基于STM32单片机的智能搬运机器人的设计

龙源期刊网单片机的智能搬运机器人的设计作者：黄钰深张晓培梁金耀赵明范碧纯来源：《科技视界》2019年第12期0引言智能机器人带有多种传感器，可以将传感器得到的信息进行融合，有效地适应变化的环境[1]。本文设计的搬运机器人只要在PC端上位机上设置搬运停放的位置，搬运机器人进行自主运动，根据指定的路线行进到指定位置。龙源期刊网单片机作为主控制器，负责接收指令和逻辑运算。WI-FI模块作为搬运机器人与PC端上位机之间通讯的桥梁，负责传输数据以及各种指令。使得PC端上位机可以实时控制搬运机器人。电机及电机驱动模块及电机是系统的动力部分。超声波模块负责检测搬运机器人在前进线路上是否有障碍[2]，并作出调整直到搬运机器人道达指定位置。系统的总体框图如图1所示。2智能搬运机器人硬件设计2.1控制模块的选择STM32是一种常用的开发芯片，其运算速度快、精度高、能耗小等，并且易于开发。本系统采STM32F103RCT6作为控制系统的主控制器，完成超声波信息收集、避障、行进、搬运等任务。2.2超声波传感器模块本设计的避障采用的是超声波测距离传感器。超声波测距是通过发射超声波，在遇到障碍物后超声波会被反射被接收器接收到[3]。其与单片机的接线图如图2所示。2.3电机驱动模块此系统的电机驱动模块采用L298N芯片。在单片机接上模块相应的控制引脚，通过单片机即可控制电机的正、反转以及速度。四个电机的不同状态的配合完成小车的前进、后退、左、右转等功能。其与单片机的连接如图3所示。2.4WIFI通信模块本设计上位机和下位机进行数据传输采用的无线传输WiFi模块ESP8266。其电路连接如图4所示。3系统软件设计部分3.1UCOS操作系统为了使得系统实时性良好，本设计在单片机上运行了UCOS系统。实时操作系统可以运行多任务，操作系统可以及时对任务进行处理[4]。3.2上位机界面设计龙源期刊网该设计可以实现在上位机设置搬运机器人停放的位置。本设计采用QtCreator软件编写PC端上位机，实现人机交互界面。3.3PID算法为了有效地控制机器人的行进，本设计采用PID算法控制电机的运行[5]，减少误差，停车机器人上装超声波测距传感器，检测行进路线上是否存在障碍物，避免发生碰撞事故。本设计只需要把货物放到搬运机器人上，机器人可以根据上位机设定的位置，自动行进到指定位置，系统流程如图5所示。4总结本文根据码头智能搬运机器人的功能需求，对搬运机器人进行了硬件和软件的设计。通过模拟实验测试，该机器人可以根据PC端上位机的不同操作指令，完成搬运工作。该设计为码头智能搬运提供了一个有效的解决方案。【参考文献】[1]王铁军.基于传感器阵列的嗅觉机器人及搜寻算法研究[D].哈尔滨工业大学，2008.[2]智能车行车线偏离和障碍物报警的实现[D].南京：南京航空航天大学，2011.[3]麦锦文.超声波技术在汽车防撞系统设计的应用[D].装备制造技术，2010.[4]實时操作系统任务调度算法的硬件实现[D].哈尔滨：哈尔滨理工大学，2011.[5]谭加加.刘鸿宇，等.电子世界[J].PID控制算法综述，2015，12（16）：78-79.※基金项目：自治区级大学生创业训练计划项目（201811607074）。作者简介：黄钰深（1997—），男，在读本科生，北部湾大学机械与船舶海洋工程学院。*通讯作者：张晓培（1984—），女，讲师，北部湾大学机械与船舶海洋工程学院。