本發(fā)明屬于及自動(dòng)化物流運(yùn)輸領(lǐng)領(lǐng)域，具體涉及一種用于現(xiàn)代物流行業(yè)的倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人是在傳統(tǒng)機(jī)器人基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型機(jī)器人(Automated Guided Vehicle)。該機(jī)器人通過電池進(jìn)行供電，可以實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航，由PC等控制中心進(jìn)行監(jiān)控及指令發(fā)送，沿計(jì)算出的最優(yōu)路徑準(zhǔn)確運(yùn)行到目標(biāo)地址后完成控制中心發(fā)出的指令。機(jī)器人可以節(jié)省物流搬運(yùn)工作時(shí)間，減少人員成本費(fèi)用。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與控制技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，小型機(jī)器人在日常辦公室移送物品、醫(yī)院搬送藥品、超市貨物運(yùn)送等地方得到應(yīng)用。近年電子商務(wù)行業(yè)和大型工廠對(duì)智能化倉(cāng)儲(chǔ)的需求也越來越多，這兩類的倉(cāng)庫(kù)物品數(shù)量多、品種摻雜，商品大小參差不齊、件數(shù)少，故使用人工來進(jìn)行工作會(huì)增加人力工作量、效率低、成本高，故采用機(jī)器人代替人工進(jìn)行工作，傳統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人多用而牽引式、叉車式、背負(fù)式之類，體積較大，不能很好地適應(yīng)現(xiàn)在的倉(cāng)庫(kù)物流，所以潛入式的倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人在電商物流配送中心的應(yīng)用將越來越廣泛。

傳統(tǒng)的物流設(shè)備在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境或是倉(cāng)儲(chǔ)工序發(fā)生變化時(shí)，很難再一次達(dá)到相應(yīng)的性能要求。而智能化的機(jī)器人是一個(gè)柔性很高的系統(tǒng)，可以很好地根據(jù)環(huán)境變化進(jìn)行調(diào)整。其不僅能節(jié)省大量的人力物力，降低安全事故，而且可以大大提高倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)輸效率。

倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人是自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中的主體，也可稱為自動(dòng)導(dǎo)引小車(機(jī)器人)，目前其移動(dòng)方式主要以輪式移動(dòng)為主。大部分的倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人都是電磁引導(dǎo)、光條紋引導(dǎo)、磁帶導(dǎo)引、激光反射定位引導(dǎo)，最開始機(jī)器人是使用電磁感應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)引，原理是在地上埋設(shè)金屬線，在搬運(yùn)機(jī)器人上裝兩個(gè)金屬線制成的感應(yīng)線圈，當(dāng)機(jī)器人在金屬線上行走時(shí)，通電的線圈會(huì)與地上的導(dǎo)引線產(chǎn)生電磁感應(yīng)的現(xiàn)象，但是金屬線不易于機(jī)器人轉(zhuǎn)彎，也不適用于狹窄的倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境；磁感應(yīng)導(dǎo)引是將電磁感應(yīng)導(dǎo)引方法中的金屬線換成磁條、磁釘?shù)葞Т盼铮瑱C(jī)器人上有可以進(jìn)行磁感應(yīng)的傳感器，行走過程中通過接收磁感應(yīng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引，但是會(huì)破壞原有的工作地面環(huán)境；光學(xué)導(dǎo)引是用有色漆或色帶來鋪設(shè)軌跡，利用光學(xué)傳感器采集地上的圖像信號(hào)，通過圖像處理技術(shù)判斷識(shí)別軌跡實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引，雖然這種方式不用破壞工作環(huán)境的地面，只需要對(duì)地表進(jìn)行貼涂，但是因?yàn)閳D像處理要求較高，灰塵或液體等異物的存在會(huì)降低圖像處理的處理精度，所以該方法的可靠程度較低。

現(xiàn)有的機(jī)器人一般以PLC、工控機(jī)作為控制器，體積大，成本高，計(jì)算能力弱，不易實(shí)現(xiàn)高精度定位?，F(xiàn)有的倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人不具有與控制終端進(jìn)行實(shí)時(shí)通信的功能，不能把自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、信息狀態(tài)采通過無線通信模塊傳輸控制終端。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于現(xiàn)代物流行業(yè)的倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人及其控制方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種用于現(xiàn)代物流行業(yè)的倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人，包括倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人車體底盤及其外殼、防碰撞保護(hù)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、導(dǎo)航定位單元、控制單元、通信單元、舉升機(jī)構(gòu)。所述機(jī)器人車體底盤連接及其固定機(jī)器人各個(gè)裝置,該底盤為兩層結(jié)構(gòu)；所述防碰撞保護(hù)裝置位于外殼上，用于保護(hù)車體，防止其碰撞；所述驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)航定位單元、控制單元、通信單元均位于外殼內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制與控制終端的通信；舉升機(jī)構(gòu)位于底盤中部，用于抬舉貨物。

