CN110340912A

CN110340912A - 一种智能物流搬运机器人控制系统

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Publication number: CN110340912A
Application number: CN201910675985.0A
Authority: CN
Inventors: 谢星; 曹海平; 陆伟家; 柳兴旺; 吕天坤; 宋振杰
Original assignee: Nantong University
Current assignee: Nantong University
Priority date: 2019-07-25
Filing date: 2019-07-25
Publication date: 2019-10-18

Abstract

本发明公开了一种智能物流搬运机器人控制系统，属于机器人控制技术领域。该系统中，电源控制驱动模块分别传输驱动信息至STM32控制系统、传感器模块组、电池组、电机组、机械装置控制组、摄像头wife模块；STM32控制系统接收传感器模块组、摄像头wife模块采集传来的信息并对接收到的信息加以处理后得出执行信息并将执行信息分别发送至机械装置控制组、摄像头wife模块、传感器模块组。该智能物流搬运机器人控制系统克服了现有技术中的人工搬运不但消耗大量人力，付出成本高，而且工作效率低，容错率低，准确率低，智能化低的问题，实现了智能物流搬运机器人付出成本低、工作效率高、容错率高、准确率高、智能化高、循环利用率高和节能低碳环保的目标。

Description

一种智能物流搬运机器人控制系统

技术领域

本发明具体涉及一种智能物流搬运机器人控制系统，属于机器人控制技术领域。

背景技术

随着近些年“网络购物"的兴起，我国电子商务行业迎来飞速的发展，因此，电子商务对物流的要求也不断的提高。物流的自动化、智能化、高效化、低碳化将是电商行业发展的关键。目前，很多物流公司仍采用人工搬运模式，但是这样的模式不仅需要投入大量人力、物力和财力，而且其工作效率低，容错率低，准确率低，智能化低，功耗高，难以满足现在电商飞速发展的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能物流搬运机器人控制系统，该智能物流搬运机器人控制系统克服了现有技术中的人工搬运不但消耗大量人力，付出成本高，而且工作效率低，容错率低，准确率低，智能化低的问题，实现了智能物流搬运机器人付出成本低、工作效率高、容错率高、准确率高、智能化高、循环利用率高和节能低碳环保的目标。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种智能物流搬运机器人控制系统，包括电源控制驱动模块、STM32控制系统、传感器模块组、电池组、电机组、机械装置控制组、摄像头wife模块；其中，所述电源控制驱动模块分别传输驱动信息至STM32控制系统、传感器模块组、电池组、电机组、机械装置控制组、摄像头wife模块；所述摄像头wife模块用于识别货物信息，根据输送货物有条形码时进行对条形码进行扫描识别采集货物信息或根据输送货物无条形码时通过连接无线网络接收来自外部网络端口发送的货物信息，同时将识别到的货物信息传输至STM32控制系统；所述传感器模块组用于采集路线信息、位置信息、颜色信息、路况信息并将路线信息、位置信息、颜色信息、路况信息传输至STM32控制系统；所述STM32控制系统分别接收驱动信息、路线信息、位置信息、颜色信息、路况信息、货物信息，并对接收到的信息加以处理后得出执行信息并将执行信息分别发送至机械装置控制组、摄像头wife模块、传感器模块组；所述电池组用于固定并保护电源；所述机械装置控制组用于接收STM32控制系统传来的执行信息、电源控制驱动模块的传来的驱动信息并进行相应联动；所述电机组执行电源控制驱动模块控制传来的驱动信息。

作为本发明提供的一种智能物流搬运机器人控制系统进一步优化方案，所述STM32控制系统还包括显示屏；所述显示屏用于显示路线信息、位置信息、颜色信息、路况信息、货物信息。

作为本发明提供的一种智能物流搬运机器人控制系统进一步优化方案，所述电源控制驱动模块包括A4988型号的电机驱动器和稳压装置；所述电机驱动器用于电连接于所述电机组、传感器模块组、机械装置控制组、摄像头wife模块、STM32控制系统；所述稳压装置将电源电压稳定到最佳电压下。

