CN214586480U - 一种基于树莓派的物流机器人控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及物流控制技术，具体涉及一种基于树莓派的物流机器人控制系统，包括电池，与电池依次连接的5V稳压电源、树莓派模块、LED驱动芯片和电机驱动芯片，与5V稳压电源连接的散热风扇，与树莓派模块依次连接的移位寄存器和红外传感器模块，与LED驱动芯片连接的机械爪，与电机驱动芯片连接的电机。该控制系统具有灵活度高、成本低、搬运范围大的优点，可以根据实际需要改变搬运机器人的运动范围与抓取方式。

Description

一种基于树莓派的物流机器人控制系统

技术领域

本实用新型属于物流控制技术领域，特别涉及一种基于树莓派的物流机器人控制系统。

背景技术

近年来，随着物流行业的快速发展，物流运载量迅速提升，极大地考验着物流仓库的运转效率。在物流仓库中如何快速、高效、低成本地搬运货物成为了行业关心的重要问题，而自动化的物流机器人能够解决这一关键问题。传统的物流机器人依托于高成本、大规模的固定轨道与机械手臂，只能小范围地搬运问题，更多地依托履带的传送能力，但是在物流运载量大大提升的今天，这种传统方式有着成本高、搬运范围小、无法将货物精准放置到指定地点的缺点。

实用新型内容

针对背景技术存在的问题，本实用新型提供一种基于树莓派的物流机器人控制系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种基于树莓派的物流机器人控制系统，包括电池，与电池依次连接的5V稳压电源、树莓派模块、LED驱动芯片和电机驱动芯片，与5V稳压电源连接的散热风扇，与树莓派模块依次连接的移位寄存器和红外传感器模块，与LED驱动芯片连接的机械爪，与电机驱动芯片连接的电机。

在上述基于树莓派的物流机器人控制系统中，5V稳压电源所用芯片为LM2596s-5V。

在上述基于树莓派的物流机器人控制系统中，移位寄存器型号为74HC165，74HC165与树莓派模块的通信方式为SPI通信。

在上述基于树莓派的物流机器人控制系统中，LED驱动芯片为PCA9685PW，PCA9685PW与树莓派模块的通信方式为I2C通信；PCA9685PW与机械爪的连接方式为脉冲宽度调制模式。

在上述基于树莓派的物流机器人控制系统中，电机驱动芯片为TB6612FNG，TB6612FNG与LED驱动芯片的连接方式为脉冲宽度调制模式；TB6612FNG与电机的连接方式亦为脉冲宽度调制模式。

与现有技术相比，本实用新型具有灵活度高、成本低、搬运范围大的优点，可以根据实际需要改变搬运机器人的运动范围与抓取方式。

附图说明

图1本实用新型一个实施例的系统框图；

图2本实用新型一个实施例的树莓派模块与LED驱动芯片PCA9685PW、电机驱动芯片TB6612FNG的电路连接图；

图3本实用新型一个实施例的5V稳压电源LM2596s-5V电路连接图；

图4本实用新型一个实施例的移位寄存器74HC165电路连接图；

图5本实用新型一个实施例的驱动芯片PCA9685PW与机械爪的电路连接图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

为了弥补现有物流搬运技术的不足，更全面、更低廉、更快速地搬运物料，本实施例提供了一种基于树莓派的物流机器人控制系统，可精确控制物流机器人的运作；能按照物流仓库的既定路线移动，准确抓取物料并搬运至指定地点。

本实施例是通过以下技术方案来实现的，如图1所示，一种基于树莓派的物流机器人控制系统，包括电池、5V稳压电源、散热风扇、红外传感器模块、移位寄存器、树莓派模块、LED驱动芯片、机械爪、电机驱动芯片和电机。电池与5V稳压电源通过有线方式连接；5V稳压电源分别与散热风扇、树莓派模块通过有线方式连接；红外传感器模块、移位寄存器和树莓派模块通过有线方式依次连接；树莓派模块与LED驱动芯片、电机驱动芯片通过有线方式依次连接；LED驱动芯片与机械爪连接；电机驱动芯片与电机连接。