所述倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人車體底盤連接及其固定機(jī)器人各個(gè)裝置，防碰撞保護(hù)裝置包括紅外光電傳感器、前后蓋板、前后急停開關(guān)；驅(qū)動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)器、左、右直流電機(jī)、第一編碼器、第二編碼器、主動(dòng)輪以及從動(dòng)輪，左、右直流電機(jī)和主動(dòng)輪裝在對(duì)稱于車體中間兩側(cè)，從動(dòng)輪置于車體前端以及后端兩側(cè)，采用差速驅(qū)動(dòng)方式，若運(yùn)動(dòng)時(shí)候出現(xiàn)偏差，一直流電機(jī)經(jīng)速度反饋及時(shí)修正電機(jī)轉(zhuǎn)速，使兩直流電機(jī)的主動(dòng)輪速度保持在給定速度；導(dǎo)航定位單元包括慣導(dǎo)傳感器、二維激光條碼掃描器、灰度傳感器，采用慣性導(dǎo)航方式，二維碼定位方式，灰度傳感器矯正偏差方式完成機(jī)器人導(dǎo)航定位；控制單元使用基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)，包括微控制器、控制板，鋰電池，控制系統(tǒng)相當(dāng)于機(jī)器人的大腦，進(jìn)行控制決策；舉升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)缸、舉升電機(jī)、傳動(dòng)絲桿、限位開關(guān)、托盤。其控制單元與防碰撞保護(hù)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、導(dǎo)航定位單元、通信單元、舉升機(jī)構(gòu)構(gòu)成電氣連接。

所述倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的防碰撞保護(hù)裝置主要包括紅外光電傳感器、紅外光電傳感器固定支架、前后蓋板、左右急停開關(guān)，所述防碰撞保護(hù)裝置安裝在車體底盤結(jié)構(gòu)第二層前端以及后端，所述紅外光電傳感器固定支架有多對(duì)，裝置于車體底盤結(jié)構(gòu)前端以及后端；紅外光電傳感器固定支架固定紅外光電傳感器；所述前蓋與后蓋置于車體底盤結(jié)構(gòu)前端；急停開關(guān)置于前蓋與后蓋上端。

所述倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)裝置包括直流無刷電機(jī)、編碼器、驅(qū)動(dòng)軸、齒輪、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、外殼、減震裝置、驅(qū)動(dòng)器，所述驅(qū)動(dòng)裝置中驅(qū)動(dòng)器安裝在車體底盤結(jié)構(gòu)第二層上端側(cè)面，所述驅(qū)動(dòng)裝置中直流無刷電機(jī)，安裝在車體底盤結(jié)構(gòu)下端的中間兩側(cè)；所述驅(qū)動(dòng)裝置中編碼器通過齒輪嚙合安裝在無刷電機(jī)下端；所述左、右主動(dòng)輪分別與左、右電機(jī)對(duì)應(yīng)相連；從動(dòng)輪共有4個(gè)，其中2個(gè)設(shè)置于車體底盤結(jié)構(gòu)前端下方兩邊剩下2個(gè)設(shè)置于后端下方兩邊，分別固定在車體底盤結(jié)構(gòu)第一層；所述直流電機(jī)的外殼固定裝與車體底盤結(jié)構(gòu)第一層靠近中間的兩側(cè)；所述驅(qū)動(dòng)裝置中減震裝置包括一組彈簧，置于車體底盤結(jié)構(gòu)第一層中間，兩端與直流電機(jī)的兩外殼相接觸。

所述倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的導(dǎo)航定位單元包括慣性導(dǎo)航傳感器、慣性導(dǎo)航傳感器安裝板、二維激光條碼掃描器、二維激光條碼掃描器支架、灰度傳感器、特質(zhì)地標(biāo)，所述慣性導(dǎo)航傳感器安裝板置于車體底盤結(jié)構(gòu)第一層后端中間；所述慣性導(dǎo)航傳感器置于慣性導(dǎo)航傳感器安裝板上；所述二維激光條碼掃描器支架置于車體底盤結(jié)構(gòu)第一層靠近中間；所述二維激光條碼掃描器置于二維激光條碼掃描器支架上，所述灰度傳感器置于車體底盤結(jié)構(gòu)第一層前面下端；所述特質(zhì)地標(biāo)包括二維碼圖像加黑色箭頭連接組成。

所述倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的控制單元包括微控制器、電量檢測(cè)模塊、控制電路板、控制板固定板、鋰電池、電池固定板，所述微控制器包含電源管理模塊，主控芯片模塊，運(yùn)動(dòng)控制模塊，通信傳輸模塊；所述控制電路置于控制板固定板上端；所述電量檢測(cè)模塊置于控制板上端，進(jìn)行電壓檢測(cè)，用于監(jiān)測(cè)電池的電壓，檢測(cè)機(jī)器人是否需要充電；所述鋰電池置于車體底盤結(jié)構(gòu)第二層側(cè)面；所述電池固定板置于鋰電池上端，用于固定控制板固定板以及鋰電池，鋰電池與電池固定板之間放置泡沫作為隔層，電池固定板前端設(shè)有充電插口以及總開關(guān)。

所述倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的舉升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)缸、舉升電機(jī)、傳動(dòng)絲桿、第三編碼器、限位開關(guān)、托盤，所述舉升機(jī)構(gòu)置于車體底盤結(jié)構(gòu)第二層中間，舉升機(jī)構(gòu)通過螺絲與車體相連接，電動(dòng)缸是由舉升電機(jī)與電動(dòng)缸的傳動(dòng)絲桿通過聯(lián)軸器相連接而成，傳動(dòng)絲桿可上下移動(dòng)；所述第三編碼器與傳動(dòng)絲桿同軸連接，隨著傳動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，將轉(zhuǎn)動(dòng)的角度轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)并反饋給所述控制單元，所述控制單元對(duì)脈沖數(shù)進(jìn)行處理后獲得傳動(dòng)絲桿當(dāng)前的位置和速度信息，并根據(jù)該位置和速度信息發(fā)送控制信號(hào)給舉升電機(jī)，通過控制舉升電機(jī)完成啟動(dòng)、停止、加速、減速動(dòng)作從而控制傳動(dòng)絲桿實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)絲桿上升、下降；所述限位開關(guān)置于電動(dòng)缸傳動(dòng)絲桿上端，和下端，給所述第三編碼器提供清零信號(hào)；所述托盤置于傳動(dòng)絲桿頂部，由螺絲螺母固定，托盤為圓形結(jié)構(gòu)。

