一种搬运机器人的智能控制方法技术

本发明专利技术涉及一种搬运机器人的智能控制方法，与现有技术相比解决了尚无双控制芯片协同控制方法的缺陷。本发明专利技术包括以下步骤：系统预处理，开启搬运机器人电源，搬运机器人处于上电状态，初始化各模块及相应参数；搬运机器人的控制启动，手机APP通过蓝牙模块连接搬运机器人并启动搬运机器人；搬运机器人的移动；搬运机器人进行抓取作业；搬运机器人的返回移动；搬运机器人进行放置作业。本发明专利技术针对两个控制芯片进行协同控制，将搬运机器人的移动、抓举控制方法分离开，并配以相应的PWM波电机控制方法和舵机脉宽调整，实现搬运机器人沿着预定路线自动运行，夹持并搬运指定物品。

【技术实现步骤摘要】
一种搬运机器人的智能控制方法
本专利技术涉及机器人智能控制
，具体来说是一种搬运机器人的智能控制方法。
技术介绍
随着现代物流行业的快速发展，很多物流公司都需要大量的人力完成繁重的货物搬运任务。将智能搬运机器人带入物流行业，提高其自动化程度成为广大物流从业者的呼声。传统的移动货物方式如传送带等，其占用空间大、只能定点传输，工作环境发生变化的时候不方便改动、成本很高。而现有的均为单芯片控制机器人系统，其集成机器人移动、机器人抓举两个功能，包括了机器人移动、机器人抓举两个功能的控制方法，虽节约了芯片成本，但由于涉及两个机械部件的控制，导致其控制方法过于复杂、可靠性差，且单独芯片外设接口少，不利扩展、兼容性差，无法满足后期的机械功能添加和修改。因此，如何开发出一种针对于两个控制芯片进行协同处理的搬运机器人控制方法已经成为急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中尚无双控制芯片协同控制方法的缺陷，提供一种搬运机器人的智能控制方法来解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种搬运机器人的智能控制方法，搬运机器人包括行进主控模块和机械臂主控模块，行进主控模块与机械臂主控模块通过串口相连，行进主控模块的第一控制信号输出端与左电机驱动模块的控制信号输入端相连，行进主控模块的第二控制信号输出端与右电机驱动模块的控制信号输入端相连，机械臂主控模块的控制信号输出端与舵机控制板的控制信号输入端相连，搬运机器人的底部安装有左传感器和右传感器，左传感器的信号输出端和右传感器的信号输出端均与机械臂主控模块的信号输入端相连，行进主控模块的通信输入端接有蓝牙模块，智能控制方法包括以下步骤：系统预处理，开启搬运机器人电源，搬运机器人处于上电状态，初始化各模块及相应参数；搬运机器人的控制启动，手机APP通过蓝牙模块连接搬运机器人并启动搬运机器人；搬运机器人的移动，左传感器和右传感器检测黑色预设路径，并将检测结果反馈至机械臂主控模块，机械臂主控模块根据检测结果判断机器人的运动路线并将上述信息通过串口发送给行进主控模块，行进主控模块据此向左电机驱动模块或右电机电机驱动模块发送运动方向指令控制搬运机器人的运动状态，搬运机器人沿路线进行行走；搬运机器人进行抓取作业，搬运机器人停止后，机械臂主控模块控制舵机控制板进行抓举作业；搬运机器人的返回移动，抓举作业结束后，机械臂主控模块通过串口向行进主控模块发送动作完成指令，行进主控模块控制搬运机器人进行左向转动直至左传感器检测到黑色预设路径停止，进行搬运机器人的移动步骤；搬运机器人进行放置作业，左传感器和右传感器均检测到起始线后，行进主控模块接收机械臂主控模块的指令控制机器人停止，并通过串口向机械臂主控模块发送放置作业命令，机械臂主控模块控制机械臂下降，张开末端的夹持器，完成放置作业。所述的搬运机器人的控制启动包括以下步骤：手机APP通过蓝牙模块向行进主控模块发送配对数据帧；行进主控模块启动中断方式使蓝牙模块接收该数据帧并完成配对，行进主控模块的启动标志位置1；手机APP将控制命令数据帧转化为相应的OutStream流向蓝牙模块发送；蓝牙模块采用InputStream流接收数据，并将数据发送到行进主控模块进行动作控制。所述搬运机器人的移动包括以下步骤：左传感器和右传感器进行黑色预设路径的检测；若左传感器和右传感器同时检测到黑色起始线，则分别向机械臂主控模块发送低电平信号，行进主控模块1按PWM波电机控制方法控制左电机驱动模块3和右电机驱动模块4作出直行控制；若左传感器和右传感器在阈值时间T内均未检测到黑色起始线，则机械臂主控模块向行进主控模块发送机器人直行信息，行进主控模块按PWM波电机控制方法控制左电机驱动模块和右电机驱动模块作出直行控制；若左传感器检测到黑色预设路径、右传感器未检测到黑色预设路径，机械臂主控模块向行进主控模块发送路线偏左信息，行进主控模块按PWM波电机控制方法控制左电机驱动模块和右电机驱动模块做出左转控制；若左传感器未检测到黑色预设路径、右传感器检测到黑色预设路径，机械臂主控模块向行进主控模块发送路线偏右信息，行进主控模块按PWM波电机控制方法控制左电机驱动模块和右电机驱动模块做出右转控制；若左传感器和右传感器均检测到黑色停止线，机械臂主控模块向行进主控模块发送停止运动信息，行进主控模块按PWM波电机控制方法控制左电机驱动模块和右电机驱动模块停止移动。