作为本发明提供的一种智能物流搬运机器人控制系统进一步优化方案，所述机械装置控制组包括数字舵机、齿轮组、机械臂；所述电机驱动器电连接于所述数字舵机，以驱动所述数字舵机工作，所述数字舵机的转轴连接于所述齿轮组的输入端，所述齿轮组的输出端连接于所述机械臂，以带动所述机械臂运动。

作为本发明提供的一种智能物流搬运机器人控制系统进一步优化方案，所述电机组包括步进电机、万向轮；所述电机驱动器电连接于所述步进电机，以驱动所述步进电机工作，所述步进电机的转轴连接于所述万向轮的输入端，以带动所述万向轮运动。

作为本发明提供的一种智能物流搬运机器人控制系统进一步优化方案，所述传感器模块组包括：循迹传感器组、距离传感器组、颜色传感器组；所述循迹传感器组用于采集路线信息、位置信息；所述距离传感器组用于采集路况信息；所述颜色传感器组用于采集颜色信息。

作为本发明提供的一种智能物流搬运机器人控制系统进一步优化方案，所述摄像头wife模块包括自动转换器、条形码识别传感器、ATK-ESP8266无线模块；所述自动转换器根据输送货物有条形码时选择条形码识别传感器或根据输送货物无条形码时选择ATK-ESP8266无线模块；所述条形码识别传感器对货物的条形码扫描识别并采集货物信息；所述ATK-ESP8266无线模块自动连接无线网络，并接收来自外部网络端口发送来的货物信息。

作为本发明提供的一种智能物流搬运机器人控制系统进一步优化方案，所述电池组为电池固定装置；所述电池固定装置用于固定并保护电源。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比的有益效果为：本发明提出的一种智能物流搬运机器人控制系统付出成本低、工作效率高、容错率高、准确率高、智能化高、循环利用率高和节能低碳环保，可以实现信息的采集处理加工与显示，也能实现与网络端口的交互，方便人为的统一控制。

附图说明

图1为本发明的具体连接结构框图；

图2为本发明的传感器模块组的结构框图；

图3为本发明的机械装置控制组的结构示意图；

图4为本发明的电机组的结构示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1所示，本发明公开了一种智能物流搬运机器人控制系统，包括电源控制驱动模块、STM32控制系统、传感器模块组、电池组、电机组、机械装置控制组、摄像头wife模块；其中，电源控制驱动模块分别传输驱动信息至STM32控制系统、传感器模块组、电池组、电机组、机械装置控制组、摄像头wife模块；摄像头wife模块用于识别货物信息，根据输送货物有条形码时进行对条形码进行扫描识别采集货物信息或根据输送货物无条形码时通过连接无线网络接收来自外部网络端口发送的货物信息，同时将识别到的货物信息传输至STM32控制系统；传感器模块组用于采集路线信息、位置信息、颜色信息、路况信息并将路线信息、位置信息、颜色信息、路况信息传输至STM32控制系统；STM32控制系统分别接收驱动信息、路线信息、位置信息、颜色信息、路况信息、货物信息，并对接收到的信息加以处理后得出执行信息并将执行信息分别发送至机械装置控制组、摄像头wife模块、传感器模块组；电池组用于固定并保护电源；机械装置控制组用于接收STM32控制系统传来的执行信息、电源控制驱动模块的传来的驱动信息并进行相应联动；电机组执行电源控制驱动模块控制传来的驱动信息。

STM32控制系统还包括显示屏；显示屏用于显示路线信息、位置信息、颜色信息、路况信息、货物信息。电源控制驱动模块包括A4988型号的电机驱动器和稳压装置；电机驱动器用于电连接于所述电机组、传感器模块组、机械装置控制组、摄像头wife模块、STM32控制系统；稳压装置将电源电压稳定到最佳电压下。如图3所示，机械装置控制组包括数字舵机、齿轮组、机械臂；电机驱动器电连接于数字舵机，以驱动数字舵机工作，数字舵机的转轴连接于齿轮组的输入端，齿轮组的输出端连接于机械臂，以带动机械臂运动，其中机械臂包括U型支架、舵机、舵盘、机械手爪。如图4所示，电机组包括步进电机、万向轮；电机驱动器电连接于步进电机，以驱动步进电机工作，步进电机的转轴连接于万向轮的输入端，以带动万向轮运动。