所述倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的通信單元包括通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器，置于車體底盤結(jié)構(gòu)第二層前端側(cè)面，將控制電路板的串行接口通信協(xié)議轉(zhuǎn)換為wifi通信協(xié)議。

所述倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人包括控制終端，用來實(shí)時(shí)監(jiān)控倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)并控制機(jī)器人的運(yùn)行，并發(fā)送指令使機(jī)器人按照指令需求完成搬運(yùn)任務(wù)，同時(shí)分析和存儲(chǔ)倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人搬運(yùn)結(jié)束后貨物的數(shù)據(jù)信息。

所述倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人，工作環(huán)境還安裝有無線路由器，用于實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人與控制終端之間的無線通信。

所述的倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的控制方法包括如下步驟：

1)在運(yùn)行場(chǎng)地上面設(shè)置特指地標(biāo)作為小車行進(jìn)的位置定位分布點(diǎn)，慣性導(dǎo)航傳感器采集數(shù)據(jù)作為小車行進(jìn)的相對(duì)行進(jìn)軌跡，灰度傳感器用于識(shí)別特指地標(biāo)的灰度信息，分析判斷車體與前進(jìn)方向的偏差情況，解決由于慣性定位累積誤差造成的方向測(cè)量偏差問題；利用特指地標(biāo)中的二維碼信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車體所在位置以及達(dá)到目的地距離情況；

2)通過灰度傳感器采集特指地標(biāo)的灰度信息，將轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)方向的偏差量，將偏差量傳送給控制單元，控制單元采用差速控制方式對(duì)車體進(jìn)行方向控制；編碼器采集電機(jī)轉(zhuǎn)速信息，將轉(zhuǎn)動(dòng)的角度轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)并反饋給所述控制單元，所述控制單元對(duì)脈沖數(shù)進(jìn)行處理后獲得當(dāng)前的位置和速度信息，并根據(jù)該位置和速度信息發(fā)送控制信號(hào)給電機(jī)，采用積分分離PID算法對(duì)電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制；

3)在倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的前后裝有防碰撞保護(hù)裝置，防碰撞保護(hù)裝置中的激光光電傳感器會(huì)將其前方是否有障礙物或者人的信息時(shí)時(shí)傳輸給控制單元，若遇到障礙物或者人時(shí)控制單元將控制倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人減速或停止；

4)控制單元通過控制PWM的占空比，將PWM信息傳遞至電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)而控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)速和扭矩從而對(duì)行進(jìn)進(jìn)行控制，根據(jù)防碰撞保護(hù)裝置、慣性導(dǎo)航傳感器、二維激光條碼掃描器、灰度傳感器所提供的道路信息進(jìn)行分析，進(jìn)而調(diào)整PWM的輸出的占空比對(duì)直流無刷電機(jī)的控制參數(shù)，達(dá)到指定位置后，控制電動(dòng)桿背負(fù)貨架，并且把二維碼信息、狀態(tài)信息、電壓信息通過無線通信模塊傳輸至控制終端。

5)控制單元通過電動(dòng)缸編碼器反饋轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)化的脈沖數(shù)，進(jìn)而獲得軌道小車當(dāng)前的位置和速度信息并根據(jù)該位置和速度信息發(fā)送控制信號(hào)給直流電機(jī)，控制直流電機(jī)完成啟動(dòng)、停止、加速、減速動(dòng)作從而控制電動(dòng)缸的傳動(dòng)絲桿上下位移量，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)絲桿的精確定位。

所述的倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人粘貼的特制地標(biāo)進(jìn)行分類，分類有：目的地地址代碼，用于倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人精準(zhǔn)到達(dá)目的地或者貨架安放地的地面上；過程地址代碼，用于倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人在搬運(yùn)過程中作為定位標(biāo)識(shí)安放在行進(jìn)路面上。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)構(gòu)架簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)方位精確，有利于降低物流成本，減少人員的投入，可實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人從搬運(yùn)貨物至指定區(qū)域，后回至初始區(qū)域。在電量不足時(shí),倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人可自主回至充電區(qū)充電，同時(shí)本發(fā)明可將自身運(yùn)動(dòng)信息、狀態(tài)信息、電量信息實(shí)時(shí)傳輸至控制終端，配合控制終端完成貨物分揀的流程，提高現(xiàn)代物流的分揀效率。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

附圖說明

圖1是本發(fā)明倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人另一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的側(cè)視示意圖。

圖4是本發(fā)明倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的俯視示意圖。

圖5是本發(fā)明倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的工作環(huán)境簡(jiǎn)要布局示意圖。

圖6是本發(fā)明倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成的模塊結(jié)構(gòu)框圖。

圖7是本發(fā)明倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖8是本發(fā)明倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人控制終端監(jiān)控軟件界面的示意圖。

圖9是本發(fā)明倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人控制終端的示意圖。

圖10是本發(fā)明倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人特質(zhì)地標(biāo)的示意圖。

