连接后初步编写程序流程框图后用IDE实现对分拣小车的软件控制，经过程序编译、上传，利用IDE串口监视器的便利性和分拣小车的实物模型完成整体程序的调试后，本论文设计的分拣小车能够实现自动搬运、称重、显示、寻轨迹等预期功能。关键词：分拣；Arduino；蓝牙通信；循迹ABSTRACT This dissertation mainly introduces the design process of a car designed based on the Arduino platform that can be used for small-scale logistics sorting and transportation and can communicate with mobile devices via Bluetooth. In the thesis, the background of the design and the research status at home and abroad were explained successively. After the analysis of the current advantages and disadvantages of the mainstream control, the design of the system was controlled using the Arduino UNO control board and the sorting was performed using Solidworks software. The three-dimensional modeling of the car and the assembly process of each part. In order to achieve the desired function of sorting trolleys, ultrasonic sensors are selected as distance-determining components. The L298N motor drive module is used to control the steering and rotation speed of the car, and the electronic scale is designed based on the characteristics of the resistance bridge and combined with the HX711 A/D conversion chip. The information on the carrying objects on the sorting cart is presented through the LCD12864 display. In addition, according to the strong coupling between the Arduino platform and the Android platform, the Bluetooth module is used to implement communication between the Android mobile device and the sorting cart equipped with the Arduino control panel. After the circuit connection is completed, the program flow diagram is preliminarily written to use the IDE to implement software control of the sorting cart. After the program is compiled and uploaded, the convenience of the IDE serial monitor and the physical model of the sorting cart are used to complete debugging of the entire program. The sorting cart designed by the dissertation can realize the expected functions such as automatic handling, weighing, display, and tracking. Keywords: Sorting; Arduino; Bluetooth communication; tracking目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1设计研究的背景及意义11.2国内外发展状况12 系统整体设计42.1系统思路设计42.2控制芯片的选择42.3 Arduino相关介绍及型号选择52.4分拣小车的三维建模63 小车硬件介绍103.1 Arduino UNO103.2超声波模块113.3电机驱动模块（L293N）123.4 5KG压力传感器和HX711模块133.5 LCD 12864显示屏173.6 蓝牙模块193.7摆臂舵机204 分拣小车程序编写214.1分拣小车整体控制流程214.2避障功能的流程框图214.3循迹功能的流程框图224.4称重功能的流程框图234.5 LCD屏显示功能的流程框图244.6蓝牙通信功能的流程框图254.7舵机摆臂功能的流程框图255 系统调试265.1串口监视器使用265.2 蓝牙模块AT设置265.3调试中遇到的问题276 总结28参考文献29致 谢30附录1：外文译文31附录2：外文原文36附录3：系统程序41一、选题依据1论文（设计）题目基于 arduino 的分拣小车设计2研究领域物联网及智能制造3论文（设计）工作的理论意义和应用价值 未来物流业的发展离不开机器人技术的支持，机器人技术在物流作业过程中发挥着越来越重要的作用，将成为引领现代物流业发展趋势的重要因素。分拣机器人系统 可以改善快递物流管理工作，能够让货物摆放得更加整洁规范，通过中央控制系统进 行数据分析和远程控制，还可以随时随地更改变化路径，增强柔性，把众多工艺根据 需要轻松地连接在一起，更直观地检验工艺流程安排的合理性。通过分拣机器人项目 对作业生产流程进行优化，可规范每个处理环节的工作标准和流程，提升系统的处理 效率。同时，制定分拣机器人系统在邮政行业全网应用的技术规范和标准，控制收寄 缺项和重量不符的情况，可有效杜绝资费流失，确保企业收益。通过控制处理中心工 艺设备整体投入比例，可降低处理中心人工成本和整体设备折旧成本，进一步提高人 机结合能力，保障处理环节流畅性，总体达到降本增效的目的。分拣机器人系统可建 立应对业务量增加和旺季生产的临时增效机制，改变因特殊时间节点产生的爆仓现 象，同时对未来处理节点的建设创造新的思路。经过前几年的高速增长，中国快递业的整体规模迅速壮大，年业务量已超过 300 亿件。快递业务量的高速增长，要求快递邮件的分拣效率越来越高，在行业内部广泛 使用的交叉带自动分拣机具有高效的处理能力，但投资高、刚性强，使得各快递企业 对投入有一定顾虑。2016 年以来，快递市场高速增长，但缺乏高效、低成本的邮件处理方案已成为 制约快递行业发展的重要问题。一方面，用工难日益凸显，在“双 11”等业务高峰期 和春节前后，时常出现用工乱、用工荒现象，人工成本居高不下；另一方面，快递物 品种类繁多，规格杂乱不一，很难做到集中化和批量化处理。目前，业内处理快递邮 件的方式主要有三种：一是采用自动化分拣机，效率高，模块性强，但投资大。二是 采用传输胶带机，柔性强，对场地要求小，但效率低。三是手工作业，人工成本巨大 且效率低下。这三种方法虽然目前都在广泛使用，但都不能彻底解决快递企业的邮件 处理问题。基于快递物流客户高效、准确的包裹分拣需求，一款基于 arduino 的分拣 机小车应运而生。通过分拣小车与快速读码及智能分拣系统相结合，可实现包裹称重/ 读码后的快速分拣及信息记录交互等工作。分拣小车可大量减少快递分拣过程中的 人工需求，提高分拣效率和自动化程度，并可大幅提高分拣的准确率。随着大数据算 法的日趋完善化、快递邮件信息逐步标准化、智能总控系统集成化，分拣小车将会成 为物流业由劳动密集型产业向批量智能化转型高度契合的产物。4目前研究的概况和发展趋势 随着科学技术的发展，自动分拣技术越来越多地应用于物流行业。自动化分选设备是将物品通过分拣系统分配到所需要的位置中。它是由CPU控制系统、计算机网络、 搬运机构、分支机构、缓冲机构等构成。除了用PC机输入分拣指示信息的作业外，由 于全部采用自动化作业，所以分拣计算能力较大，分拣分类的数量也可观。在我国一 些实力比较雄厚的企业内，自动化分拣也有一定的应用，但分拣系统的规模还比较小， 分拣的货物有限，与国外相比还有很大的差距。随着科学技术的发展，自动分拣技术 越来越多地应用于物流行业。自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为 止，都是按照人们的指令靠自动装置来完成的。自动分拣装置是由接收分拣指示信息 的控制装置、计算机网络、搬运装置（负责把到达分拣位置的货物搬运送到别处的装 置）、分支装置（负责在分拣位置把货物进行分送的装置）、缓冲站（在分拣位置临时 存放货物的储存装置）等构成。除了用终端的键盘、鼠标或其他方式向控制装置输入 分拣指示信息的作业外，由于全部采用自动控制作业，所以分拣处理能力较大，分拣 分类的数量也较大。在现代化物流体系中，机器人技术的应用程度已经成为决定企业间相互竞争和未 来发展的重要衡量因素。毫无疑问，“机器人+”物流可以有效提高物流效率和质量， 而且对保障人身安全、改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动生产率、节约材料消 耗以及降低生产成本方面都具有十分重要的意义。“机器人+”物流不仅在包装分拣、 装卸搬运和无人机送货中得到广泛应用，随着机器人技术的不断进步和各种智能机器 人的不断涌现，在流通加工、仓储和信息处理等物流作业环节中也必将得到广泛应用。 机器人也将更好、更高效地服务于物流业，促进现代物流业的快速发展快递业发展“十三五”规划提出，“十三五期间”创新能力全面增强，科技 应用水平进一步提高，行业科技进步贡献率进一步提升。重点快递企业基本实现内部 作业自动化、服务设施设备智能化，客户服务、企业运营、行业管理的信息化水平基 本达到国际先进水平。同时，未来快递业将全面节约和高效利用资源，通过减少收寄、 分拣、封发、运输、投递等各个环节对环境的污染和资源消耗，降本增效。通过减少 对传统能源的依赖，优化要素投入结构，实现快递业“低污染、低消耗、低排放、高 效能、高效率、高效益”的绿色发展。