[01679707]智能物料搬运机器人控制系统软件V1.0

本项目来源于“中国工程机器人大赛暨国际公开赛”。参赛选手采用STM32F03Z单片机作为核心控制单元,自主构思控制方案进行系统设计,根据在搬运中可能发生的各种方案加以实施实验研究,通过灰度、颜色识别、二维码等传感器检测外部环境的情况反馈到单片机输入的多种指令达到功能性物料的搬运与放置,即研究的方向在于改进策略、优化程序,保证机器人速度快,准确性高,具体表现在合理放置传感器有效反馈,保证机械强度、保证材料轻度;优化程序指令,灵活反馈机器人完成任务。第一,在硬件上对传感器采集的信号进行前端放大、高通与低通滤波、比例放大、A/D转换等处理,使得数据更真实更可靠;通过某种频率的脉冲信号来控制舵机的转动速度和方向。第二,使用keil软件进行嵌入式C语言程序编写,编程语言嵌入单片机后,当过传感器接受到外界环境的变化时,使机器人能够做出及时而合理的物料搬运与放置,即要为单片机植入合理的程序,写入多样的应对策略,反馈机器人做出灵活的动作。第三,在其他方面,既要保证机器人的强度也要保证机器人的灵活性,确保材料稳定,同时也要研究传感器安装位置的可靠性,这是确保机器人在应对多变环境时是否能及时做出应对的关键。本作品用STM32F03Z单片机作为核心控制单元,结合多传感器融合技术设计了智能物料搬运机器人控制系统。通过灰度、颜色识别、二维码等传感器技术进行巡线判断以及物料位置的检测,采用灰度巡线技术作为前进路线,利用定时器中断不断感知周围环境,同时MCU对感知到的环境进行实时综合分析,自动选择抓取物料的方案。在机器人大小、重量以及电压被限制的情况下,通过实验分析设计了较为合理的机械结构,机器人重心位置合适,机械手臂结构合理,在保证自身动力的情况下精准抓取物料。经过机械结构改进和程序优化,能准确的感知环境变化,快速选择正确的抓取方案,反应灵敏。本控制系统在实际的测试中,各性能指标满足要求。系统采用了成熟常用的嵌入式C语言编程,从技术上保证系统运行的安全性和稳定性。该成果即将通过专业软件机构测试认证后能够广泛应用于工程机器人竞赛行业,进一步提高机器人竞赛的安全性。经过实际测试后,开始在工程机器人竞赛中应用,效果良好,能有效解决搬运机器人在分拣行业中的各项要求。由于该控制系统目前处于试用阶段,尚未通过相关专业软件测试机构认证,因此目前尚未占领市场。未来将加快软件认证进程,并与机器人公司协商软件应用问题。此外根据国家出台有关规定和标准,仍需要加强政府推动,加强和科技公司相关合作,共同推进该软件在机器人行业之间的应用。