并且，电池用于提供直流电源并输出5V稳压电源，5V稳压电源采用芯片LM2596s-5V，5V稳压电源与散热风扇、树莓派模块的连接方式为直流供电。

并且，移位寄存器型号为74HC165，74HC165与树莓派模块的通信方式为SPI通信。

并且，LED驱动芯片为PCA9685PW，PCA9685PW与树莓派的通信方式为I2C通信。

并且，电机驱动芯片为TB6612FNG，TB6612FNG与LED驱动芯片的连接方式为脉冲宽度调制模式。

并且，机械爪与LED驱动芯片的连接方式为脉冲宽度调制模式。

并且，电机与电机驱动芯片的连接方式为脉冲宽度调制模式。

本实施例的工作原理是：5V稳压电源将5V稳压电源稳定至5V直流电源后分别供电至散热风扇和树莓派模块。由红外传感器获取地面轨迹信息，并传输至移位寄存器，移位寄存器将地面位置信息通过并行数据转换为串行数据处理得到串行地面位置信息，将串行地面位置信息传输至树莓派模块。树莓派模块根据地面轨迹信息生成运动控制信号，控制LED驱动芯片输出脉冲宽度调制信号，脉冲宽度调制信号进而控制机械爪与电机驱动芯片，电机驱动芯片进一步控制电机，从而实现自动循迹并抓取物料。

具体实施时，一种基于树莓派的物流机器人控制系统，首先设备采用电池供电，经过5V稳压电路将电压稳定至5V，保证电压稳定以确定设备性能稳定，供电散热风扇与树莓派模块。其GND与散热风扇的负极、树莓派的GND引脚相连，其+5引脚与散热风扇的正极、树莓派模块的+5引脚相连，如图3所示。

散热风扇用于给树莓派模块散热，避免温度过高产生设备损坏。

红外传感器模块用于感知地面路线，通过移位寄存器将多位高低电平数据转换为串行数据，通过SPI通信方式传输到树莓派模块。当物流机器人行进时，红外传感器返回的数据能准确地反映路线变化。其中红外传感器模块的第2、3、4、5引脚分别与移位寄存器的D7、D6、D5、D4引脚相连，移位寄存器的PL`引脚与树莓派模块的CS引脚相连，移位寄存器的CP引脚与树莓派模块的CLK引脚相连，移位寄存器的Q引脚与树莓派模块的MISO引脚相连。

树莓派模块根据红外传感器获取的信息进行分析，转换出位置信息，并根据设定好的运动指令通过I2C通信方式控制LED驱动模块产生对应的脉冲宽度调制输出信号，脉冲宽度调制控制信号进一步控制电机驱动模块产生电机驱动信号，控制电机运转进而控制机器人行进到指定位置；同时，树莓派模块按照设定的搬运程序控制LED驱动模块产生对应的脉冲宽度调制输出信号，控制机械爪搬运、放置物料。其中LED驱动模块的SCL与树莓派模块的SCL引脚相连，LED驱动模块的SDA与树莓派模块的SDA引脚相连。如图2所示，树莓派模块与LED驱动芯片PCA9685PW、电机驱动芯片TB6612FNG的电路连接图。图4所示为本实施例的移位寄存器74HC165电路连接图；图5所示为本实施例的驱动芯片PCA9685PW与机械爪的电路连接图。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于树莓派的物流机器人控制系统，其特征在于：包括电池，与电池依次连接的5V稳压电源、树莓派模块、LED驱动芯片和电机驱动芯片，与5V稳压电源连接的散热风扇，与树莓派模块依次连接的移位寄存器和红外传感器模块，与LED驱动芯片连接的机械爪，与电机驱动芯片连接的电机。

2.根据权利要求1所述基于树莓派的物流机器人控制系统，其特征在于：5V稳压电源所用芯片为LM2596s-5V。

3.根据权利要求1所述基于树莓派的物流机器人控制系统，其特征在于：移位寄存器型号为74HC165，74HC165与树莓派模块的通信方式为SPI通信。

4.根据权利要求1所述基于树莓派的物流机器人控制系统，其特征在于：LED驱动芯片为PCA9685PW，PCA9685PW与树莓派模块的通信方式为I2C通信；PCA9685PW与机械爪的连接方式为脉冲宽度调制模式。

5.根据权利要求4所述基于树莓派的物流机器人控制系统，其特征在于：电机驱动芯片为TB6612FNG，TB6612FNG与LED驱动芯片的连接方式为脉冲宽度调制模式；TB6612FNG与电机的连接方式亦为脉冲宽度调制模式。

Images