借此契机，在快递行业高速发展的大背景下， 技术驱动生产力的紧迫感越来越强，分拣机器人系统在邮政企业的推广应用将大有可 为。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题 该系统既涉及硬件开发，又设计软件开发，经过对多种软硬件开发平台的对比发现，Arduino 平台和 Android 平台耦合性及强，完全符合当前市场流行趋势，Arduino 硬件和 Android 软件之间的通信接口则选择具有标准统一、安全可靠、市场占有率高 等特点的蓝牙无线通信技术完成。在软硬件之间建立了蓝牙串口通信链路后，用户只 需在 Android 手机上发送指令即可控制 Arduino 硬件电路工作，完成各功能模块的驱 动。此外，扫描快递条形码读取信息，将信息传递给小车芯片，实现分拣小车和操作 者的信息交互并发送操作指令。 2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）（1）绪论（2）系统整体设计（3）分拣小车硬件模块（4）分拣小车软件控制（5）系统安装调试3.本论文（设计）预期取得的成果 整体三维设计图（一份）A0 装配图（一张） 电路原理图（一张） 软件流程图（一张） 软件代码（若干段） 设计说明书(一份)三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）； 本设计将采用软硬件搭建的方式，边设计边实践，边思考边学习的方法完成论文编写工作。主要将重点工作分为以下几部分进行：（1）了解并熟悉 Arduino 开发板和 Arduino IDE（2）掌握 Arduino 编程语言的基础（3）熟悉设计中所需的传感器模块及扩展模块（4）按预期设计完成硬件搭建并编写程序（5）进行程序修改和完善（6）撰写设计说明书2.论文（设计）进度计划第 1 周：收集研究方向相关资料、研究资料。第 2 周：阅读参考文献，确定研究内容。第 3 周：撰写开题报告，拟订总体设计方案。第 4 周：完善、修改开题报告，完成外文翻译。第 5 周：进行毕业设计总体规划，设计总体实施方案。第 6 周：主要器件选型，主体结构搭建。第 7 周：绘制系统原理图，控制电路功能设计。第 8 周：各模块连接实现，传感器连接实现。第 9 周：设计程序流程框图和主要算法。第 10 周：完成程序编制、进行调试。第 11 周：进行实验，分析实验结果。第 12 周：对程序进行调试，撰写设计说明书。第 13 周：完善设计内容及设计说明书，准备毕业设计答辩。第 14 周：按指导教师及评阅教师的意见修改设计说明书，进行毕业设计答辩。四、需要阅读的参考文献1 蒋家志, 刘国. 多机器人智能仓储系统中智能调度的研究 J/OL. 机电工程技 术.2017(09)2任芳,王玉.自动分拣机器人在义乌申通的应用实践J.物流技术与应用.2017,22(08) 3万龙,吴仁杰.分拣机器人在邮政企业应用前景浅析J.中国邮政.2017(07) 4王喜文.机器人技术在物流中的应用:分拣、搬运到送货J.物联网 术.2017,7(03) 5彭攀来,马娅婕,刘智旸. 基于 Arduino 的移动机器人控制系统设计J. 自动化与仪表. 2016(03)6傅忠云,朱海霞,孙金秋,刘文波.基于惯性传感器 MPU6050 的滤波算法研究J. 压电与声光. 2015(05)7郭福利,张春生.快递业研究综述J.物流工程与管理.2015,37(06) 8康海,赵坤,刘书林.基于 MPU6050 模块的飞行姿态记录系统设计J. 电子设计工程. 2015(10)9王志凌,闻凯,陈杰.基于 Android 的小型移动机器人控制系统J. 国外电子测量技 术. 2014(09)10刘力.基于 Ardunio 和 Android 的蓝牙遥控车J.科技视界.2016(14) 11李瑞,李晓明.基于 Mobile-Android 小型移动机器人平台控制系统J. 机电工程.2013(11)12马鸣,张华.基于 Android 的蓝牙远程控制 PC 系统的设计与实现J. 电脑知识与技 术. 2012(28)13蔡睿妍.Arduino 的原理及应用J. 电子设计工程. 2012(16) 14林兆花,徐天亮.机器人技术在物流业中的应用J. 物流技术. 2012(13) 15郑昊,钟志峰,郭昊,许骏.基于 Arduino/Android 的蓝牙通信系统设计J. 物联网技术. 2012(05)16郑金花.我国快递行业发展现状及策略分析J.现代商贸工业.2011,23(12) 17邹伟,李丽,王秀,翟长远,张睿.超声波传感器测距实验平台设计与实验J. 传感器与微系统. 2011(10)18 Kim. Large scale transportation service network design:Models, algorithms and applicationsD. Massachusetts Institute of Technology.1997.19 Kuby, Gray. The hub network design problem with stopovers and feeders: The case of federal express J.TransportationResearch A.1993,27,(1)20 O Kelly M E. The location of interacting hub facilities J.TransportationScience.1986,20,(2)附录：文献综述文献综述进入20 世纪90 年代以来,随着我国经济发展水平快速提高, 社会经济活动日益 频繁,人们对货物送达的时间要求越来越高,不仅传统的文件、包裹,而且越来越多的 高价值、小批量、个性化的货物, 都成为快递的托寄物内容。现代快递业经过近三十 年的发展,现已成为一项利润丰厚、市场规模及潜力巨大的产业。1、快递行业现状 当前,由中国邮政一家独霸天下的格局已被打破,我国快递业出现了国营、民营、外资多经济主体、多运输方式相互竞争的市场状况。目前相关部门统计的数据显示, 在工商部门注册登记的快递企业已经达到2000 多家,而分支机构更多达5000多家,此 外不少物流企业、运输企业也涉足快递业务。目前国内大小快递企业3 万多家,存在 国有、外资和民营三大阵营。中国国际快递以外资为主,国内快递则以国有为主导,民 营为主体。城市内快递, 民营约占90 %,省际间快递民营约占50 %。从实力来看,快递 行业内存在“四方势力”:四大外资、中国邮政、内资大企业、民营公司。“四方势力” 正因为企业策略调整和国家政策的即将变化面临有史以来最大的洗牌。虽然国内快递 行业的增速惊人,炙手可热的网络经济更是不断催生全新的民营快递企业建立,但是 目前快递行业也存在着产业发展能力不足的问题。对快递行业发展回顾、展望与分析等问题的研究是早期国内外学术界对快递业研 究的主要问题之一。在国外，AldenHatch（1950 年）对美国运通公司（American Express）的发展历程进行了回顾和梳理，间接反映出美国快递业的发展过程，成为 研究美国快递业发展历程的基础性文献。Yupo Chan 等（1979 年）通过对联邦快递（FedEx）的发展回顾，揭示了美国小件包裹航空快运业的发展历程。在快递行业总 体发展研究中，最具影响力的是牛津经济预测团队发布的The Impact of The Express Delivery Industryon The Global Economy（2005 年），该报告以多个国家的真实 案例和调查问卷数据为分析基础，研究提出了诸多观点，并被众多快递领域的研究者 不断应用。在国内，发展快递业务必须建立适合商品化经营的管理体制（王俊 之,1988 年）是国内最早的关于快递业的学术论文。随着我国快递业的不断发展壮大， 相关的研究文献也不断增加。张洪斌等（2006 年）从需求和供给两个角度出发对影 响快递市场发展的主要因素，及其与快递发展的关系进行了定量分析。匡旭娟（2008 年）对快递业的动态演进进行了研究，对快递业的资源条件、产品特征、快递网络进 行了分析，并进一步对快递业网络形态的变迁及内部作用机理进行了深入研究。以快递企业为对象的研究主要集中在对其市场需求分析、竞争力分析、发展战略 和策略等方面。林颖娟（2008年）综合考虑服务价格、服务时限、服务内涵、服务品 质、服务企业等需要因素，以调查数据为基础归纳得出四种针对个人快递市场的服务 需求。朱敏（2009 年）运用委托代理理论对快递企业间的收益分配问题进行了研究， 并构建了基于夏普利值法的收益分配模型，研究得出了相应的收益分配策略。陈天鹏（2005 年）以中铁行包快递有限责任公司为研究对象，对其发展战略选择进行了研 究，基于竞争战略理论提出了针对性的举措。候丹（2010 年）运用模糊综合评价法 对民营快递企业核心竞争力评价进行了研究，结合评价结论从战略、人才、服务、管 理和外部环境等方面提出了相应的发展策略。国内学术界对快递行业发展的研究主要 集中在行业发展回顾、行业发展影响因素、与经济产业间的关系等，以及对企业市场 需求分析、竞争力分析、发展战略和策略等方面的研究。2、当今快递行业发展机会目前,快递行业可谓是十足的朝阳产业, 即便近两年迅速发展,如今全国的快递 业务量还不到GDP的0.3 %,与发达国家达到的1 %左右相比,差距甚大。我国每年快递 业务量约20 亿件,发展空间巨大。外贸进出口的增长为快递行业开辟了更大的市场, 快递市场规模的增长与外贸进出口规模的增长呈线性正相关关系。“两会”期间国家相关政策明确指出:“ 政府应该把扶持现代化流通基础平台 建设放到国家中长期发展战略层面”,培养以企业自主建设为主,大力扶持现代物 流,尤其是平台建设、信息软件和专业人才三个方面建设,实现“连锁经营、物流配送 和电子商务等”现代流通方式。快递市场规模的增长随着物流规模的增长而增长,快 递市场规模的增长速度还要略高于物流增长速度。国家对物流企业的政策重视,给快 递行业的发展带来的很好的发展前景。近年来,互联网的普及和上网人数的迅速增长,使电子商务迅猛发展,快递业务成 为电子商务的重要组成部分,是电子商务实现实物配送的主要途径。据悉,当前快递市 场1/3 的业务量是通过电子商务牵动来完成的,快递业务依托电子商务平台发展的前 景不可估量。快递行业应抓住电子商务快速发展的有利时机,促进快递服务与电子商 务产业紧密结合,融合发展;推动快递企业与电子商务网站合作,不断优化业务结构, 提升服务水平,实现互利共赢。3、面对快递行业的迅速发展提出对策提高物流分拣设备的自动化程度 近来，势如破竹的电商一路高歌猛进，在撼动传统零售业的同时也带动着物流行业风声水起。传统的物流作业为人工主导型，效率较低。相关调查表明，传统模式下的仓库工人有60%70%的时间都耗费在取货上。为了提高物流作业的效率，智能仓储 系统渐渐的被人们所注意。对快递业来说，由于其作业对象的多样性及不确定性、逐年飙升的作业量、作业 量极度不均衡等因素，除了对物流系统的处理效率有了更高的要求，对系统的柔性化 要求也越来越强烈。