基于德国慧鱼模型的货物运送车的设计

皮永禄+李晓晨+王学通

摘 要：货物运送车发展到今天，已被应用于半自动化甚至全生产线、仓储、以服务为宗旨的机器人、航空航天等领域，设计好的机器人可以按照特定模式，并在特定的环境中进行工作，不需要人工的参与，便可以达到预期的目标，极大的方便了人类的工作、学习和生活，本文以慧鱼模型为基础，设计出一种智能机器人——货物运送车。本文介绍了货物運送车软件系统的设计。该智能货物运送车的优点在于，机械结构可以实现反复拆装，无限组合。控制软件为ROBO Pro，控制机器人完成一系列复杂动作。

关键词：智能货物运送；慧鱼；循迹；自动化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.198

1 智能货物运送车所实现功能的设计

1.1 货物叉体起升功能

能自动校准货物叉体位置及货物叉体的上升、下降和停止，完成一系列复杂动作，如：货物叉体上升→触发微动开关，停止→货物叉体下降→触发微动开关，停止→继续下降→触发微动开关，停止→货物叉体上升→触发微动开关，停止。

1.2 循迹功能

能主动跟踪循迹，完成一系列复杂动作如：寻找轨迹→沿轨迹前进→判断是否偏离轨迹→偏离轨迹则相应方向调整→继续前进。

1.3 循迹加货物叉体起升功能

能同时完成循迹跟踪和货物叉体起升，完成一系列复杂动作如：寻找轨迹→沿轨迹行走→循迹至轨迹末端叉车停止→货物叉体下降准备托起托架→叉车前行制定距离→货物叉体上升托起托架→叉车掉头→继续沿轨迹行走。

2 智能货物运送车的软件控制

2.1 货物叉体位置子程序

程序运行开始，首先进行货物叉体位置的校准定位，通过直流电动机M3的驱动，货物叉体上升，触发微动开关I3或者I4，调节M3的转向，使货物叉体停止在合适位置。程序如图1所示。

2.2 循迹行走子程序

程序中轨迹传感器装在叉车头部的正前底部，I1在右侧，I2在左侧。子程序执行，行车灯O7亮，I1、I2都检测到黑色轨迹线，则M1、M2以同速率驱动叉车前进；当叉车方向发生向右偏移，先是I1检测到轨迹线边界，I2未检测到边界，M1、M2同时停止驱动，M1再以原速率驱动叉车，则叉车向左调整方向；当叉车方向发生向左偏移，先是I2检测到轨迹线边界，I1未检测到边界，M1、M2同时停止驱动，M2再以原速率驱动叉车，则叉车向右调整方向；当I1、I2同时检测到轨迹线的边界，则叉车行走到轨迹线的尽头，M1、M2停止驱动，车灯O7灭，子程序执行结束。程序如图2所示。

2.3 转向子程序

转向程序包括左转、右转子程序，调整MI、M2转动方向，驱动叉车转向，到I1或者I2检测到轨迹线，电动机M1、M2停止，子程序结束，左转程序和右转相反。

2.4 货物叉体下降子程序

叉车要完成将托架托起的任务就需要将货物叉体降到托架的底下位置，因此设计本子程序来控制实现。直流电动机M3顺时针方向驱动，货物叉体下降触动微动开关I3，输入信号，继续下降，当下降到I3不再有信号输入时停止，则此时货物叉体到达所需的位置。

2.5 托起托架、放下托架子程序

此两个子程序较为复杂，子程序里都分别又包含货物叉体下降子程序、转弯子程序、货物叉体位置子程序。托起托架子程序执行，货物叉体下降，前进设定好的距离85mm，等待一秒钟，执行货物叉体位置子程序，将托架托起，O8红灯亮，倒车，等待，掉头寻找到轨迹停止，红灯O8灭，子程序结束。放下托架子程序的步骤与托起托架类似。

3 结论

论文以慧鱼创意组合模型为平台，通过ROBO Pro软件完成了对机器人的控制：计算机控制系统的设计，运用ROBO Pro软件的编程方法编制了智能货物运送车运行的各个子程序并联接成控制智能货物运送车运行的主程序，使智能货物运送车运行并能实现所设计的功能。

参考文献：

[1]毛茂林.慧鱼创意模型试验教程[M].西南交通大学出版社，2010.

[2]郭洪红.工业机器人技术[M].西安电子科技大学出版社，2006.

[3]Yanqing Gao.Flexible Manipulators：Modeling，Analysis And Optimum Design[M].Academic Press，2012.