自引导式智能搬运小车制造技术

本实用新型专利技术公开了一种自引导式智能搬运小车，涉及搬运小车技术领域。该自引导式智能搬运小车包括车体、车轮和搬运模块，车体内设有相互电连接的传感系统、单片机和驱动系统，传感系统包括分别与单片机电连接的循迹导引模块、测距防撞模块、和颜色识别模块，驱动系统包括与单片机电连接的警报模块、显示模块、电机驱动模块和机械手模块，该搬运小车集物料分辨、路径识别、测距防撞和数据记录功能为一体，解决了物料的自动分类运输问题和仓储信息记录问题，提高了面对复杂仓储环境时系统运行时的可靠性。

Self-guided Intelligent Handling Car

【技术实现步骤摘要】
自引导式智能搬运小车
本技术涉及搬运小车
，特别是涉及一种自引导式智能搬运小车。
技术介绍
仓储是指通过仓库对物资进行储存、保管以及仓库相关储存活动的总称。它随着物资储存的产生而产生，又随着生产力的发展而发展。仓储是商品流通的重要环节之一，也是物流活动的重要支柱。近年来，为解决仓储物流中繁重的分类管理工作和应对仓库内复杂的工作环境，对搬运车的探测传感技术应用研究已成为该领域的热点。搬运小车是一种代替人完成物料运输和摆放的智能工具，有多种相关设计方案被提出并广泛应用。搬运小车即搬运机器人，是可以进行自动化搬运作业的工业机器人。搬运作业是指用一种设备握持工件，是指从一个加工位置移到另一个加工位置。搬运机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，大大减轻了人类繁重的体力劳动。世界上使用的搬运机器人逾10万台，被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运。部分发达国家已制定出人工搬运的最大限度，超过限度的必须由搬运机器人来完成。搬运机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术，涉及到了力学，机械学，电器液压气压技术，自动控制技术，传感器技术，单片机技术和计算机技术等学科领域，已成为现代机械制造生产体系中的一项重要组成部分。它的优点是可以通过编程完成各种预期的任务，在自身结构和性能上有了人和机器的各自优势，尤其体现出了人工智能和适应性。目前，公开号为CN109205513A的中国专利公开了一种升降搬运小车，其包括车架、轨道、升降机构以及驱动行走机构；升降机构包括升降动力单元、升降导向单元和托盘；升降动力单元和升降导向单元均设置在车架内，并与位于车架上方的托盘连接；驱动行走机构包括驱动单元、传动单元以及行走轮；传动单元包括主动轮和从动轮；行走轮设置在车架底板上，并与轨道相适配；驱动单元安装在车架底部，其输出与主动轮连接，主动轮带动从动轮转动；从动轮与车架的行走轮同轴设置。这种升降搬运小车虽然结构简单、操作方便、搬运成本低，且作业效率较高，但是由于其测距防撞性能较差，在面对复杂仓储系统时运行可靠性较低。
技术实现思路
本技术针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种自引导式智能搬运小车。为了解决以上技术问题，本技术提供一种自引导式智能搬运小车。技术效果：该搬运小车集物料分辨、路径识别、测距防撞和数据记录功能为一体，解决了物料的自动分类运输问题和仓储信息记录问题，提高了面对复杂仓储环境时系统运行时的可靠性，将循迹子系统、颜色识别子系统和测距子系统相结合，为自动分拣搬运物料提供了安全可靠的方案，提高了传统搬运小车的检测感知能力，解决了物料分类和信息管理问题，提高了搬运系统的环境适应能力和工作效率。本技术进一步限定的技术方案是：包括车体、车轮和搬运模块，车体内设有相互电连接的单片机，用于分析外界数据并控制小车整体活动；传感系统，用于收集仓储环境和物料特征数据，并将数据传输至单片机；驱动系统，由单片机控制活动，用以驱动小车和驱动搬运模块工作；传感系统包括分别与单片机电连接的循迹导引模块，用于收集仓储环境内的路况数据、判断小车的位置或方向，以及调节小车的探测距离，包括相互连接的传感器、二极管和三极管，仓储环境中设有黑色引导条带；测距防撞模块，用于测量小车与障碍物之间的间距以避免小车与障碍物的碰撞，包括带通滤波器、前置放大器和功率放大器，以及压电芯片、发送器和接收器；颜色识别模块，用于检测待搬运物品的颜色以区别不同种类的物品，包括若干根光电二极管形成的阵列，以及三种分别采集三原色光信号的滤光器和用于记录脉冲数的计数器。进一步的，驱动系统包括与单片机电连接的警报模块，显示模块，电机驱动模块，用于驱动车轮旋转，还能够使车轮差速旋转以实现转向；机械手模块，包括固定板、设于固定板上通过齿轮啮合的左臂和右臂，以及用于控制左臂和右臂活动的舵机，还包括用于驱动舵机的马达和减速齿轮组。前所述的自引导式智能搬运小车，电机驱动模块中的马达为直条单轴减速马达，其型号为1A120-1812L，电机驱动模块上包括逻辑控制电源和电机驱动电源。前所述的自引导式智能搬运小车，舵机为MG995型舵机，警报模块由ISD1820磁带回线记录芯片、驻极体式咪头和低功率扬声器组成，显示模块为LCD1602液晶显示器。前所述的自引导式智能搬运小车，循迹导引模块内设有TCRT5000红外光电反射式传感器，TCRT5000红外光电反射式传感器包括红外发光二极管和光敏三极管，循迹导引模块内还设有电压比较器。前所述的自引导式智能搬运小车，测距防撞模块内设有HC-SR04超声波传感器。前所述的自引导式智能搬运小车，颜色识别模块内设有TCS230颜色传感器，单片机型号为IAP15F2K61S2单片机。本技术的有益效果是：（1）本技术中，集物料分辨、路径识别、测距防撞和数据记录功能为一体，解决了物料的自动分类运输问题和仓储信息记录问题，提高了面对复杂仓储环境时系统运行时的可靠性；（2）本技术中，循迹子系统具有可实现自动导引的优点，颜色识别子系统具有辅助分类管理物料的优点，测距子系统具有提升系统安全性的优点，而IAP15F2K61S2单片机的优点在于内部集成高可靠复位电路、PCA（可编程计数器阵列）模块和EEPROM（电可擦除只读存储器）模块，可简化电路，便于控制，掉电保存重要数据；（3）本技术中，创造性地将循迹子系统、颜色识别子系统和测距子系统相结合，为自动分拣搬运物料提供了安全可靠的方案，提高了传统搬运小车的检测感知能力，解决了物料分类和信息管理问题，提高了搬运系统的环境适应能力和工作效率。附图说明图1为实施例1的系统方案图；图2为实施例1中传感系统的电路图；图3为为实施例1中驱动系统的电路图；图4为实施例1中循迹导引模块的工作原理图；图5为实施例1中测距防撞模块的工作原理图；图6为实施例1中颜色识别模块工作原理图；图7为实施例1中机械手的结构图；图8为实施例1中机械手模块的舵机原理图。图中，1、左臂；2、右臂；3、固定板；4、舵机。具体实施方式本实施例提供的一种自引导式智能搬运小车，如图1所示，包括车体、车轮和搬运模块，车体内设有相互电连接的传感系统、单片机和驱动系统，传感系统包括分别与单片机电连接的循迹导引模块、测距防撞模块、和颜色识别模块，驱动系统包括与单片机电连接的警报模块、显示模块、电机驱动模块和机械手模块。系统整体所采用的电路如图2和图3所示。如图4所示，循迹导引模块采用TCRT5000红外光电反射式传感器，红外信号经红外发光二极管送出，由光敏三极管接收反射光，利用黑色引导条带和浅色地面反射光强的差异来感知路况，适用于1cm～10cm近距离路况识别，TCRT5000主要由两部分组成，分别是高发射功率的红外发光二极管和高灵敏度的光敏三极管。其工作原理如图4所示，红外发光二极管持续向路面发射红外光，若红外光照射在黑色引导条带上，则红外光被条带吸收，光敏三极管截止，光敏三极管集电极电压与电位器预置的门限电压通过电压比较器进行迟滞比较后，输出高电平给单片机，同时指示LED熄灭；若红外光照射在浅色地面上，则被反射，光敏三极管接收到反射光后，饱和导通，经电压比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自引导式智能搬运小车，包括车体、车轮和搬运模块，其特征在于，所述车体内设有相互电连接的单片机、传感系统和驱动系统，其中：单片机用于分析外界数据并控制小车整体活动；传感系统用于收集仓储环境和物料特征数据，并将数据传输至单片机；驱动系统由单片机控制活动，用以驱动小车和驱动搬运模块工作；传感系统包括分别与单片机电连接的循迹导引模块、测距防撞模块和颜色识别模块，其中：循迹导引模块用于收集仓储环境内的路况数据、判断小车的位置或方向，以及调节小车的探测距离，包括相互连接的传感器、二极管和三极管，仓储环境中设有黑色引导条带；测距防撞模块，用于测量小车与障碍物之间的间距以避免小车与障碍物的碰撞，包括带通滤波器、前置放大器和功率放大器，以及压电芯片、发送器和接收器；颜色识别模块，用于检测待搬运物品的颜色以区别不同种类的物品，包括若干根光电二极管形成的阵列，以及三种分别采集三原色光信号的滤光器和用于记录脉冲数的计数器。