因此，快递企业开始在应用最为成熟但柔性化程度较低的交叉带 分拣系统之外需找新的自动化物流系统解决方案。几年前，当亚马逊的仓库被打开后， 一台台灵活运行的机器人快速穿梭在货架之间，刷新了业界对于货到人拣选技术的认 知。如今，自动分拣机器人系统在物流配送中心的应用价值逐渐得到证明和认可， 并 很快在电商、服装、快消品等行业推广。分拣机器人处理能力强。一个小件分拣机器人分拣模块的理论分拣效率为1.8 万 件/ 小时，实际分拣效率可达1.5 万件/ 小时以上；一个超大件分拣机器人分拣模块 的理论分拣效率为6000 件/ 小时，实际分拣效率可达5000 件/ 小时。占地小，格口 多。一般情况下，小件分拣平台面积为12001500平方米，可布置200300 个格口； 大件分拣平台面积为30003500平方米，可布置4050 个格口。人工成本低。分拣机 器人处理系统的人员工位布置紧凑、人均效能提高，相同处理效率下较交叉带分拣机 系统可节约用工约40%。分拣差错小。分拣机器人分拣采用静态卸载，只要邮件信息 准确，理论分拣差错率为零。称重精度好。分拣机器人因配置静态称重装置，称重精 度高，利于复核邮件重量，规范邮件收寄。系统组成灵活，扩展性好。分拣机器人系 统中机器人数量可根据需要灵活配置，可多可少,如配置100 台、200 台、300 台、 350 台分拣机器人等。分拣平台一个标准模块为12001500平方米，也可根据需要配 置半个模块、12个模块等。系统可靠性高。由于机器人分拣系统由众多且独立运行 的分拣机器人组成，如有一台或几台分拣机器人发生故障，可自动退出系统，不影响 整个系统的整体运行效率；如控制软件发生故障，可重新启动或重装，所需时间也很 短。维护成本低。分拣机器人内部结构简单，一般不需配置专业设备维护人员，可由 机器人供应商定期维护和维修，备品备件数量少。节能环保。机器人分拣系统用电功 率较相同规模的交叉带分拣机的实际消耗功率低，且均由低功率直流可充电电池供 电。绿色清洁能源的使用能够为处理中心的降本增效作出一定贡献。分拣机器人系统可以改善快递物流管理工作，能够让货物摆放得更加整洁规范， 通过中央控制系统进行数据分析和远程控制，还可以随时随地更改变化路径，增强柔 性，把众多工艺根据需要轻松地连接在一起，更直观地检验工艺流程安排的合理性。 通过分拣机器人项目对作业生产流程进行优化，可规范每个处理环节的工作标准和流程，提升系统的处理效率。同时，制定分拣机器人系统在邮政行业全网应用的技术规 范和标准，控制收寄缺项和重量不符的情况，可有效杜绝资费流失，确保企业收益。 通过控制处理中心工艺设备整体投入比例，可降低处理中心人工成本和整体设备折旧 成本，进一步提高人机结合能力，保障处理环节流畅性，总体达到降本增效的目的。 分拣机器人系统可建立应对业务量增加和旺季生产的临时增效机制，改变因特殊时间 节点产生的爆仓现象，同时对未来处理节点的建设创造新的思路。2016 年，一套颠覆原有作业模式的自动分拣机器人系统在义乌市申通快递有限 公司（简称“义乌申通”）橫空出世，犹如石入静湖，层浪迭起，其技术创新引发业 内高度关注。这些自动分拣机器人因行动灵活、动作敏捷、外形乖巧等特点， 被大 家昵称为“小黄（橙）人”。2016 年“ 双 11”当天，该系统（约 600 台机器人，连 续运作近 18 小时）帮助处理中心完成了 55 万个订单的拣选作业。这一惊人的效率让 在快递行业独领风骚十多年的交叉带分拣机倍感威胁。快递业发展“十三五”规划提出，“十三五期间”创新能力全面增强，科技 应用水平进一步提高，行业科技进步贡献率进一步提升。重点快递企业基本实现内部 作业自动化、服务设施设备智能化，客户服务、企业运营、行业管理的信息化水平基 本达到国际先进水平。同时，未来快递业将全面节约和高效利用资源，通过减少收寄、 分拣、封发、运输、投递等各个环节对环境的污染和资源消耗，降本增效。通过减少 对传统能源的依赖，优化要素投入结构，实现快递业“低污染、低消耗、低排放、高 效能、高效率、高效益”的绿色发展。借此契机，在快递行业高速发展的大背景下， 技术驱动生产力的紧迫感越来越强，分拣机器人系统在邮政企业的推广应用将大有可 为。 摘 要本论文主要介绍基于Arduino 平台设计的能够用于小型物流分拣运输且可以和手机设备进行蓝牙通讯的小车的设计过程。在论文中先后阐述了该设计的背景和在国内外的研究状况，通过系统思路设定，经分析当前主流控制板的优缺点后决定使用Arduino UNO控制板对系统进行控制，运用Solidworks软件完成分拣小车的三维建模及各零件的装配过程。为了实现分拣小车的预期功能，选择超声波传感器作为距离判断的元件，通过L298N电机驱动模块控制小车的转向和转速，依据电阻电桥的特性且结合HX711 A/D转换芯片完成电子秤的设计，对分拣小车上承载物件的信息通过LCD12864显示屏呈现。此外根据Arduino平台和 Android平台耦合性强的特性，选用蓝牙模块实现Android手机设备和搭载Arduino控制板的分拣小车之间的通信。完成电路连接后初步编写程序流程框图后用IDE实现对分拣小车的软件控制，经过程序编译、上传，利用IDE串口监视器的便利性和分拣小车的实物模型完成整体程序的调试后，本论文设计的分拣小车能够实现自动搬运、称重、显示、寻轨迹等预期功能。关键词：分拣；Arduino；蓝牙通信；循迹ABSTRACT This dissertation mainly introduces the design process of a car designed based on the Arduino platform that can be used for small-scale logistics sorting and transportation and can communicate with mobile devices via Bluetooth. In the thesis, the background of the design and the research status at home and abroad were explained successively. After the analysis of the current advantages and disadvantages of the mainstream control, the design of the system was controlled using the Arduino UNO control board and the sorting was performed using Solidworks software. The three-dimensional modeling of the car and the assembly process of each part. In order to achieve the desired function of sorting trolleys, ultrasonic sensors are selected as distance-determining components. The L298N motor drive module is used to control the steering and rotation speed of the car, and the electronic scale is designed based on the characteristics of the resistance bridge and combined with the HX711 A/D conversion chip. The information on the carrying objects on the sorting cart is presented through the LCD12864 display. In addition, according to the strong coupling between the Arduino platform and the Android platform, the Bluetooth module is used to implement communication between the Android mobile device and the sorting cart equipped with the Arduino control panel. After the circuit connection is completed, the program flow diagram is preliminarily written to use the IDE to implement software control of the sorting cart. After the program is compiled and uploaded, the convenience of the IDE serial monitor and the physical model of the sorting cart are used to complete debugging of the entire program. The sorting cart designed by the dissertation can realize the expected functions such as automatic handling, weighing, display, and tracking. Keywords: Sorting; Arduino; Bluetooth communication; tracking目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论11.1设计研究的背景及意义11.2国内外发展状况12 系统整体设计42.1系统思路设计42.2控制芯片的选择42.3 Arduino相关介绍及型号选择52.4分拣小车的三维建模63 小车硬件介绍103.1 Arduino UNO103.2超声波模块113.3电机驱动模块（L293N）123.4 5KG压力传感器和HX711模块133.5 LCD 12864显示屏173.6 蓝牙模块193.7摆臂舵机204 分拣小车程序编写214.1分拣小车整体控制流程214.2避障功能的流程框图214.3循迹功能的流程框图224.4称重功能的流程框图234.5 LCD屏显示功能的流程框图244.6蓝牙通信功能的流程框图254.7舵机摆臂功能的流程框图255 系统调试265.1串口监视器使用265.2 蓝牙模块AT设置265.3调试中遇到的问题276 总结28参考文献29致 谢30附录1：外文译文31附录2：外文原文36附录3：系统程序41III基于arduino的分拣小车设计1 绪论1.1设计研究的背景及意义自动分拣设备和系统的概念首先是从美国、日本等发达国家在二战后出现的，之后在国外各大物流中心被广泛运用。