如图2所示，传感器模块组包括：循迹传感器组、距离传感器组、颜色传感器组；循迹传感器组用于采集路线信息、位置信息；距离传感器组用于采集路况信息；颜色传感器组用于采集颜色信息。

摄像头wife模块包括自动转换器、条形码识别传感器、ATK-ESP8266无线模块；自动转换器根据输送货物有条形码时选择条形码识别传感器或根据输送货物无条形码时选择ATK-ESP8266无线模块；条形码识别传感器对货物的条形码扫描识别并采集货物信息；ATK-ESP8266无线模块自动连接无线网络，并接收来自外部网络端口发送来的货物信息。电池组为电池固定装置；电池固定装置用于固定并保护电源。

具体工作时，本发明主要通过电源控制驱动模块分别传输驱动信息至STM32控制系统、传感器模块组、电池组、电机组、机械装置控制组、摄像头wife模块。STM32控制系统控制传感器模块组去采集路况等信息并识别，其中STM32控制系统使用stm32f103rct6芯片为MCU,使用pcf8591作为AD转换器，IC间通过I2C通讯，可以大量简化电路连接，STM32控制系统通过循迹传感器组去识别仓库中的黑带路线，保证机器人能够在仓库中能够在指定地点之间进行移动，把货物运送到预定位置；循迹传感器采用TCRT5000红外传感器进行灰度寻线，将光线的吸收反射进行模拟信号的传输，利用TCRT5000红外传感器检测外界信息，根据不同地面对红外光不同的反射状况，红外探测器接收管接收不同反射，当寻到黑迹时，红外光被吸收，输出高电平;在光滑地面时则红外光被大部分反射接收，输出低电平，实现机器人的循迹功能。STM32控制系统通过距离传感器组去防止在运动过程中碰撞其他物体，当一条路线被货物挡住，也能通过另一条路线到达目的地，可以实现自主避障；STM32控制系统使用GY-33颜色传感器并通过I2C通信传回颜色数据。摄像头wife模块是用来识别货物信息，如果每个货物都有条形码，在运送时可以切换成扫码模式，通过不同的条形码的信息，将货物运送到对应的车上，如果是货物没有条形码时，由网络端口提供货物的信息，在运送时可以切换成无线模式，进行自主分类、目标运送，这样就不用人工去一一区分、检查输送目标；根据循迹传感器组走过黑线的数量以及整个线路的情况，可以确定机器人的坐标。本系统通过传感器模块组的协同工作来识别路线、运送货物。STM32控制系统通过控制摄像头wife模块采集货物信息，摄像头wife模块包括自动转换器、条形码识别传感器、ATK-ESP8266无线模块；自动转换器根据输送货物有条形码时选择条形码识别传感器或根据输送货物无条形码时选择ATK-ESP8266无线模块；条形码识别传感器对货物的条形码扫描识别并采集货物信息；ATK-ESP8266无线模块自动连接无线网络，并接收来自外部网络端口发送来的货物信息。STM32控制系统分别接收驱动信息、路线信息、位置信息、颜色信息、路况信息、货物信息，并对接收到的信息加以处理后得出执行信息并将执行信息分别发送至机械装置控制组、摄像头wife模块、传感器模块组。电源控制驱动模块包括A4988型号的电机驱动器和稳压装置；其中，稳压装置采用AMS1117稳压芯片，对各部件稳压供电，A4988型号的电机驱动器驱动步进电机，该步进电机采用L2898p双H桥驱动步进电机，主要是用来作为车轮的驱动力。A4988型号的电机驱动器还控制机械装置控制组，该机械装置控制组包括数字舵机、齿轮组、机械臂；A4988型号的电机驱动器电连接于数字舵机，以驱动数字舵机工作，数字舵机的转轴连接于齿轮组的输入端，齿轮组的输出端连接于机械臂，以带动机械臂运动，机械臂包括U型支架、舵机、舵盘、机械手爪；械装置控制组主要是进行机械手抓取货物。本发明还通过STM32控制系统包含的显示屏显示采集的所有信息，显示屏采用OLED12860进行信息查看。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种智能物流搬运机器人控制系统，其特征在于，包括电源控制驱动模块、STM32控制系统、传感器模块组、电池组、电机组、机械装置控制组、摄像头wife模块；