【技术特征摘要】
1.一种自引导式智能搬运小车，包括车体、车轮和搬运模块，其特征在于，所述车体内设有相互电连接的单片机、传感系统和驱动系统，其中：单片机用于分析外界数据并控制小车整体活动；传感系统用于收集仓储环境和物料特征数据，并将数据传输至单片机；驱动系统由单片机控制活动，用以驱动小车和驱动搬运模块工作；传感系统包括分别与单片机电连接的循迹导引模块、测距防撞模块和颜色识别模块，其中：循迹导引模块用于收集仓储环境内的路况数据、判断小车的位置或方向，以及调节小车的探测距离，包括相互连接的传感器、二极管和三极管，仓储环境中设有黑色引导条带；测距防撞模块，用于测量小车与障碍物之间的间距以避免小车与障碍物的碰撞，包括带通滤波器、前置放大器和功率放大器，以及压电芯片、发送器和接收器；颜色识别模块，用于检测待搬运物品的颜色以区别不同种类的物品，包括若干根光电二极管形成的阵列，以及三种分别采集三原色光信号的滤光器和用于记录脉冲数的计数器。2.根据权利要求1所述的自引导式智能搬运小车，其特征在于：所述驱动系统包括与单片机电连接的警报模块，显示模块，电机驱动模块，用于驱动车轮旋转，还能够使车轮差速旋转以实现转...

【专利技术属性】
技术研发人员：金琦淳，朱海棠，任俊，
申请(专利权)人：无锡城市职业技术学院无锡高等师范学校无锡环境科学与工程研究中心，
类型：新型
国别省市：江苏,32