自动分拣系统的作业过程可以简单地描述如下：物流中心每天需要接收成百上千家供应商或货主通过各种运输工具送来的成千上万种商品，在在最短的时间内将这些商品卸下并按商品品种、货主、储位或发送地点进行快速准确的分类，将这些商品运送到指定地点(如指定的货架、加工区域、出货站台等)，同时，当供应商或货主通知物流中心按配送指示发货时，自动分拣系统在最短时间内从庞大的高层货架存储系统中准确找到要出库的商品所在位置，并按所需数量出库，将从不同储位上取出的不同数量的商品按配送进点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中，以便装车配送1。2016 年以来，我国的快递市场迅猛发展，每天各快递公司需要接收和分拣的邮件数量不计其数。尤其是当各大购物网站促销时，更大大增加了对物流行业能力的考验。一方面是用工慌的问题依然没有得到解决，面对邮件多工作人员少的情况，依旧在采用着传统的物流分拣方案。第二方面是邮件数量多且繁杂的问题，导致分拣效率低且容易丢失货物。如今物流行业一般采用三种分拣方案，第一种是采用全自动化设备进行分拣，虽然效率极高，但同时企业成本也大大提高，不能适用于全部的物流分拣中心。第二种是采用传送胶带机的方式，不仅分拣线长且效率较低，但是具有柔性强，占用场地小等有点。其次是纯人工进行分拣，这种方案效率极低，所以运用的场合较少。降低物流成本是物流分拣、运输、包装中的核心问题，只有降低物流总成本，才能提高企业和社会经济效益的目的。改变传统的物流分拣方式，引进全新的分拣设备，加快分拣效率的同时降低分拣失误的概率。设计一套自动化程度高、成本适中且效率高的分拣设备和系统来提高作业设备的柔性，能符合不同规模的分拣中心的需求，这是一件迫在眉睫的事情。1.2国内外发展状况从国内外近几年物流自动分拣系统的发展状况来看，国内采用自动化分拣设备的时间相对于国外较晚且设备的自动化程度不及国外高，但是其运用的方面还是比较广泛。在国外自动化分拣系统出现在各个领域，大大提高了整个物流行业的发展水平。尤其是美国、日本和一些欧洲地区的发达国家，自动化分拣设备的自动化程度越来越高，因为每个国家的货物都要进行运送，包括国内贸易和进出口贸易。物流运输的效率也决定着一个国家的经济发展状况，所以物流自动分拣系统已经是国家不可缺少的一部分。现如今的自动分拣系统主要运用在各大中型物流集散地、货物中心、流通中心、邮局分拣等场所，其系统都会随着交流自动控制技术的发展而进行技术更新，特别是在电子技术迅猛发展和计算机被广泛使用的时代。自动化分拣系统的概念虽然出现的早，但在20世纪70年代才被引入中国，最初运用在邮政系统方面。之后被用于其他运输领域并在长期的实践中不断技术创新。例如，邮电部相关部门相继开发和研制出具国际水平的CORE-NT物料自动分拣系统，性价比很高的扁平邮件高速物料自动分拣系统；上海邮政通用技术公司研制成功了速递邮件网络化物料自动分拣系统等。1.2.1国内发展状况在物流中心分拣系统的研究中,主要有三方面内容。一方面是物流分拣设备和控制技术的研究,如用于邮政系统的交叉带式分拣机研究、应用于烟草行业的通道式分拣机研究等等。第二方面是对物流中心存储策略和分拣路径优化的研究,如用BOM表进行仓储位置优化的研究,用蚁群算法实现分拣路径的优化等等。第三方面是对分拣作业数据信息与分析决策问题,华南理工大学、中国人民大学、华中科技大学、浙江大学等国内高等院校的学者都进行了定性与定量的研究。如马士华、文坚的分批策略根据时间延迟思想,综合考虑了拣货作业环节和分拣包装环节的工作效率,提出了一种消除因时窗分批不平衡而导致的等待时问和闲忙不均的动态时窗设计与判断方法,从而保证分拣系统的连续性和均衡性。李凯就卷烟分拣的几种优化模型展开了较深入的探讨,并以仿真的手段进行了验证。朱岩就卷烟分拣机的控制策略和不同设备参数下的分拣系统整体性能进行了研究,并通过仿真程序模拟验2。 如今,国际竞争日益加剧,为了发展我国物流业,国内的许多企业和政府部门也在做更大的努力,也已取得了一定的成效。例如,邮电部相关部门相继开发和研制出具国际水平的CORE-NT物料自动分拣系统,性价比很高的扁平邮件高速物料自动分拣系统;上海邮政通用技术设备公司研制成功了速递邮件网络化物料自动分拣系统等。邮政系统还推出了新的信封标准以更好的配合自动化的信件物料自动分拣系统。太原刚玉仓储设备公司和贵阳普天通信机械厂已设计生产货架电子标签拣选系统、小车式数字显示拣选系统、邮件自动分拣系统等;珠海普天慧科信息技术有限公司研发出PTL(Pick-to-light&Put-to-1ight)电子标签拣选系统,除具备电子标签拣选系统的一般优点之外,还具有弹性控制拣货作业流程、即时现场监控紧急订单处理和缺货通知等强大的功能。虽然在邮政系统外的其它行业,国内对物料自动分拣系统的使用还非常少,但有关部门和企业正在为此做出不懈的努力。可以肯定,随着物流大坏境的逐步改善物料自动分拣系统在我国流通领域一定会大有用武之地。1.2.2国外发展状况以美国、日本及欧洲为代表的发达国家,在分拣系统的应用上呈现出自动化程度越来越高的特点。自动分拣系统已成为发达国家大中型物流中心、配送中心或流通中心不可缺少的一部分。在分拣系统等物流中心子系统规划设计中,各发达国家的规划原则有很大的差异。日本的物流中心大都规模适中,采用先进的自动分拣系统和无线通讯设备,美国主要采用立体仓库以节约地价支出,但分拣等设备大都采用机械化或半自动化,不盲目采用全自动设备。他们共同的特点是均实现较成熟的电脑网络化管理,保证了配送的及时准确性,节约劳动力成本。国外的学者专家如Goetschalckx和Ratliff提出利用动态规划法来求解宽通道内的拣货路径问题,Roodbergen和Koster研究在多橫向通道仓储系统环境下,针对各种分拣策略比较在不同通道数目、不同货物品项及不同通道宽度的拣货路径的问题,ElizabethJewkes等对商品储存位置等对分拣的影响展开研究, Loon c.Tang等论述了分批与存储分配策略对分拣的影响，RichardL. Daniels等对仓库订单分拣的研究,M.I. Johansson对货物存储位置的分配对减少分拣时间的作用进行了研究,美国麻省理工院Dimitr1s. Bertsimas和Robert.M. Freund及 W.L.Winston,Jeremy.Shapiro,LacksonenT).Whitley等学者也做了相关的研究工作2。就目前来讲,国外的自动分拣系统发展极为迅速。如:Auchan,Mark将分拣系统归纳为5个子系统:订单挑选、感应、合并前聚集、合并、搬运分拣,以此使订单与不同传送带有机地的结合起来,形成一个高效的物料分拣系统。Mase1D.T研究了如今关于评估环形物料分拣系统的分拣时间的解析公式,这个类型的分拣系统主要是用来分拣固定形状的货物;NormanSaenejr从配送中心里物料搬运这个方面研究了如何构建物料分拣系统传送带、如何搭配传送带以及如何构建一个良好的物流分拣搬运系统。2 系统整体设计2.1系统思路设计本设计题目为基于Arduino的分拣小车设计，目的在于通过蓝牙通串口方式连接Arduino和Android两平台之间的通信。操作者只需将手机和小车上的蓝牙接通，即可在Android手机上操控小车。每一个物流集散地都对应着一个数字，例如小型物件的目的地为北京，而在系统程序中北京对应的串口数字为2，操作者将物件放至小车上并在手机上按下“2”后，小车会自动称重，在LCD屏幕上显示出物件的重量和运输的费用及所要到达的集散地。称重结束后小车会自动按照运输路径将物件送至对应货箱中，再原路返回。在运输过程中可能会遇上其他小车或着障碍物出现在前方，这时小车需停止运输直至前方检测不到障碍物，这就是系统设计中一套完整的运输过程和小车运行状态，分拣小车的整体设计框架如下所示。蓝牙模块舵机超声波传感器控制板电机驱动电机显示屏称重芯片2.2控制芯片的选择如今在简单的软件编程方面，一般主流的有Arduino、树莓派等软硬件开源的控制芯片，另外就是以C51和STM32为代表的控制芯片。这几类单片机都会经常用在不同的场合，每一款都有各自的优缺点，下面将简单介绍一下。Arduino是一款比较容易上手的控制芯片，备受电子爱好初学者的青睐。由于软硬件开源的原因，经常被用来做一些有创意的物品，比如智能浇花系统、蓝牙小车、避障小车等。在软件编程方面，只需将现成的库文件放在Arduino的Libraries文件夹中即可，编程时只需调用即可，无需了解库文件是怎么写的。因此Arduino适合电子知识功底比较薄弱的学者使用，编写程序的过程也比较简单且能快速学会使用编程软件。树莓派是一款比Arduino性能更强大的控制板，同样它的许多软硬件都是开源的。它存储数据的空间较大，且运算速度比较快，性能比较优越。但是它的价格比较昂贵，开发成本比较高，让一些想接触它的初学者望而却步。C51和STM32这一类的单片机较Arduino和树莓派开源程度没那么高，许多工程文件和驱动代码需要自己写，甚至有些时候使用时需要把驱动代码从集成的工程文件中剥离出来，并且在硬件方面需要自己选型、设计PCB板、焊接、调试硬件。但此类单片机的开发成本是最低的虽然对开发者的要求高于前二者。因此，在考虑开发成本和难易程度及对设计内容的匹配程度来看，Arduino是最合适选择。2.3 Arduino相关介绍及型号选择Arduino起初是2005年由意大利的一位老师老师Massimo Banzi和到西班牙的芯片工程师David Cuartielles共同创作出的项目，之后国外运用它的人越来越多。此外还得益于Arduino的开放性、易用性、交流性等几大特点，电子爱好者可以在网上找到其他作者作品的开源硬件及软件，并且可以随意修改使用，在国内还有专门的交流网站“Arduino中文社区”。Arduino是一个以ATmega单片机为基础的控制板，整体还包括稳压电路、A/D转换器、I/O等。和其他控制平台一样，Arduino有许多的型号，每一个都有不同的I/O口和其他接口，对应着不同的功能和场合。其中运用最广泛的就是Arduino UNO(如图2.1)。 图2.1 UNO控制板 其次是比UNO接口多，体积大且价格较高的Mega2560(如图2.2) 图2.2 Mega2560控制板还有有两款比UNO体积小，但接口没有那么多的Mini(如图2.3)和Nano（如图2.4） 图2.3 Mini控制板 图2.4 Nano控制板 Arduino UNO 相对于其他Arduino控制板价格较为便宜，且I/O口的个数适中，所以UNO是用来做搭载本设计的最好选择。系统整体除了需要Arduino UNO芯片控制以外，还需要其他的硬件来支撑分拣小车的完成。其中蓝牙蓝牙模块是用来连接手机和小车之间的通讯桥梁，在称重环节需要压力传感器和HX711芯片组成的称重模块对物件的重量进行测量，测量出的结果需要LCD屏幕将信息显示出来。