其中，所述电源控制驱动模块分别传输驱动信息至STM32控制系统、传感器模块组、电池组、电机组、机械装置控制组、摄像头wife模块；

所述摄像头wife模块用于识别货物信息，根据输送货物有条形码时进行对条形码进行扫描识别采集货物信息或根据输送货物无条形码时通过连接无线网络接收来自外部网络端口发送的货物信息，同时将识别到的货物信息传输至STM32控制系统；

所述传感器模块组用于采集路线信息、位置信息、颜色信息、路况信息并将路线信息、位置信息、颜色信息、路况信息传输至STM32控制系统；

所述STM32控制系统分别接收驱动信息、路线信息、位置信息、颜色信息、路况信息、货物信息，并对接收到的信息加以处理后得出执行信息并将执行信息分别发送至机械装置控制组、摄像头wife模块、传感器模块组；

所述电池组用于固定并保护电源；

所述机械装置控制组用于接收STM32控制系统传来的执行信息、电源控制驱动模块的传来的驱动信息并进行相应联动；

所述电机组执行电源控制驱动模块控制传来的驱动信息。

2.根据权利要求1所述的智能物流搬运机器人控制系统，其特征在于，所述STM32控制系统还包括显示屏；所述显示屏用于显示路线信息、位置信息、颜色信息、路况信息、货物信息。

3.根据权利要求1所述的智能物流搬运机器人控制系统，其特征在于，所述电源控制驱动模块包括A4988型号的电机驱动器和稳压装置；所述电机驱动器用于电连接于所述电机组、传感器模块组、机械装置控制组、摄像头wife模块、STM32控制系统；所述稳压装置将电源电压稳定到最佳电压下。

4.根据权利要求3所述的智能物流搬运机器人控制系统，其特征在于，所述机械装置控制组包括数字舵机、齿轮组、机械臂；所述电机驱动器电连接于所述数字舵机，以驱动所述数字舵机工作，所述数字舵机的转轴连接于所述齿轮组的输入端，所述齿轮组的输出端连接于所述机械臂，以带动所述机械臂运动。

5.根据权利要求3所述的智能物流搬运机器人控制系统，其特征在于，所述电机组包括步进电机、万向轮；所述电机驱动器电连接于所述步进电机，以驱动所述步进电机工作，所述步进电机的转轴连接于所述万向轮的输入端，以带动所述万向轮运动。

6.根据权利要求1所述的智能物流搬运机器人控制系统，其特征在于，所述传感器模块组包括：循迹传感器组、距离传感器组、颜色传感器组；所述循迹传感器组用于采集路线信息、位置信息；所述距离传感器组用于采集路况信息；所述颜色传感器组用于采集颜色信息。

7.根据权利要求1所述的智能物流搬运机器人控制系统，其特征在于，所述摄像头wife模块包括自动转换器、条形码识别传感器、ATK-ESP8266无线模块；所述自动转换器根据输送货物有条形码时选择条形码识别传感器或根据输送货物无条形码时选择ATK-ESP8266无线模块；所述条形码识别传感器对货物的条形码扫描识别并采集货物信息；所述ATK-ESP8266无线模块自动连接无线网络，并接收来自外部网络端口发送来的货物信息。

8.根据权利要求1所述的智能物流搬运机器人控制系统，其特征在于，所述电池组为电池固定装置；所述电池固定装置用于固定并保护电源。