所述的搬运机器人进行抓取作业包括以下步骤：机械臂主控模块给舵机控制板发送下降指令，舵机控制板发出下降脉宽，下降脉宽为1930～1945，控制机械臂下降；设置延时函数，机械臂主控模块给舵机控制板发送夹持器张开指令，舵机控制板发出夹持器张开脉宽，夹持器张开脉宽为1946～1954，夹持器张开；设置延时函数，机械臂主控模块给舵机控制板发送夹持器闭合指令，舵机控制板发出夹持器闭合脉宽，夹持器闭合脉宽为650～750，夹持器闭合；设置延时函数，机械臂主控模块给舵机控制板发送抬起指令，舵机控制板发出抬起脉宽，抬起脉宽为1500～1650，控制机械臂抬起；机械臂主控模块向行进主控模块发送动作完成指令。所述的PWM波电机控制方法包括以下步骤：设置行进主控模块的通用定时器一的预分频，并使其工作于比较输出模式，禁止其预装载寄存器；进入中断后，设置行进主控模块的通用定时器二工作于PWM模式，给出计数重载值，开启各通道的重装载功能，设置各通道比较值，控制两路PWM波输出；行进主控模块的定时器启动后，设定通用定时器二工作于PWM模式1；若当前计数值仍小于某通道比较值，则对应通道的输出引脚保持高电平；而若当前计数值大于某通道比较值，则对应通道的输出引脚保持低电平；计数值继续增大至重装载的水平时，引脚复而保持高电平，计数值重新装载再次计数，以此重复以上过程，根据通道比较值法则设置不同的通道比较值改变PWM波的周期和占空比；通道比较值法则如下：搬运机器人前进时，每路的PWM波保持100％占空比；搬运机器人停止时，每路的PWM波为0％占空比；搬运机器人左转时，左路的PWM波为0％占空比，右路PWM波为100％占空比；搬运机器人右转时，右路的PWM波为0％占空比，左路的PWM波为100％占空比。所述的PWM波电机控制方法还包括搬运机器人后退模式，所述的左电机驱动模块和右电机驱动模块的型号均为L298N，搬运机器人后退模式如下：搬运机器人后退时，通过行进主控模块的GPIO管脚使左电机驱动模块int1管脚、右电机驱动模块的int1管脚均处于低电平；左电机驱动模块int2管脚、右电机驱动模块的int2管脚均为1，实现电机反转。有益效果本专利技术的一种搬运机器人的智能控制方法，与现有技术相比针对两个控制芯片进行协同控制，将搬运机器人的移动、抓举控制方法分离开，并配以相应的PWM波电机控制方法和舵机脉宽调整，实现搬运机器人沿着预定路线自动运行，夹持并搬运指定物品。双控制芯片的设计，使得更易扩展接口，便于后期改造和升级处理。附图说明图1为本专利技术的方法顺序图；图2为现有技术中搬运机器人的控制电路连接框图；图3为本专利技术中搬运机器人移动轨迹图；其中，1-行进主控模块、2-机械臂主控模块、3-左电机驱动模块、4-右电机驱动模块、5-舵机控制板、6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种搬运机器人的智能控制方法，搬运机器人包括行进主控模块(1)和机械臂主控模块(2)，行进主控模块(1)与机械臂主控模块(2)通过串口相连，行进主控模块(1)的第一控制信号输出端与左电机驱动模块(3)的控制信号输入端相连，行进主控模块(1)的第二控制信号输出端与右电机驱动模块(4)的控制信号输入端相连，机械臂主控模块(2)的控制信号输出端与舵机控制板(5)的控制信号输入端相连，搬运机器人的底部安装有左传感器(6)和右传感器(7)，左传感器(6)的信号输出端和右传感器(7)的信号输出端均与机械臂主控模块(2)的信号输入端相连，行进主控模块(1)的通信输入端接有蓝牙模块(8)，其特征在于，智能控制方法包括以下步骤：11)系统预处理，开启搬运机器人电源，搬运机器人处于上电状态，初始化各模块及相应参数；12)搬运机器人的控制启动，手机APP通过蓝牙模块(8)连接搬运机器人并启动搬运机器人；13)搬运机器人的移动，左传感器(6)和右传感器(7)检测黑色预设路径，并将检测结果反馈至机械臂主控模块(2)，机械臂主控模块(2)根据检测结果判断机器人的运动路线并将上述信息通过串口发送给行进主控模块(1)，行进主控模块(1)据此向左电机驱动模块(3)或右电机电机驱动模块(4)发送运动方向指令控制搬运机器人的运动状态，搬运机器人沿路线进行行走；14)搬运机器人进行抓取作业，搬运机器人停止后，机械臂主控模块(2)控制舵机控制板(5)进行抓举作业；15)搬运机器人的返回移动，抓举作业结束后，机械臂主控模块(2)通过串口向行进主控模块(1)发送动作完成指令，行进主控模块(1)控制搬运机器人进行左向转动直至左传感器(6)检测到黑色预设路径停止，进行搬运机器人的移动步骤；16)搬运机器人进行放置作业，左传感器(6)和右传感器(7)均检测到起始线后，行进主控模块(1)接收机械臂主控模块(2)的指令控制机器人停止，并通过串口向机械臂主控模块(2)发送放置作业命令，机械臂主控模块(2)控制机械臂下降，张开末端的夹持器，完成放置作业。...