驱动电机则要靠驱动模块来完成，在小车行走中依靠超声波传感器进行避障，在小车到达目的地需要把物件扬起时用舵机来执行此动作。2.4分拣小车的三维建模（1）设计底盘尺寸，预留减速电机支座孔位、车身框架孔位、平行梁安装孔位、控制板和电机驱动板安装孔位及走线孔等如图2.5。图2.5 小车底盘（2）安装电机、电机支架及平行梁如图2.6 。图2.6 安装底盘后效果（3）设计小车整体框架如图2.7图2.7 小车框架（4）设计小车包围如图2.8、2.9、2.10、2.11 图2.8车前板 图2.9小车后板 图2.10小车左板 图2.11小车右板（5）设计显示屏支架（如图2.12）、舵机支架（如图2.13）和小车卸货翻板（如图2.14） 图2.12显示屏支架 图2.13 舵机支架图2.14 小车卸货翻板(6)对小车进行整体三维装配，效果图如图2.15、2.16 图2.15小车前侧效果图 图2.16小车后侧效果图（7）安装舵机，确定舵机摆臂的长度（如图2.17）图2.17舵机安装示意图 根据测量数据，将摆臂的长度设计为67mm并进行安装如图2.18。图2.18舵机摆臂安装3 小车硬件介绍3.1 Arduino UNOArduino控制板是以ATmega AVR单片机为最小系统开发的，而ATmega单片机又分为很多种类，但它们的特性都有以下几条：（1）内置闪存，用于存放代码（2）静态随机访问存储器（SRAM）用于储存运行时的数据，断电丢失（3）可擦除只读存储器（EEPROM）用于长期保存数据，断电不丢失（4）有数字I/O口（5）A/D转换器（ADC），可把模拟输入信号转变为数字输入信号而UNO采用的是ATmega328微控制器，闪存（Flash）为32KB，SRAM为2KB,EEPROM为1KB,虽然存储空间比较小，但应付简单的程序存储还是足够的。UNO有14个数字I/O口（D0D13），用于数字信号的输入输出，其中有6个PWM口，可输出模拟信号，调节电机转速等；另外有6个模拟信号输入口（A0A5），也可以做数字信号的输入输出。在6个模拟信号输入口中有两个接口为IIC通信的接口（SCL、SDA），分别对应着A5和A4，控制板的接口位置可见图3.1。图3.1 Arduino UNO 控制板接口分布3.2超声波模块超声波传感器模块上面通常有两个超声波元器件，一个用于发射，一个用于接收，如图3.2 。 图3.2 超声波模块一般常见的超声波模块是收、发分离的超声波模块，电路板上有四个引脚，分别是VCC（正电源）、Trig(触法)、Echo(回应)和GND（接地）。根据厂商提供的技术文档指出，此模块的主要参数如下。（1）工作电压与电流：5V、15mA（2）感应距离：2-400cm（3）感应角度：不大于15（4）被测物的面积不要小于500cm并且尽量平整在超声波模块的触发脚位输入10微秒以上的高电位，即可发射超声波，发射超声波之后，与接收到回传的超声波之前，响应脚位将呈现高电位，触发脚和接收脚的电位变化可见图3.3。因此，程序可从“响应”脚位的高电位脉冲持续时间，换算出被测物体的距离。 图3.3 触发脚与接受脚电位变化3.3电机驱动模块（L293N）3.3.1 电机驱动选择由于Arduino的微处理输出功率有限，无法直接驱动电机等大型负载，所以需要其他的驱动装置进行驱动。其中晶体管就是最基本的驱动元件，但它只能通过PWM调节电机转速，若需调节电机转向则需要其他的电机驱动模块。如ULN2003A、754410、L293D、L298N等，L293D和L298N相对于其他驱动使用较为简便，且容易买到，但L293D是兼容Arduino开发的，会占用许多I/O口，因此本设计采用L298N进行实验。3.3.2 H桥式电机控制电路介绍电机驱动模块中都有若干个H桥电路，可以控制电机的正转与反转，电路中有4个三极管，其作用类似于开关。它连接着一路电机的A、B两个输入口，只有当A、B两个输入呈相反电位时电机才会转动，两输入口电位颠倒，引起电流方向变化，电机又进行反转，简单的电路示意图可见图3.4 。 图3.4 H桥电路示意图3.3.3 L298N电机驱动介绍L298N电机驱动模块中内置2个H桥控制电路，可以控制两路直流电机的转速及转向，其引脚说明如图3.5。 图3.5 L298N 引脚图L298N电机驱动模块有两种供电方式，一种是从Arduino控制板上取电，需要正向给电压的脚与控制板上的vin口相连接，输入的电压为5V；而另外一种可以采用干电池或锂电池等外部电源对驱动板进行供电，但最大的供电电压不要超过24V。这两种方式都能驱动电机，但输出的功率有所不同，外部电压供电的方式可以带动更大的电机负载。在编程时若想控制一路直流电机的正反转和转速，需对电机驱动的3个引脚进行状态控制，引脚输入A和输入可以控制电机的转向，而使能EN引脚只能控制电机转速。三个状态参数决定着电机的运行状况，参数及电机运行状况如下表1表1 电机转向与3个引脚电位关系使能输入A输入B电机运行状况高高低正转高低高反转高高高电机停止高低低电机停止低电机不转所以只有当在电机驱动模块使能脚上输入高电位，且两个输入引脚存在高低电位差时，电机才能转动。当两个输入引脚的高低电位交换时，导致驱动中的电流方向变换，使电机反向转动。 3.4 5KG压力传感器和HX711模块设计中采用5KG压力传感器和HX711 24bit A/D芯片的组合来测量物件的重量。3.4.1 压力传感器原理压力传感器就是工程测试技术中提及的电阻直流电桥应用的实例，所谓电桥就是将电阻、电感、电容等物理量很小的数值变化量变换为电压或电流等容易测量且直观的数值变化量，再将其数据信息放大后可直接测量出对应的数值。在设计中感知物体重量的元件为平行梁称重传感器（如图3.6），由于它测量精准，在制作生产中较为容易，抗压能力比其他传感器强，所以通常用来作为测量重物的传感器。图3.6 平行梁称重传感器平行梁上下各贴有两个电阻应变片，阻值分别为R1=R2=R3=R4=1K，传感器受力时各应变片工作状态如图3.7。图3.7 传感器受力时各应变片状态 电阻应变片的阻值随着弹性元件上压力的变化而变化，当平行梁受压力时梁上两个应变片受拉力，梁下两个应变片受压力。根据电阻的计算公式可知，当材料的的长度及横截面积发生变化时，阻值也产生变化，所以输出的电压也是变化的（电桥中的连线可见图3.8）。因此可以根据电压的变化来计算出阻值变化，进一步推算出平行梁上施加的力。 图3.8 传感器电桥3.4.2 HX711模块介绍依据电阻桥的特点，电阻的变化和输出电压的关系，而输出电压=输入电压灵敏度。输入电压为5V，灵敏度为1mV/V,则满量程时输出电压为5mV。这就说明当测量5Kg的重物时，输出的电压为5mV。由于输出的电压太小，用普通的方法是难以测出来的，所以需要用能测量传感器输出电压值的HX711芯片（如图3.9），芯片内包含着一个可以放大电压信号的电路和一个进行数模转换的电路，它可以把微小电压值转换为数字量。图3.9 HX711芯片HX711是一块高精度的24位A/D转换的芯片，它内部包含了稳压电路，时针振荡器电路等，可以抵抗外部的干扰，对系统输入的数据处理速度比较快。就是因为芯片体积小且把许多电路都集成在上面，降低了在制造方面的成本，提高了系统的稳定性和可靠性。在控制方面也十分简便，只需要控制板发出信号控制芯片的管脚即可实现对芯片的整体控制，无需按照通常对其他芯片一样地对寄存器进行编程操作。HX711芯片在选择数据输入通道时有两通道可选择，一个为A通道，一个为B通道。其中选择A通道时数据的增益为128或64，当增益为128时对应的输入电压为20mV，选择64增益时所输入的电压为40mV。而选择B通道时数据的增益为32，对应的输入电压为80mV，一般情况下用它对系统的参数进行检测工作。如果在编程时选择了A通道作为数据输入口且数据的增益为128，那么芯片电路中对应的最大输入电压为20mV，经过128增益后变为2.56V，再通过24bit A/D转换器转换为相对应的数字量，其内部图如图3.10和引脚说明如图3.11 。 图3.10 HX711内部电路 图3.11 HX711 芯片引脚虽然HX711芯片的引脚数较多，但芯片与控制板进行连接时只接出了4个引脚，分别为GND、VCC、DOUT和SCK引脚。说明若要连接Arduino与芯片之间的通讯不用考虑其他引脚的控制方法，只需通过控制DOUT、SCK引脚的高低电平状态即可输入和输出数据，决定输入通道和增益。当引脚PD_SCK的状态一直为低电平，而DOUT引脚的状态一直为高电平时，意味着芯片中A/D转换器还没有为数据转换做好准备。当引脚DOUT的状态改变时，说明A/D转换器已经可以开始进行数据转换的工作， PD_SCK先输入24个脉冲信号，相对应着向DOUT引脚输出24位数据。24个脉冲信号结束，意味着HX711把24位ADC值全部输出。之后PD_SCK又输入1-3个脉冲信号，也就是第25-27个时针脉冲，来选择下一次ADC转换的通道和增益（可见表2）。由此可说明PD_SCK引脚需要输入25-27个时针脉冲信号。需要说明的是，在芯片断电复位后默认选择A通道及增益为128，此后的通道及增益选择由PD_SCK引脚输入第25-27个时针脉冲决定。表2 第25-27个脉冲与通道、增益的关系PD_SCK时针脉冲数输入通道增益选择25A12826B3227A643.4.3 A/D转换过程：（1）计算芯片提供电压：芯片与压力传感器连接时需连接4个引脚，其中两个为A通道的正负端，另外两个为E+和E-。传感器中电桥的输入的电压由E+和E-两端的电压决定，称为VAVDD。VAVDD的数值可通过VAVDD=VBG（R1+R2）/R2公式计算得出。可知VBG=1.25V(模块基准电压)，其中R1、R2为芯片电路中的分压电阻，阻值分别为20K和8.2K，所以通过计算VAVDD=4.3V。（2）计算AD输出最大值：在5KG传感器电路中可输出的最大电压=4.31mV=4.3mV，经过芯片128增益放大后=550.4mV。再由24bitA/D转化器进行转换后最大数值=550.4224/4.3=2147483。此数据过于太大，存放在long数据类型中较占空间，所以将数据进一步处理除以100后存放在int 数据类型中，因此最大的AD数值为21474。（3）将重力值转换为AD数值：假设物体为A Kg,输出的AD数值为y由于物体的重量与输出的电压具有正比的关系，所以测量A Kg的重物时电桥所产生的电压=A4.3/5mV=0.86AmV。经128增益后输出电压=0.86A128=110.08mV输出电压经过24bit A/D转换器进行转换后输出数值=110.08224/4.3=429496.7296A所以y=429496.7296AA=y/429.4967296 g3.5 LCD 12864显示屏由于普通的LCD屏与Arduino控制板的接口需要6个接口且Arduino UNO 的数字信号I/O口的数量有限，大部分I/O口还得分配给其他硬件连接使用。