圖11是本發(fā)明倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人貨架的示意圖。

具體實(shí)施方式

一種倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人，包括倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人車體底盤及其外殼、防碰撞保護(hù)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、導(dǎo)航定位單元、控制單元、通信單元、舉升機(jī)構(gòu)；所述機(jī)器人車體底盤連接及其固定機(jī)器人各個(gè)裝置，該底盤為兩層結(jié)構(gòu)；所述防碰撞保護(hù)裝置位于外殼上，用于保護(hù)車體，防止其碰撞；所述驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)航定位單元、控制單元、通信單元均位于外殼內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制與控制終端的通信；舉升機(jī)構(gòu)位于底盤中部，用于抬舉貨物。

所述防碰撞保護(hù)裝置設(shè)置在車體底盤結(jié)構(gòu)第二層上，該防碰撞保護(hù)裝置包括紅外光電傳感器19、前后蓋板7、左右急停開關(guān)5，其中紅外光電傳感器19位于外殼的前端和后端，前后蓋板7也位于外殼的前端和后端，左右急停開關(guān)5位于外殼上端。

所述驅(qū)動(dòng)裝置包括左直流電機(jī)10、右直流電機(jī)15、第一編碼器12、第二編碼器16、連接軸、齒輪、主動(dòng)輪8、從動(dòng)輪9、電機(jī)外殼11、減震裝置14、驅(qū)動(dòng)器29；

所述驅(qū)動(dòng)裝置中驅(qū)動(dòng)器29設(shè)置在車體底盤結(jié)構(gòu)第二層的側(cè)面，所述驅(qū)動(dòng)裝置中左直流電機(jī)10和右直流電機(jī)15設(shè)置在車體底盤結(jié)構(gòu)第一層的中間兩側(cè)，第一編碼器12位于左直流電機(jī)10的下方并與置于主動(dòng)輪連接軸上的齒輪嚙合，用于記錄左直流電機(jī)10的速度信息，第二編碼器16位于右直流電機(jī)15的下方，并與置于主動(dòng)輪連接軸上的齒輪嚙合，所述主動(dòng)輪置于連接軸兩端并與對(duì)應(yīng)的直流電機(jī)相連；所述從動(dòng)輪為萬向輪，共四個(gè)，其中兩個(gè)置于車體底盤結(jié)構(gòu)前端下方兩邊，兩個(gè)置于后端下方兩邊，且相互對(duì)稱；所述驅(qū)動(dòng)裝置中直流電機(jī)外殼11與對(duì)應(yīng)的直流電機(jī)均固定置于車體底盤結(jié)構(gòu)第一層兩側(cè)；所述驅(qū)動(dòng)裝置中減震裝置包括一組彈簧，置于車體底盤結(jié)構(gòu)第一層中間，兩端與兩個(gè)直流電機(jī)外殼相接觸。

所述導(dǎo)航定位單元包括慣性導(dǎo)航傳感器25、二維激光條碼掃描器20、灰度傳感器21；

所述慣性導(dǎo)航傳感器25設(shè)置在車體底盤結(jié)構(gòu)第一層后端中間；所述二維激光條碼掃描器20設(shè)置在車體底盤結(jié)構(gòu)第一層靠近中間；灰度傳感器21置于車體底盤結(jié)構(gòu)第一層前面下端。

所述控制單元包括微控制器、電量檢測(cè)模塊、控制電路板、控制板固定板、鋰電池、電池固定板，所訴微控制器包含電源管理模塊，主控芯片模塊，運(yùn)動(dòng)控制模塊，通信模塊；所述控制電路置于控制板固定板上端；所述電量檢測(cè)模塊置于控制板上端，進(jìn)行電壓檢測(cè)，用于監(jiān)測(cè)電池的電壓，檢測(cè)機(jī)器人是否需要充電；所述鋰電池置于車體底盤結(jié)構(gòu)第二層側(cè)面；所述電池固定板置于鋰電池上端，用于固定控制板固定板以及鋰電池，鋰電池與電池固定板之間放置泡沫作為隔層，電池固定板前端設(shè)有充電轉(zhuǎn)接口，與此同時(shí)總開關(guān)固定在電池固定板一側(cè)的外殼處。

所述舉升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)缸23、舉升電機(jī)30、第三編碼器、限位開關(guān)和托盤22，所述舉升機(jī)構(gòu)置于車體底盤結(jié)構(gòu)第二層中間，舉升機(jī)構(gòu)通過螺絲與車體相連接，所述電動(dòng)缸23與傳動(dòng)絲桿通過聯(lián)軸器相連接，傳動(dòng)絲桿可上下移動(dòng)；所述第三編碼器與傳動(dòng)絲桿同軸連接，隨著傳動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，將轉(zhuǎn)動(dòng)的角度轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)并反饋給所述控制單元，所述控制單元對(duì)脈沖數(shù)進(jìn)行處理后獲得傳動(dòng)絲桿當(dāng)前的位置和速度信息，并根據(jù)該位置和速度信息發(fā)送控制信號(hào)至舉升電機(jī)，通過控制舉升電機(jī)從而控制傳動(dòng)絲桿完成啟動(dòng)、停止、加速、減速動(dòng)作從而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)絲桿精確定位；所述托盤置于傳動(dòng)絲桿頂部，由螺絲螺母固定，托盤22為圓形結(jié)構(gòu)。

所述通信單元包括通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器18，置于車體底盤結(jié)構(gòu)第二層前端側(cè)面，將控制電路板的串行接口通信協(xié)議轉(zhuǎn)換為wifi通信協(xié)議。

倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人還設(shè)置有無線路由器，用于實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人與控制控制終端之間的無線通信。