【技术特征摘要】
1.一种搬运机器人的智能控制方法，搬运机器人包括行进主控模块(1)和机械臂主控模块(2)，行进主控模块(1)与机械臂主控模块(2)通过串口相连，行进主控模块(1)的第一控制信号输出端与左电机驱动模块(3)的控制信号输入端相连，行进主控模块(1)的第二控制信号输出端与右电机驱动模块(4)的控制信号输入端相连，机械臂主控模块(2)的控制信号输出端与舵机控制板(5)的控制信号输入端相连，搬运机器人的底部安装有左传感器(6)和右传感器(7)，左传感器(6)的信号输出端和右传感器(7)的信号输出端均与机械臂主控模块(2)的信号输入端相连，行进主控模块(1)的通信输入端接有蓝牙模块(8)，其特征在于，智能控制方法包括以下步骤：11)系统预处理，开启搬运机器人电源，搬运机器人处于上电状态，初始化各模块及相应参数；12)搬运机器人的控制启动，手机APP通过蓝牙模块(8)连接搬运机器人并启动搬运机器人；13)搬运机器人的移动，左传感器(6)和右传感器(7)检测黑色预设路径，并将检测结果反馈至机械臂主控模块(2)，机械臂主控模块(2)根据检测结果判断机器人的运动路线并将上述信息通过串口发送给行进主控模块(1)，行进主控模块(1)据此向左电机驱动模块(3)或右电机电机驱动模块(4)发送运动方向指令控制搬运机器人的运动状态，搬运机器人沿路线进行行走；14)搬运机器人进行抓取作业，搬运机器人停止后，机械臂主控模块(2)控制舵机控制板(5)进行抓举作业；15)搬运机器人的返回移动，抓举作业结束后，机械臂主控模块(2)通过串口向行进主控模块(1)发送动作完成指令，行进主控模块(1)控制搬运机器人进行左向转动直至左传感器(6)检测到黑色预设路径停止，进行搬运机器人的移动步骤；16)搬运机器人进行放置作业，左传感器(6)和右传感器(7)均检测到起始线后，行进主控模块(1)接收机械臂主控模块(2)的指令控制机器人停止，并通过串口向机械臂主控模块(2)发送放置作业命令，机械臂主控模块(2)控制机械臂下降，张开末端的夹持器，完成放置作业。2.根据权利要求1所述的一种搬运机器人的智能控制方法，其特征在于，所述的搬运机器人的控制启动包括以下步骤：21)手机APP通过蓝牙模块(8)向行进主控模块(1)发送配对数据帧；22)行进主控模块(1)启动中断方式使蓝牙模块(8)接收该数据帧并完成配对，行进主控模块(1)的启动标志位置1；23)手机APP将控制命令数据帧转化为相应的OutStream流向蓝牙模块(8)发送；24)蓝牙模块(8)采用InputStream流接收数据，并将数据发送到行进主控模块(1)进行动作控制。3.根据权利要求1所述的一种搬运机器人的智能控制方法，其特征在于，所述搬运机器人的移动包括以下步骤：31)左传感器(6)和右传感器(7)进行黑色预设路径的检测；32)若左传感器(6)和右传感器(7)同时检测到黑色起始线，则分别向机械臂主控模块(2)发送电平信号，行进主控模块(1)按PWM波电机控制方法控制左电机驱动模块(3)和右电机驱动模块(4)作出直行控制；33)若左传感器(6)和右传感器(7)在阈值时间T内均未检测到黑色起始线，则机械臂主控模块(2)向行进主控模块(1)发送机器人直行信息，行进主控模块(1)按PWM波电机控制方法控制左电机驱动模块(3)和右电机驱动模块(4)作出直行控制；34)若左传感器(6)检测到黑色预设路径、右传感器(7)未...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄林生，滕子优，黄震，徐自翔，徐超，黄文江，赵晋陵，张东彦，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34