所以设计实验中采用带IIC通信的LCD12864显示屏显示称重的数据（如图3.12），它不仅使用方便，只需3根接线就可与控制板的模拟信号输入口连接，其余的引脚可以不用连接，不占用字信号I/O口（引脚说明见表3） 图3.12 LCD显示屏及引脚示意图 表3 LCD12864引脚说明序号符号说明1A0IIC地址信号A02A1IIC地址信号A13BUSY忙信号，高电位为忙，低电位为闲，忙状态下不接收指令4SDAIIC数据信号5SCLIIC时针信号6RST复位信号，低电平有效7VDD电压正8GND电源地各引脚与Arduino模拟信号口连接方式：BUSY-A3SDA-A4(SDA)SCL-A5(SCL)VDD-5VGND-GND3.6 蓝牙模块HC-05蓝牙模块是一个即能发送数据也能接收数据的通讯模块（见图3.13），HC-05的使用方法比较简单，这就意味着当蓝牙模块与蓝牙设备连接成功后无需考虑内部的通信方式，直接把蓝牙当做串口来使用。当蓝牙模块与手机设备连接成功时可共用一个数据传输串口通道，这就说明手机从蓝牙串口通道发送数据后，蓝牙模块可从通道中接收手机设备发出的数据。 图3.13 HC-05蓝牙模块蓝牙模块上虽然有六个引脚，但配对和传输数据时只需将其中的4个引脚与Arduino控制板连接。4个引脚与Arduino控制板的接口连线如下：RXD-TX(D1)TXD-RX(D0)VCC-5VGND-GNDHC-05模块参数：（1）输入电压：3.7V-6V，禁止超过7V（2）接口电平3.3V,可以直接连接各种单片机（3）可以通过AT命令切换主机和从机模式（4）空旷地带有效传输距离10米3.7摆臂舵机为了实现小车自动扬起卸货板进行卸货的功能，需安装一个舵机来完成此动作，小车的卸货能力与使用的舵机力矩有关。设计实验中用到的是可180度转动的MG996R模拟舵机（如图3.14），可提供13Kgcm的力矩，转动范围为0度到180度，其角度可以通过PWM（脉冲宽度调制）的方法来进行调节。 图3.14 MG996R模拟舵机舵机内包括小型电机、减速齿轮和位置反馈电路，因此舵机也属于伺服电机的范畴。舵机会随着脉冲持续的时间来转动，不同的脉冲时间对应着不同的角度，比如说1ms的脉冲可以是舵机转到一个极端，而2ms可以使舵机转到另外一个极端。控制一个舵机需要大约20ms的时钟脉冲，而在全部的时钟脉冲中只需一小部分的高电平就可控制舵机的旋转角度，这个高电平的持续时间为0.5ms-2.5ms。设计中所用到的舵机转动时的脉冲宽度变化及对应的角度如图3.15图3.15 脉冲宽度与舵机角度4 分拣小车程序编写4.1分拣小车整体控制流程根据小车系统整体设计，将控制板与各硬件相连接，从手机设备到每个执行元件之间的控制流程如下所示：超声波模块蓝牙模块手机设备 发送 感知距离 数据 读取数据电机驱动减速电机控制板 发送指令 控制 AD值 转化为显示屏 重 量 显示信息HX711模块压力传感器 感知电压变化 4.2避障功能的流程框图读出接收脚高电位的时间避障过程中采用超声波传感器来检测距离，若检测到分拣小车前方有障碍物并且距离小于30cm，小车就执行停车程序。在程序中使用定时中断函数每隔100ms调用距离判断函数，框图如下：每隔100毫秒调用距离判断程序用时间等效换算为障碍物距离定义变量distance将距离存储在变量中进行判断超声波模块触发脚高电平持续5微秒若距离小于30厘米则分拣小车停止2秒超声波模块接收脚写入低电平4.3循迹功能的流程框图简单地可以把路径简化为直走、转弯、直走、停、掉头、直走、转弯、直走等，每条路径都是在执行直走、转弯的过程，只是对应动作的时间不同。但执行一条路径时就要具体到控制每一路电机的高低电平差和使能量及动作持续时间。具体路径控制流程图如下：直走动作执行2秒左路电机输入脚A写入高电平，左路电机输入脚B写入低电平右路电机输入脚A写入高电平，右路电机输入脚B写入低电平左路电机使能脚输入速度值，右路电机使能脚输入速度值 右转动作执行700毫秒（右路电机输入A、B脚电位颠倒）直走动作执行2秒停车5秒(两路电机输入脚输入相同电位，使能输入为0)掉头（等效于右转动作持续1400毫秒）直 走左转动作执行700毫秒（左路路电机输入A、B脚电位颠倒）直走回到起始位置4.4称重功能的流程框图HX711芯片是24bit A/D转换的，所以需要从高到低地将数据输出，然后将AD值等比转化为重量值即可，具体转化过程可见以下流程图。定义变量count并赋初始值DOUT 引脚写入高电平（表示A/D转换器未做好准备）SCK引脚写入低电位读取DOUT电位变化（为低则开始转换）计数器开始计数SCK引脚写入高电位开始输入数据，SCK引脚写入低电位结束数据输入，将DOUT引脚输出的数据存储在count变量中计数器满24停止输入数据提取出前24位数据再次输入第25个脉冲决定下一次通道和增益返回count变量中的24位A/D数值利用公式计算承载的重量4.5 LCD屏显示功能的流程框图需在LCD12864显示屏上显示出称重物件的重量，并按照路径对应的单价计算出相应的运费，并显示出货物所到达的城市。通过流程图来说明一件货物的重量、运费、目的地显示的过程：创建第一个数组名并定义其数组中数据个数 利用dtostrf()函数将重量值存储在数组中在显示屏右侧第一行显示重量，并在后面显示”Kg”单位创建第二个数组名并定义其数组中数据个数重量值乘单价所得到的值存在“money”变量中利用dtostrf（）函数将金额数存储在数组中在显示屏右侧第二行显示重量，并在后面显示”yuan”单位在显示屏右侧第三行显示目的地读取蓝牙串口的数据4.6蓝牙通信功能的流程框图 将读取数据存储在变量“c”中判断变量中的数是否等于程序中的数若不等于则分拣小车停止不动若等于则执行相对应的程序4.7舵机摆臂功能的流程框图在分拣小车到达目的地时，舵机转动一定角度，将载物板扬起，物件顺势滑落至集装箱中。舵机摆动的指令可见下面流程框图说明：定义舵机转动至90度摆动至90度后延迟2秒定义舵机转动至45度延迟2秒再次舵机转动至90度并延迟2秒（防止第一次摆动时物件未滑落）再次定义舵机转动到45度（舵机位置归中）5 系统调试5.1串口监视器使用在Arduino控制板与电脑连接的状态下打开IDE的菜单栏“工具”列表中的“串口监视器”。 在程序调试的过程中，可以把程序分几部分上传到控制板后进行分步测试。比如说超声波测距，可以在串口上显示距离，在称重测试时，也可以打开串口监视器就能显示重量。5.2 蓝牙模块AT设置蓝牙模块需要T设置A后才能与设备正常匹配，比如说恢复出厂设置、更改蓝牙名称、设置主从模式、设置密码。在调试中使用Arduino控制板进行设置，连接图如图6.1 。 图5.1 蓝牙AT设置连接AT设置程序如下：#include SoftwareSerial BT(10, 11); char val;void setup() Serial.begin(38400); Serial.println(BT is ready!);BT.begin(38400); / HC-05默认，38400void loop() if (Serial.available() val = Serial.read();BT.print(val); if (BT.available() val = BT.read();Serial.print(val); 编译下载到控制板之后打开串口监视器，把波特率设为38400，在发送框输入以下几个命令：AT+ORGL 恢复出厂设置AT+NAME=cho5 修改蓝牙模块名称为ch05AT+ROLE=0 蓝牙模式设置为从模式AT+CMODE=1 蓝牙连接模式为任意地址连接模式AT+PSWD=0000 蓝牙配对密码为0000输入指令后出现“OK”即完成AT设置，可以与手机蓝牙连接。5.3调试中遇到的问题（1）在电机与舵机一块调试时，发现电机能转动但舵机不能转动，在程序没有问题的条件下，将舵机引脚接到了PWM的11引脚。重新下载程序后执行问题就迎刃而解，通过上网了解后发现是引脚冲突所导致的问题。（2）蓝牙AT设置中，串口提示栏显示错误，因为IDE串口监视器的默认波特率为9600,。将串口波特率改为38400后再输入设置指令就可完成设置，原因是蓝牙AT设置时通讯的波特率为38400，若为其他波特率则无法完成AT设置。（3）在测试蓝牙通信时，蓝牙模块的RXD、TXD数据传输线接在了控制板的D0、D1口后下载程序，IDE提示出现问题，程序无法下载到控制板内。拔掉两根数据传输线后再次下载程序IDE提示上传成功，原来是上传程序时D0、D1数据传输口被占用导致程序无法下载成功。6 总结在整个系统设计中遇到了许多的困难，无论是在软件方面还是硬件方面。从最初控制板的选择，在51单片机和Arduino之间纠结，由于第二者的开源性，最终选择Arduino UNO进行整体系统控制。之后慢慢地开始接触各种电子元件，网上查找资料了解其功能特性，一边学习Arduino的设计语言一边掌握硬件的使用方法。各元器件与控制板连接后用IDE进行程序设计，逐步完善和修改错误后使得各硬件能实现目标功能，比如使用超声波传感器测量距离并通过串口显示数据；利用电机驱动控制直流电机的转向及转速；通过蓝牙控制LED的亮灭等。最后将所有程序结合起来完成分拣小车的系统控制，不断地调试完善小车功能。通过整体硬件和软件的搭建，分拣小车能够完成由手机设备发送数据后，自动称重并在显示屏上显示相关信息，之后按照预先设置好的轨迹进行货物运输，将货物送至指定地点的整体运行动作，并且拥有在运输途中实时避障停车的功能。本次课题设计让我收获颇多，虽然学习的道路是很崎岖的，但是设计的结果是比较令人满意的。从一开始不知道如何下手，到现在能够简单地控制小车，并且能够在实验中发现问题，解决问题，这都是宝贵的学习经历。其次能结合大学本科四年所学的知识运用在具体设计中，比如说称重中运用到了工程测试技术中的电阻桥，达到了学以致用的目的。毕业设计是每次课程设计结合起来的最终效果，正是每学期的课程设计，才能在毕业论文设计中有条不紊地将工作进行下去。所以毕业设计是本科四年的能力体现与总结，学习到了新的知识，更重要的是回顾了以前学过的课程。参考文献1黄启明.自动分拣系统及其应用前景分析J.物流技术,2002(05):7-15.2李娜娜,王莉,戴建民.卷烟配送中心自动分拣系统的规划设计J.物流科技,2008(04):133-135.3蒋家志,刘国.多机器人智能仓储系统中智能调度的研究J/OL.机电工程技术.2017(09)4任芳,王玉.自动分拣机器人在义乌申通的应用实践J.物流技术与应用.2017,22(08)5万龙,吴仁杰.分拣机器人在邮政企业应用前景浅析J.中国邮政.2017(07)6王喜文.机器人技术在物流中的应用:分拣、搬运到送货J.物联网 术.2017,7(03)7彭攀来,马娅婕,刘智旸. 基于Arduino的移动机器人控制系统设计J. 自动化与仪表. 2016(03)8王志凌,闻凯,陈杰.基于Android的小型移动机器人控制系统J. 国外电子测量技术. 2014(09)9刘力.基于Ardunio和Android的蓝牙遥控车J.