一種基于上述倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的控制方法，包括如下步驟：

1)在運(yùn)行場(chǎng)地上面設(shè)置特指地標(biāo)作為小車行進(jìn)的位置定位分布點(diǎn)，慣性導(dǎo)航傳感器采集數(shù)據(jù)作為小車行進(jìn)的相對(duì)行進(jìn)軌跡，灰度傳感器用于識(shí)別特指地標(biāo)的灰度信息，分析判斷車體與前進(jìn)方向的偏差情況，解決由于慣性定位累積誤差造成的方向測(cè)量偏差問題；利用特定地標(biāo)中的二維碼信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車體所在位置以及達(dá)到目的地距離情況；

2)通過灰度傳感器采集特指地標(biāo)的灰度信息，將轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)方向的偏差量，將偏差量傳送給控制單元，控制單元采用差速控制方式對(duì)車體進(jìn)行方向控制；編碼器采集電機(jī)轉(zhuǎn)速信息，將轉(zhuǎn)動(dòng)的角度轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)并反饋給所述控制單元，所述控制單元對(duì)脈沖數(shù)進(jìn)行處理后獲得當(dāng)前的位置和速度信息，并根據(jù)該位置和速度信息發(fā)送控制信號(hào)給電機(jī)，對(duì)電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制；

3)在倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的前后裝有防碰撞保護(hù)裝置，防碰撞保護(hù)裝置中的激光光電傳感器會(huì)將其前方是否有障礙物或者人的信息時(shí)時(shí)傳輸給控制單元，若遇到障礙物或者人時(shí)控制單元將控制倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人減速或停止；

4)控制單元通過控制PWM的占空比，將PWM信息傳遞至電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)而控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)速和扭矩從而對(duì)行進(jìn)進(jìn)行控制，根據(jù)防碰撞保護(hù)裝置、慣性導(dǎo)航傳感器、二維激光條碼掃描器、灰度傳感器所提供的道路信息進(jìn)行分析，進(jìn)而調(diào)整PWM的輸出的占空比對(duì)直流無刷電機(jī)的控制參數(shù)，達(dá)到指定位置后，控制電動(dòng)桿背負(fù)貨架，并且把二維碼信息、狀態(tài)信息、電壓信息通過無線通信模塊傳輸至控制終端；

5)控制單元通過電動(dòng)缸編碼器反饋的位置信息，進(jìn)而控制電動(dòng)缸的傳動(dòng)絲桿上下位移量，采用S曲線加減速控制電動(dòng)缸上下移動(dòng)，在行程達(dá)到極限時(shí)，通過控制限位開關(guān)，使傳動(dòng)絲桿穩(wěn)定停止。

本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)構(gòu)架簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)方位精確，有利于降低物流成本，減少人員的投入，可實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人從搬運(yùn)貨物至指定區(qū)域，后回至初始區(qū)域。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

實(shí)施例

結(jié)合圖1和圖11，，在本實(shí)施例中包括機(jī)器人本體、機(jī)器人本體搭載的傳感器和控制終端36。所述倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人在電商配送中心等內(nèi)室內(nèi)工作區(qū)域運(yùn)行，使所述的倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人本體能夠從出發(fā)區(qū)32沿特定地標(biāo)40行駛至貨架底部，并搬運(yùn)指定貨架44至分揀區(qū)34然后放回貨架44，最后機(jī)器人回到出發(fā)區(qū)32等待指令。

如圖1所示，所述倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人包括搬運(yùn)機(jī)器人本體底盤機(jī)構(gòu)、外殼1、舉升機(jī)構(gòu)2、充電接口3、總開關(guān)6、急停按鈕5以及機(jī)器人所攜帶的傳感器等。搬運(yùn)機(jī)器人本體底盤機(jī)構(gòu)是骨架支撐機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)，外殼1類似于皮膚，保護(hù)機(jī)器人內(nèi)部部件，機(jī)器人舉升機(jī)構(gòu)2是機(jī)器人執(zhí)行搬運(yùn)舉升的關(guān)鍵部件，機(jī)器人所攜帶的傳感器保證機(jī)器人安全可靠的行駛。

