开题报告-智能搬运小车的设计与实现.doc
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开题报告-智能搬运小车的设计与实现.doc
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一、研究目的和意义
1、研究目的
以AT89C52单片机作控制核心,通过电机驱动芯片控制电机,配合红外传感器等元件及供电装置构成智能物料搬运小车,可实现自主循迹且将不同颜色的物块运送到指定位置的目的。
2、研究意义
通过本次设计,可以对国内外的智能声控发展趋势及应用背景有所了解,并通过一些书刊,期刊,掌握单片机及声控工作原理。
对一些基于单片机的智能声控小车的软、硬件设计及相关仿真软件进行了事件应用。
同时,通过本次设计能够更好的增加自己的动手能力,对于以后在学习和工作中,提升自己的学习能力有着很大的促进作用,具有很大的理论意义和事件意义。
二、研究现状(概述与本选题有关的观点,本栏目可根据实际情况增加篇幅)
1、国外研究现状
目前,在国外对智能搬运小车的研究中,主要包含两个方面,一个是利用Soliworks对该装置进行结构模型的设计,使用ADAMS软件对总体结构进行运动学仿真,调节各结构参数,优化机器的结构设计。
该装置通过单片机控制端的蓝牙信号通道,实现小车的运动路径设计和货物搬运工作。
研究的结果验证了本设计装置具有实际的可行性,对仓储式物流搬运机器人研究提供了一定参考。
另外一个是针对目前工业机械手活动范围不够大的问题,设计了一种全新的将工业机械手和AGV小车组合的移动工业机器人。
其采用超声波传感器进行初定位,利用地面上的简单二维码进行位置校正和辅助定位,并采用PSD精确位置传感器,实现了AGV小车的准确定位,配合工业视觉相机,工业机械手能灵活稳定地存放各类货物。
提出了一种上位机集中调度控制AGV的方案。
经过长时间的实验室试验,证明本系统稳定,有望大大提高现代仓储运行效率。
2、国内研究现状
国内使用单片机制作的智能搬运小车,已经取得了相对多的研究成果:
周磊磊,余家天一,郭虓赫,周丽蓉,谢光前(2020)在《基于STM32的模拟工业自动化智能搬运小车设计》中,研究的智能小车又叫轮式机器人,模拟工业自动化过程中自动化物流系统的作业过程。
选用稳定的三轮结构车体,通过差速度,实现左转右转各种角度。
采用STM32芯片作为嵌入式控制中心的核心,智能搬运小车系统由嵌入式STM32最小系统板结合稳压电源模块、电机驱动模块、灰度传感器模块、颜色识别模块等组成。
彭川桃,杜忠杰(2017)在《基于AT89S52单片机的智能搬运小车设计》中,基于AT89S52单片机对智能搬运小车设计做简要分析,对控制器、电机、传感器等模块进行选择和优化。
最后通过多次测试得出,这款智能搬运小车能高效地完成搬运任务,可以在工业自动化中发挥出重要作用。
李国亮,卢健瀚(2017)在《一种智能搬运小车系统设计与实现》中,根据项目要求给出了一种智能搬运小车方案设计,详细描述了此智能搬运小车方案的软硬件的总体设计,对相关的软硬件功能作出详细解释,并给出有关的电气、机械连接相关的设计过程,以及介绍了设计过程中需要注意及出现的问题及其解决方法,最后给出根据设计方案的结论。
向楠,邹华东(2014)在《基于STC89C52RC单片机智能搬运电动小车设计》中,制作的智能搬运电动小车系统使用STC89C52RC型单片机来控制实现小车寻迹、机械手对工件执行抓、放、取等动作并能实时计时功能和显示行驶距离.若小车行驶过程中遇障碍物能够实现自动避障,并能完成规定动作到达终点.通过实践证明小车系统结构简单,性价比高,易于推广和移植,具有广阔的应用前景.