科技视界.2016(14)10李瑞,李晓明.基于Mobile-Android小型移动机器人平台控制系统J. 机电工程. 2013(11)11马鸣,张华.基于Android的蓝牙远程控制PC系统的设计与实现J. 电脑知识与技术. 2012(28)12蔡睿妍.Arduino的原理及应用J. 电子设计工程. 2012(16)13林兆花,徐天亮.机器人技术在物流业中的应用J. 物流技术. 2012(13)14郑昊,钟志峰,郭昊,许骏.基于Arduino/Android的蓝牙通信系统设计J. 物联网技术. 2012(05)15郑金花.我国快递行业发展现状及策略分析J.现代商贸工业.2011,23(12)16邹伟,李丽,王秀,翟长远,张睿. 超声波传感器测距实验平台设计与实验J. 传感器与微系统. 2011(10)17 Kim. Large scale transportation service network design:Models, algorithms and applicationsD. Massachusetts Institute of Technology.1997.18 Kuby, Gray. The hub network design problem with stopovers and feeders: The case of federal express J.TransportationResearch A.1993,27,(1) 致 谢时光飞逝，眼看着毕业季的到来，这也意味着我们即将离开学校走向社会。随着毕业论文的工作慢慢地接近尾声，我对学校的老师和同学们有些依依不舍，正是由于他们的存在才造就了如今的我。因此我首先要感谢学校为我创造了良好的学习环境，能让我在大学四年里有所学有所用，丰富了知识，增长了眼观。提高了水平。最重要的是感谢学校创建了智能引擎工作室并让我成为其中的一员，能够有条件做出自己想创作的东西，有机会代表学校参加比赛并获得荣誉。它锻炼了我的动手能力和创造能力，让我的知识不再局限于课本。另外我还要感谢我的导师李洋流老师，在还未开题时就与我讨论课题方面的问题，帮我制定论文写作方向。在论文和设计的过程中对我的问题耐心解答，同时提供给了许多的参考资料和设计平台给我，对我的论文工作给予了大力的支持。在此我由衷地感谢李洋流老师在学习和论文中对我的帮助和其他方面无微不至的关怀。同时我还要感谢四年一直陪伴着我的同学和朋友，在生活上和学习上遇到问题时总能拉我一把，带我走出困境中。最后还要感谢我的父母在经济上和精神上支持我，让我顺利完成学业。感谢这一路帮助过我的人，因为有你我才会如此美好。29附录1：外文译文易于编程和精密的传感器可以预见机器人在运输物流，码垛，订单拣选和装配等方面的进步摘 要目的 ：本文旨在回顾许多近期的创新成果，例如3D视觉，氢气动力和机器人技术中的自动机动，例如物流，订单灌装，产品处理和装配，以便更有效地处理仓库中的产品以及制造情况。设计/方法论/方法 ：在最近的双Automate-ProMat展会上，与参展商和机器人集成商进行了深入访谈。调查结果 ：更简单的编程，更便宜，更自主和更多功能（双臂）单元的机器人开发继续满足迅速增长的应用程序的需求，以便在仓库和制造环境中移动产品，组装订单，执行产品组装任务， 自动化测量和进行检查和其他质量保证任务。实际意义 ：机器人的进步，如更低的价格，更容易的编程，更好的多功能性和更多的自主权，向机器人的答案开放了许多新的应用程序。氢能可以使移动机器人在能量再充电之间运行更长时间。原创性/价值 ：读者将了解其他人如何快速将机器人应用于许多新应用，从而节省资金，快速获得投资回报并解决许多旧的物料处理和制造问题，即使他们未参加2013年ProMat / Automate 2013芝加哥展览。关键字：机器人，订单拣选，运输，码垛论文类型：研究论文芝加哥PROMAT / AUTOMATE 2013展览展出了各种机器人创新。一个机器人昂贵，难以编程，位置固定重量级的武装机器人的时代已经结束。 参与者看到了各种各样的低成本机器人，两个像机器人一样的武装人员完成诸如组装，机器人测量和完全移动机器人取代升降车中的人以实现自动化物流应用。库卡机器人公司展示了两款新型LWR 4轻型机器人，每种机器人都有7个轴和7公斤的有效载荷能力。这些单元每个仅重16公斤，可满足要求最高精度的高要求组装任务，并具有灵敏而强大的触感。LWR 4机器人可以执行与人类工作者完全相似的动作序列，受力控制的表面允许操作员手动将机器人引导至工作区中的不同位置，同时使用非常简单的用户界面控制和教导LWR应用程序。在库卡展台上展出的还有他们的KR AGILUS小型机器人系列，用于演示任务。KR AGILUS在其有效载荷类别中是独一无二的; 设置六轴新标准，速度非常高，循环时间短，集成能源供应系统 - 无论是安装在地板，天花板还是墙上，KR AGILUS雇主的任务不寻常。Rethink Robotics展示了他们最近推出的Baxtere双臂低成本机器人。百特的价格为24,000美元，并提供许多功能。它针对的应用包括材料处理，简单的装载和卸载，打包和拆箱以及轻型装配任务。每个手臂有七个自由度和2.3公斤的有效载荷能力。长度为1.04米的手臂可以以最高有效载荷每秒移动0.6米。内置易于使用的控制器。机器人具有视觉引导运动，便于物体拾取的编程。它还包括安全操作的人体存在的声纳和视觉检测。Reis Robotics介绍了一种更简单的编程和操作机器人的方法。他们现在提供了一种触摸板方法，取代了用于编程和控制其机器人产品系列的硬件按钮。 手持式单元配有一个26厘米的多点触控显示屏。它具有六个自由度运动的触摸控制，通过手势快速重新校准。一个虚拟手轮易于超越和集成的游戏杆。 显示所有功能以便轻松触摸激活。该设备还包括网络访问，直观操作和综合日志功能。Battenberg Robotics展示了他们的测量机器人技术，并自动进行精确测量。Battenberg机器人正在测试汽车仪表板控制系统，对产品进行在线测试和其他自动化测试。 在汽车仪表板应用中，机器人可以快速，准确和精确的重复性检查许多参数。自动完成测量，如所需的力，旋转角度以及正确旋钮的位置，并进行记录。除机器人之外，Battenberg还提供应用RobFloww软件的快速编程测试程序和完整的测试结果数据分析。安川Motoman与他们的展位全力以赴，并与众多机器人合作。HP20六轴装置正在运行。 HP系列机器人适用于20至600公斤有效负载应用。双人武装的SDA 10正在忙着与参加者一起玩黑色千斤顶。 15轴机器人，每支臂7轴，经常在组装应用中看到，比如混合饮料订购或其他参与者吸引示范。一个苗条的手臂SIA FSU机器人正在演示协作组装操作。该装置可以安全地在与人类相同的空间中操作，也可以在相同的整体装配应用中工作。 SIA是一款易于教学的七轴机器人。另外还有特殊设计的三角型MPP3机器人，专门用于高速采摘，包装，装箱和配套应用。其高速运转 - 每分钟150次循环 - 产生了非凡的效果MPP3机器人具有直接驱动旋转轴的三臂配置，可在高速下提高可靠性。它的长臂和短臂半径提供了紧凑的足迹和更深的触角，同时提供了一个大的工作范围。MPP3机器人符合IP65标准，并具有3公斤的有效负载能力，工作范围为1,300毫米直径和500毫米深，重复性为 0.1毫米（ 0.004“）。MPP3由FS100控制器提供动力，占地面积紧凑，开放式软件架构适用于各种应用。Robai强调了他们的Cyton Gamma 1500人形机器人机器人。它具有7个独立轴，每个轴有2公斤的有效载荷能力。它可以达到68厘米，最大线速度为每秒10厘米。当与Energid Actin 3D可视化，推理和控制软件相结合时，它可以利用其运动冗余执行高级运动。七轴配置也可以作为300型，300克有效载荷能力，可以达到48厘米，线速度达到每秒20厘米。 针对汽车车身商店的应用，Kawasaki BX系列机器人具有六个自由度。它提供高达200公斤的有效载荷能力和最大线速度为每秒5,000毫米。它已被应用于诸如点焊，材料处理，分配，铆接或组装等应用。Fanuc在展台上展示了9台机器人，其中包括新型M-2iA高速并联机器人，装载重量为3公斤。四个线性臂单元包括四个轴，每分钟可拾取和放置182个零件。在展会上展示了M-2iA，结合iRVisionw视觉套件，将金属零件随机放置在传送带上，并将它们正确放置在出料输送机上。其他演示包括LR Mate 200iD，六轴，执行装配操作的机器人以及模拟焊接应用中低成本焊接机器人的演示。Industrial Perception，Inc.在下一代3D视觉导向机器人技术中展示了他们的专利创新。他们使用3D相机来检测工作环境的许多方面。 然后将所收集的数据用于建模软件，以确定最佳抓地点，最快运动的拖拉，避免碰撞以及与系统接口的其他设备同步。该系统甚至可以区分物体形状和表面纹理，以获得最佳处理效果。 后勤机器人 ：一旦机器人被认为只是固定设备，但现在他们正在走出去解决物流应用问题。在展会上，一些参展商在机架内和展台周围安装了机器人车辆。指导技术包括使用GPS的完全自主的自导装置，存储的地图和自我跟踪，以及使用激光条形码标志扫描的装置，以及机器人跟随地面磁铁和嵌入式导线跟踪等更传统的方法。一个新的物流机器人是Adept Technology展台的特色。他们介绍了他们的Lynxe自主室内机器人车辆。它旨在解决诸如制造零件补给，医院物流和仓库产品移动等应用。 借助附属机器人手臂，它还可以解决清洁技术应用问题。Lynx可以携带或牵引重达60公斤的有效载荷，并在充电后运行长达19小时。Lynx具有使用MobilePlanner映射技术的自导航技术。它带有一个虚拟地图来指导。不需要设施修改，例如地板导线。具有板载感应意外障碍或其路径上的人类，编程简单，成本效益高。DS-Automotion展示了他们的驾驶员、机器人车辆少的家庭。 物流机器人在包括医院和医疗机构，汽车生产工厂，印刷和纸张处理应用以及各种仓库和配送中心在内的众多应用中得到应用。不同的配置可用于牵引，叉车式运输，定制处理配置以及自给式运输船。Transbotics推出了他们的TJ5 Tugger Cart，一种机器人拖车或运载工具。 对于携带操作，该单元在下面驱动并将自身锁定到轮式负载。TJ5提供高达580公斤的负载能力，标准电池组提供大约8小时的运行时间。导轨由地板表面安装的磁带或柔性条形磁铁在地面上提供。车载控制器可以按照指示将设备引导至路线上的各个位置。可编程激光保险杠位于正面和背面。未装载时，装置可以以每秒1.3米的速度向前移动，反向速度可达每秒0.7米。为了安全起见，该装置包括一个可编程物体检测传感器，行程灯和声音提示音。Vetex展示了他们的RoboMate全向移动平台。这四个轮式装置有三种型号，有效载荷为455、2273和9,091千克。该装置可以分别以每分钟54、67或121米的速度自主运行。控制选项包括手动，远程，无线和自主。每个RoboMate的扁平矩形顶部都可以固定使用。按照应用要求举起或抬起并倾斜。