如圖2所示，所述搬運(yùn)機(jī)器人底盤機(jī)構(gòu)包括底盤機(jī)構(gòu)底板一層28、灰度傳感器21、灰度傳感器支架、兩個(gè)主動(dòng)輪8、四個(gè)從動(dòng)輪9、兩個(gè)直流電機(jī)10、直流電機(jī)殼11、兩個(gè)編碼器12、齒輪13、減震彈簧14，其中，以上所述均安裝在搬運(yùn)機(jī)器人的外殼內(nèi)。所述四個(gè)從動(dòng)輪9，其通過支架固定在所述的底板上，分居底盤機(jī)構(gòu)底板前端與后端的左右兩側(cè)，所述的四個(gè)從動(dòng)輪9可以被主動(dòng)輪8帶動(dòng)做全方向運(yùn)動(dòng)。所述直流電機(jī)10采用帶減速箱的有刷直流電機(jī)。所述的減速箱選用行星減速箱，可以增大所述的直流電機(jī)10的力矩，使其能帶動(dòng)更重的負(fù)載。所述兩個(gè)直流電機(jī)10分別與兩個(gè)主動(dòng)輪8相連接，用來提供動(dòng)力。所述的兩個(gè)編碼器12通過支架固定分別固定在兩個(gè)直流電機(jī)10下，隨所述搬運(yùn)機(jī)器人車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，用于記錄下搬運(yùn)機(jī)器人車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度和圈數(shù)，并反饋給微控制器24，所述微控制器24處理后獲得搬運(yùn)機(jī)器人當(dāng)前的運(yùn)行位置和速度，并根據(jù)當(dāng)前的運(yùn)行位置和速度控制直流電機(jī)10完成啟動(dòng)、停止等動(dòng)作從而實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。所述減震彈簧14，置于車體底盤結(jié)構(gòu)底盤第一層28中間，兩端與直流電機(jī)的外殼相接觸。當(dāng)遇到路面不平時(shí)候，搬運(yùn)機(jī)器人一個(gè)主動(dòng)輪被迫抬起或凹陷，由于彈簧的張性，使車體底盤相對(duì)平穩(wěn)，從而起到減震作用；所述灰度傳感器21總共有8個(gè)每個(gè)灰度傳感器的間隔為1.5cm，總體的檢測(cè)范圍為10.5cm，其通過支架固定在所述的車體底盤結(jié)構(gòu)第一層28。設(shè)置于搬運(yùn)機(jī)器人車體底盤結(jié)構(gòu)底盤第一層28前端下面，所述灰度傳感器檢測(cè)到地面特制地標(biāo)41的灰度值，檢測(cè)到黑線時(shí)輸出高電平，檢測(cè)到白色為低電平，其所述輸出數(shù)字信號(hào)反饋給微控制器24，所述微控制器24處理后獲得搬運(yùn)機(jī)器人當(dāng)前的運(yùn)行位置與所需前進(jìn)方向的誤差從而矯正偏差。

如圖1和圖3所示所述防碰撞保護(hù)裝置主要包括紅外光電傳感器19、紅外光電傳感器固定支架、前后蓋板7、前后急停開關(guān)5，所述紅外光電傳感器固定支架有多對(duì)，呈現(xiàn)階梯狀裝置于車體底盤結(jié)構(gòu)第二層27前端以及后端；所述紅外光電傳感器19固定在紅外光電傳感器支架之上；前端的紅外光電傳感器19經(jīng)安裝調(diào)節(jié)，將工作范圍調(diào)節(jié)至前50cm的位置，并直指前方，并且后端的紅外光電傳感器19經(jīng)安裝調(diào)節(jié)，將工作范圍調(diào)節(jié)至前50cm的位置，并直指后方，若障礙物人或者其他物出現(xiàn)，該機(jī)器人則減速，并停止，等待障礙物離開；所述搬運(yùn)機(jī)器人前蓋與后蓋置于車體底盤結(jié)構(gòu)前端；所述急停開關(guān)5置于前蓋與后蓋上端，如發(fā)生碰撞導(dǎo)或機(jī)器人出現(xiàn)故障致機(jī)器人不能停止，方便工作人員快速停止機(jī)器人。

如圖3和圖10所示所述倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的導(dǎo)航定位單元包括慣性導(dǎo)航傳感器25、慣性導(dǎo)航傳感器安裝板、二維激光條碼掃描器19、二維激光條碼掃描器支架、灰度傳感器21、特質(zhì)地標(biāo)42，所述慣性導(dǎo)航傳感器25安裝板置于車體底盤結(jié)構(gòu)第一層28后端中間，將慣性導(dǎo)航傳感器25置于慣性導(dǎo)航傳感器安裝板上，調(diào)節(jié)慣性導(dǎo)航傳感器25的陀螺儀可輸出載體角速度，通過該信息計(jì)算可得到載體相對(duì)于導(dǎo)航坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣。加速度計(jì)輸出載體線加速度，但是輸出的加速度矢量是沿載體坐標(biāo)系的矢量，將加速度矢量通過姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣轉(zhuǎn)換至導(dǎo)航坐標(biāo)系，使機(jī)器人本體在短時(shí)間內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)；所述二維激光條碼掃描器20的L型支架置于車體底盤結(jié)構(gòu)第一層28靠近中間，將二維激光條碼掃描器20置于二維激光條碼掃描器支架上，二維激光條碼掃描器20指向機(jī)器人本體下方，讀取特制地標(biāo)42中的二維碼信息，確定機(jī)器人本體所在位置，并將讀取到的信息傳輸給微控制器24，最后位置信息在控制終端36顯示出來；所述特質(zhì)地標(biāo)10-1紙包括二維碼圖像42加黑色箭頭43連接組成，二維碼圖像42由邊長(zhǎng)為3cm的正方形組成，黑色箭頭43為長(zhǎng)15cm寬3cm的黑色箭頭組成。二維激光條碼掃描器20主要讀取二維碼圖像42的信息，灰度傳感器21主要讀取黑色箭頭43中顏色信息，檢測(cè)到黑線時(shí)輸出高電平，檢測(cè)到白色為低電平。最終將所讀取的信息反饋給微控制器24，微控制器24經(jīng)過智能軟件的編寫，控制倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人延設(shè)定的特制地標(biāo)10-1行駛。