陈飞跃,涂亚东,殷华锋,杜娇,徐小兵(2018)在《新型智能搬运小车系统设计》中指出,解决仓储物流中,现有搬运工具适应性、灵活性较差的问题;设计了新型智能搬运小车结构,并根据其结构特点及运行中所要完成的具体动作,给出实现该功能的控制系统。
该智能搬运小车,采用MC9S12XS128单片机为控制核心,运用轨迹图像采集算法、抗干扰的黑线提取算法、速度及转向调节的PID控制算法;并基于其功能实现设计了系统的工作流程。
从而使得智能小车能根据自身速度、方向、位置的实时调整达到快速、稳定地沿轨迹线运行。
殷继花,侯荣国,陈保胜,梁钊,宋童,张国栋(2016)在《基于无线网络控制技术的智能搬运小车的设计》中,通过设计基于无线网络控制技术的智能搬运小车,以完成各种工厂环境的零件和成品搬运工作。
该小车主要由车身、码垛装卸一体化装置及控制系统等部分组成。
其中,车身采用直流电机驱动;码垛装卸一体化装置由机械手爪和传送装置组成,通过在机械手爪中的夹持器上装有压力传感器,可对不同大小形状的物品进行夹取,传送装置主要由传送带和张紧机构组成,使车厢空间得到充分利用;控制系统以PLC为控制核心,采用无线接收发送装置、传感器、限位开关、无线摄像头等为辅助部件,可实现小车的远程控制、智能避障、远程监控等功能。
3、发展趋势
近年来,随着我国自动化技术的不断发展,智能搬运小车的发展主要由机械结构部分和硬件控制电路部分组成,具有场地目标位置识别、自主路径规划、自主移动、二维码读取、物料颜色识别或形状识别、物料抓取和搬运等功能。
三、研究内容(论文框架,要求列示一、二级标题及简要说明)
引言
1、概述
从设计的研究目的和研究意义下出发,提出本次设计的研究思路,并绘制相关的框架结构图。
1.1研究目的
1.2研究意义
1.3研究思路
2、硬件设计
在框架结构图的指示下,对系统的硬件部分进行设计,使得智能搬运小车能够满足设计的硬件需求。
2.1控制模块
2.2红外线感应模块
2.3机械结构模块
2.4电机驱动模块
2.5颜色识别模块
2.6传感器模块
3、软件设计及调式
软件部分代码的编写,并结合代码部分对智能搬运小车的路径进行规划,结合硬件对小车进行调式,使得智能搬运小车具有实用性。
3.1软件部分
3.2路径规划
3.3系统调式
4、总结与展望
4.1总结
4.2展望
参考文献
致谢
附录
系统框架如下所示:
四、研究重点及难点
1、研究重点
1.对搬运小车进行硬件部分的设计,使得硬件部分能够满足实际的运行要求,具有实际应用效果。
2.根据硬件部分的需求,对搬运小车进行软件部分代码的编写,通过软件部分能够让搬运小车正常运行。
3.结合搬运小车的硬件部分和软件代码,对搬运小车进行系统化的调式,满足搬运小车整体性的需求。
2、研究难点
1.在进行硬件部分设计的过程中,对于各部分硬件的设计具有一定的难度。
2.在进行代码编写的过程中,对于搬运小车需要的代码编写花费时间较多,加上对代码编写研究不足,因此需要进行大量的学习。
3.在进行系统调式的过程中,对于如何满足硬件部分和软件部分的实际需求,需要进行多次的调式,使得搬运小车硬件部分和软件部分具有实用性。
五、研究方法
1、文献研究法
利用中国知网、学校图书馆等,查找相关资料,并对这些资料进行汇总,学习相关的知识,为论文的撰写提供一定的准备。
2、实证研究法
实证研究法是认识客观现象,向人们提供实在、有用、确定、精确的知识研究方法,其重点是研究现象本身“是什么”的问题。
实证研究法试图超越或排斥价值判断,只揭示客观现象的内在构成因素及因素的普遍联系,归纳概括现象的本质及其运行规律。
六、研究进度
2020年7月6日-2020年7月15日,确定论文导师。
2020年7月16日-2020年8月1日,查阅论文,确定论文题目大概方向。
2020年8月2日-2020年9月1日,与导师探讨,确定最终论文题目。
2020年9月2日-2020年10月1日,查阅论文,准备撰写开题报告。
2020年10月2日-2020年11月1日,在老师的指导下写开题报告并修改。
2020年11月2日-2020年12月1日,为开题答辩作准备,完成答辩。
2020年12月2日-2021年1月1日,做好论文撰写前期准备工作。
2021年1月2日-2021年3月1日,完成论文初稿撰写。
2021年3月2日-2021年4月1日,由导师指导修改论文初稿。
2021年4月2日-2021年5月20日,参与毕业论文答辩。
主要参考文献
[1]周磊磊,余家天一,郭虓赫,周丽蓉,谢光前.基于STM32的模拟工业自动化智能搬运小车设计[J].电脑知识与技术,2020,16(09):
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[2]彭川桃,杜忠杰.基于AT89S52单片机的智能搬运小车设计[J].无线互联科技,2017,(13):
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[3]李国亮,卢健瀚.一种智能搬运小车系统设计与实现[J].电子世界,2017,(09):
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[4]向楠,邹华东.基于STC89C52RC单片机智能搬运电动小车设计[J].湖南工程学院学报(自然科学版),2014,24(01):
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[5]陈飞跃,涂亚东,殷华锋,杜娇,徐小兵.新型智能搬运小车系统设计[J].组合机床与自动化加工技术,2018,(11):
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[6]殷继花,侯荣国,陈保胜,梁钊,宋童,张国栋.基于无线网络控制技术的智能搬运小车的设计[J].机床与液压,2016,44(03):
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[7]戴本尧.智能物料搬运小车的设计[J].湖北农机化,2019,(10):
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[8]范淇元,覃羡烘,黄文妹.基于模块化控制的多功能智能搬运小车的设计[J].自动化与仪表,2018,33(11):
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[9]孟玲霞,范立天,章欢.基于Arduino与树莓派的智能物料搬运小车设计[J].高校实验室科学技术,2019,(04):
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[14]Jseph.Developmentstatusandtrendofintelligentcar[J].AutomationApplication,2018,(5):
66-68.
指导教师意见
(指导教师须简要说明同意学生开题的理由)
指导教师(签名):
日期:
年月日
系主任审查意见
系主任(签名):
日期:
年月日
备注
5
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