Egemin Automation展示了其各种配置的自动导向车辆系列。 车辆从传统叉式起重车的单位到装载纸盒或单元的夹紧装载式车辆，用于处理纸卷，拖车，办公大楼的Mailmobilewmail推车以及需要像车辆的轻型制造，实验室或办公室应用的Packmobilew单元。Egemin提供了许多导航技术，称为Ensorw。从电线和磁铁到激光，相机或GPS方法，以满足任何应用需求。他们的软件还与仓库管理接口。Ensor软件能够在同一设施的不同部分使用不同的导航传感器。电池充电停机一直是移动机器人部署的一个因素。 伦斯勒理工学院（RPI）展示了他们的答案氢能。在RPI展台上奔跑的是他们的高效移动系统（MOSIE），一种燃料电池驱动的移动机器人。MOSIE运行在一个将化学能转化为电能的氢燃料电池系统上。燃料电池输出通过直流到直流转换器供电，然后为电池充电。 氢气作为金属氢化物储存在可更换的金属圆筒中。 燃料电池方法使演示机器人的运行时间增加了三倍。 当氢气罐耗尽时，只需几分钟即可更换机器人并使其恢复正常。 相反，电池充电会使机器人长时间停用。MOSIE项目只是RPI团队在开发过程中遵循的众多步骤之一。 他们列出他们的下一个步骤：（1）开发3D微软Kinectw类型特殊机器人路由的映射;（2）机器人无人机为其他移动机器人充电;（3）带iPad型触摸的导游/迎宾机器人（4）屏幕和语音识别和自主导航和研究燃料电池机器人的进一步改进技术。机器人配件：De-Sta-Co公司展示了第一款电动真空杯手臂夹爪末端。现在集成商可以具有真空杯夹持的优点，而无需将真空管从机器人手臂运出。无需配件，阀门，软管或压缩机即可获得真空夹持功能。正在申请专利的EcoCupe可提供45毫米直径的杯子，并且在0克力下的静态负荷能力达到2.2公斤。它的运行时间为25毫秒，重量仅为0.12千克。 Robotiq推出了两款新型自适应气爪。两个手指型号为200的可以打开到200毫米，可以包含非平面物体以及执行平行抓取。 建议的最大有效载荷是22.3千克。自适应气爪的优点是它们可以满足不同的应用需求，而无需更换气爪。之后还会推出三根手指的模型。附录2：外文原文附录3：系统程序#include /中断1#include /舵机库Servo myservo;/定义舵机#include /LCD库#include HX711.h/称重float Weight;float money;int motor1L=10;int motor1R=9;int motor2L=8;int motor2R=7;int EN1=5;int EN2=6;int trig=2;int echo=3;void ting() digitalWrite(trig,1); delayMicroseconds(5); digitalWrite(trig,0); int distance=pulseIn(echo,1); distance=distance/58; int D=distance; if (D30) digitalWrite(motor1L,1); digitalWrite(motor1R,1); digitalWrite(motor2L,1); digitalWrite(motor2R,1); analogWrite(EN1,0); analogWrite(EN2,0); delay(500); void setup() Serial.begin(38400);pinMode(trig,OUTPUT);pinMode(echo,INPUT);pinMode(motor1L,OUTPUT);pinMode(motor1R,OUTPUT);pinMode(motor2L,OUTPUT);pinMode(motor2R,OUTPUT);Timer1.initialize(10000);Timer1.attachInterrupt(ting);Init_Hx711(); /初始化HX711模块连接的IO设置myservo.attach(11);myservo.write(75);RSCG12864B.begin();/串口初始化RSCG12864B.brightness(255);/屏幕亮度RSCG12864B.clear();delay(2000);RSCG12864B.print_string_12_xy(50,20,Welcome);delay(2000);RSCG12864B.clear();RSCG12864B.print_string_12_xy(0,0,Weight:);RSCG12864B.print_string_12_xy(0,15,money:);RSCG12864B.print_string_12_xy(0,30,address:);Get_Maopi();/获取毛皮 void loop() int i=700;/转直角时间 int k=2*i;/掉头时间 while(Serial.available() char c=Serial.read(); if(c=1) char text13= ; Weight = Get_Weight(); /计算放在传感器上的重物重量 Weight=Weight/1000; dtostrf(Weight,2,2,text1); RSCG12864B.print_string_12_xy(50,0,text1); RSCG12864B.print_string_12_xy(80,0,Kg); Serial.print(Weight); Serial.println(Kg); char text23= ; money=Weight*7; dtostrf(money,2,2,text2);RSCG12864B.print_string_12_xy(50 ,15,text2);RSCG12864B.print_string_12_xy(80 ,15,yuan);RSCG12864B.print_string_12_xy(50 ,30,KM); Serial.print(money); Serial.println(yuan); Serial.println(KM); delay(2000); digitalWrite(motor1L,1); digitalWrite(motor1R,0); digitalWrite(motor2L,1); digitalWrite(motor2R,0); analogWrite(EN1,205); analogWrite(EN2,150); delay(3000);/直 digitalWrite(motor1L,0); digitalWrite(motor1R,1); digitalWrite(motor2L,1); digitalWrite(motor2R,0);analogWrite(EN1,255); analogWrite(EN2,255); delay(i);/右 digitalWrite(motor1L,1);digitalWrite(motor1R,0);digitalWrite(motor2L,1);digitalWrite(motor2R,0);analogWrite(EN1,205); analogWrite(EN2,150);delay(3000);/直 digitalWrite(motor1L,1); digitalWrite(motor1R,0); digitalWrite(motor2L,0); digitalWrite(motor2R,1); analogWrite(EN1,255); analogWrite(EN2,255); delay(i);/左 digitalWrite(motor1L,1); digitalWrite(motor1R,0); digitalWrite(motor2L,1); digitalWrite(motor2R,0); digitalWrite(EN1,205); digitalWrite(EN2,150);/直 delay(1500); digitalWrite(motor1L,1); digitalWrite(motor1R,1); digitalWrite(motor2L,1); digitalWrite(motor2R,1); digitalWrite(EN1,0); digitalWrite(EN2,0);/停 myservo.write(5); delay(2000); myservo.write(75); delay(2000);myservo.write(5);delay(2000) myservo.write(75);delay(2000); digitalWrite(motor1L,1); digitalWrite(motor1R,0);digitalWrite(motor2L,0);digitalWrite(motor2R,1);analogWrite(EN1,255); analogWrite(EN2,255); delay(k);/掉头 digitalWrite(motor1L,1);digitalWrite(motor1R,0); digitalWrite(motor2L,1); digitalWrite(motor2R,0);digitalWrite(EN1,205);digitalWrite(EN2,150);/直delay(1500); digitalWrite(motor1L,0); digitalWrite(motor1R,1); digitalWrite(motor2L,1);digitalWrite(motor2R,0);analogWrite(EN1,255); analogWrite(EN2,255); delay(i);/右 digitalWrite(motor1L,1);digitalWrite(motor1R,0);digitalWrite(motor2L,1);digitalWrite(motor2R,0);analogWrite(EN1,205); analogWrite(EN2,150); delay(3000);/直 digitalWrite(motor1L,1); digitalWrite(motor1R,0); digitalWrite(motor2L,0); digitalWrite(motor2R,1);analogWrite(EN1,255); analogWrite(EN2,255);delay(i);/左digitalWrite(motor1L,1); digitalWrite(motor1R,0); digitalWrite(motor2L,1);digitalWrite(motor2R,0);analogWrite(EN1,205); analogWrite(EN2,150);delay(3000);/直 digitalWrite(motor1L
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号