如圖3所示，所述倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人的控制單元包括微控制器24、電量檢測(cè)模塊、控制電路板、控制板固定板，所述控制電路置于控制板固定板上端，控制板固定板為絕緣板，起到了絕緣的作用并方便拆卸；所述電量檢測(cè)模塊置于控制板側(cè)面，進(jìn)行電壓監(jiān)測(cè)，用于監(jiān)測(cè)電池的電壓，并將信息反饋給微處理器24，檢測(cè)機(jī)器人是否需要充電，如需要充電，在完成當(dāng)前搬運(yùn)之后，延特制地標(biāo)40行駛至充電區(qū)33；所述鋰電池17置于車體底盤結(jié)構(gòu)第二層27側(cè)面；所述電池固定板置于鋰電池17上端，呈現(xiàn)“Ω”倒扣在鋰電池17上，用于固定控制板固定板以及鋰電池17，鋰電池17與電池固定板之間放置泡沫作為隔層，作為緩沖保護(hù)，所述微控制器24布置在控制電路板上，其可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的高速處理與分析，使整個(gè)機(jī)器人控制系統(tǒng)有條不紊的運(yùn)行。所述微控制器24接收控制終端36、各個(gè)編碼器和限位開關(guān)等發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息，具體包括所述控制終端36發(fā)送的搬運(yùn)貨架44的位置信息，所述各個(gè)編碼器反饋的脈沖數(shù)，所述各個(gè)限位開關(guān)發(fā)送的觸發(fā)信號(hào)，所述微控制器24對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理后可以控制各電機(jī)完成啟動(dòng)、停止、加速、減速、舉升、降落動(dòng)作，使所述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)由出發(fā)區(qū)32至分揀區(qū)34，完成所述機(jī)器人的搬運(yùn)任務(wù)。所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器29有三個(gè)，用來接收所述微控制器24發(fā)送的控制信號(hào)從而分別驅(qū)動(dòng)左直流電機(jī)10、右直流電機(jī)15和舉升電機(jī)30。所述的總開關(guān)控制搬運(yùn)機(jī)器人的總供電電路，其直接與所述的鋰電池17串聯(lián)，當(dāng)切斷所述總開關(guān)時(shí)，即切斷了所述鋰電池17供給機(jī)器人的電路，機(jī)器人將無法工作，只有打開所述總開關(guān)時(shí)，所述機(jī)器人才有可能正常工作。所述急停開關(guān)具有遇突發(fā)情況緊急停止機(jī)器人運(yùn)行的功能。當(dāng)所述搬運(yùn)機(jī)器人在運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常狀況需要及時(shí)停止時(shí)，工作人員可以立即拍下所述的急停開關(guān)5，此時(shí)所述的機(jī)器人可以立即停止運(yùn)行。

如圖3所示所述舉升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)缸31，舉升電機(jī)30，傳動(dòng)絲桿23，第三編碼器，限位開關(guān)，托盤22，所述舉升機(jī)構(gòu)置于車體底盤結(jié)構(gòu)第二層27中間，舉升機(jī)構(gòu)通過螺絲與車體相連接，所述電動(dòng)缸是將舉升電機(jī)30與電動(dòng)缸31的傳動(dòng)絲桿23通過聯(lián)軸器相連接，傳動(dòng)絲桿23可上下移動(dòng)；所述第三編碼器與傳動(dòng)絲桿26同軸安裝，隨著傳動(dòng)絲桿23轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，將轉(zhuǎn)動(dòng)的角度轉(zhuǎn)化為脈沖數(shù)并反饋給所述微控制器24，所述微控制器24對(duì)脈沖數(shù)進(jìn)行處理后獲得傳動(dòng)絲桿23當(dāng)前的位置和速度信息，并根據(jù)該位置和速度信息發(fā)送控制信號(hào)給舉升電機(jī)30，從而控制傳動(dòng)絲桿26完成啟動(dòng)、停止、加速、減速動(dòng)作從而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)絲桿精確定位；所述限位開關(guān)置于電動(dòng)缸傳動(dòng)絲桿23上端，和下端，給所述舉升電機(jī)編碼器提供清零信號(hào)，在傳動(dòng)絲桿到達(dá)行程最大值時(shí)，限制傳動(dòng)絲桿23的位置，以其防止機(jī)器人此部件的損壞；所述托盤22置于傳動(dòng)絲桿頂部，由螺絲螺母固定，托盤為圓形結(jié)構(gòu)。

如圖6所示,所述機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成采用模塊化結(jié)構(gòu)，主控芯片主要連接電源管理模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、通信模塊、以及防碰撞保護(hù)模塊。其中電源管理模塊主要包括電量檢測(cè)模塊，在機(jī)器人檢測(cè)到電量不足時(shí)候，自主行駛至充電區(qū)。運(yùn)動(dòng)控制模塊主要包括左右電機(jī)，舉升電機(jī)的控制，通過編碼器反饋信息進(jìn)行清零以及矯正偏差。通信模塊包括對(duì)控制終端的無線通信，以及對(duì)導(dǎo)航模塊的通信，其中導(dǎo)航定位模塊包括慣導(dǎo)模塊、二維激光條碼掃描器以及灰度傳感器。防碰撞保護(hù)模塊包括紅外光電傳感器以及急停按鈕。為控制電路板的制作提供依據(jù)。

如圖3和圖4所示，所述控制電路板為PCB板。根據(jù)搬運(yùn)機(jī)器人需要實(shí)現(xiàn)的功能，選取合適電子元器件，設(shè)計(jì)所述的控制電路板的原理圖和PCB圖，從而制作出所述的控制電路板。所述微控制器24中下載有實(shí)現(xiàn)機(jī)器人基本功能的程序和智能控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的程序。所述實(shí)現(xiàn)機(jī)器人基本功能的程序包括實(shí)現(xiàn)機(jī)器人正常運(yùn)行、停止、搬運(yùn)貨架、數(shù)據(jù)采集與發(fā)送、充電的程序。所述智能控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的程序采用智能控制算法編寫，可以智能控制所述的左直流電機(jī)10、右直流電機(jī)15和舉升電機(jī)30。所述左直流電機(jī)和右直流電機(jī)采用分段P控制和積分分離的分段式PID閉環(huán)算法控制，同時(shí)還帶有飽和限幅環(huán)節(jié)。通過選取合適的參數(shù)，結(jié)合所述的第一編碼器12和第二編碼器16，能控制所述的搬運(yùn)機(jī)器人平穩(wěn)、快速啟動(dòng)，運(yùn)行過程中能智能控制速度。所述舉升電機(jī)30采用梯形加減速控制算法控制，結(jié)合所述第三編碼器、限位開關(guān)，可以使所述的舉升電機(jī)30平穩(wěn)抬舉、降落和停止，有較好的控制效果。所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器29有三個(gè)，分別驅(qū)動(dòng)所述的左直流電機(jī)10、右直流電機(jī)15和舉升電機(jī)30。所述左直流電機(jī)10、右直流電機(jī)15的驅(qū)動(dòng)器29可以將所述微控制器24產(chǎn)生的電機(jī)控制方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成所需占空比的PWM波，控制所述的左直流電機(jī)10、右直流電機(jī)15的運(yùn)行；還可以通過不同的使能信號(hào)、方向信號(hào)、制動(dòng)信號(hào)控制所述的左直流電機(jī)10、右直流電機(jī)15進(jìn)行不同的動(dòng)作同時(shí)與第一編碼器12、第二編碼器16形成電機(jī)閉環(huán)控制。通過所述的微控制器24提供的脈沖信號(hào)、方向信號(hào)、使能信號(hào)，將信號(hào)傳輸至驅(qū)動(dòng)器29，可以控制所述的舉升機(jī)構(gòu)舉升、停止、降落，完成搬運(yùn)貨架的需求。

如圖3所示，所述搬運(yùn)機(jī)器人上還安裝有鋰電池17，所述鋰電池17由鋰電池支架固定在車體底盤結(jié)構(gòu)第二層27上為整個(gè)搬運(yùn)機(jī)器人上提供電能，所述的鋰電池17安裝在車體底盤結(jié)構(gòu)第二層27上的側(cè)面。所述搬運(yùn)機(jī)器人外殼表面布置有與鋰電池17正負(fù)極相連的搬運(yùn)機(jī)器人電極，電極由蓋板覆蓋，對(duì)人起到防護(hù)左右，所述搬運(yùn)機(jī)器人在需要充電時(shí)，在充電區(qū)延特質(zhì)地標(biāo)40倒退至充電處，蓋板向外打開，電極與充電插頭上的電極對(duì)接充電。

如圖3所示，所述機(jī)器人本體上還安裝有通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器18，實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)機(jī)器人與控制終端36之間的通信。所述通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器18將微處理器24處理后的第一編碼器12信息、第二編碼器15的信息、二維激光條碼掃描器20的信息、電量監(jiān)測(cè)的信息，通過串行接口通信協(xié)議轉(zhuǎn)換為wifi通信協(xié)議，將通過串行接口傳輸?shù)男畔⑥D(zhuǎn)換為通過wifi傳輸?shù)男畔⒆罱K傳至控制終端36。所述的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器18具有雙向轉(zhuǎn)換能力，也可以將wifi通信協(xié)議轉(zhuǎn)換為串行接口通信協(xié)議。

所圖9所示，控制終端36用來實(shí)時(shí)查看搬運(yùn)機(jī)器人當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)、搬運(yùn)任務(wù)完成情況，同時(shí)可采集并存儲(chǔ)控制終端36的數(shù)據(jù)信息，可導(dǎo)出制成表單，方便維護(hù)以及可對(duì)物流完成情況進(jìn)一步分析。所述控制終端36采用一體機(jī)的形式，即為一臺(tái)功能齊全的電腦，內(nèi)部帶有無線網(wǎng)卡。所述控制終端36具有控制終端顯示屏39、控制終端鍵盤37和控制終端鼠標(biāo)38。所述的控制終端顯示屏39可以將控制終端36接收到的機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)和采集并處理過后的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)顯示在屏幕上，供工作人員及時(shí)查看。所述的控制終端鍵盤37和控制終端鼠標(biāo)38可以供工作人員操作控制終端36。所述控制終端36放置在分揀區(qū)34的，方便工作人員集中處理貨物。

如圖8所示，所述控制終端36監(jiān)控軟件界面的軟件基于Windows操作系統(tǒng)開發(fā)，結(jié)合嵌入式編程、網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息采集、傳輸、控制、管理和儲(chǔ)存。所述控制終端軟件界面上反映的信息有：設(shè)備狀態(tài)顯示、速度信息、位置信息、電量信息和急停開關(guān)按鈕。所述控制終端36監(jiān)控軟件界面通過設(shè)備狀態(tài)顯示可以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前機(jī)器人本體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：顯示當(dāng)前所述的機(jī)器人運(yùn)行的所在位置，可實(shí)時(shí)查看所述的機(jī)器人速度和位置。工作人員可以通過所述的控制終端鍵盤37和控制終端鼠標(biāo)38在管理界面管理貨物情況。所述的控制終端36監(jiān)控軟件界面可以對(duì)電量監(jiān)測(cè)進(jìn)行控制和管理，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前監(jiān)測(cè)對(duì)象的電量信息，進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估。所述的控制終端36監(jiān)控軟件還可以建立數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄并為工作人員提供搬運(yùn)機(jī)器人歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)和搬運(yùn)信息。

如圖10所示，所述粘貼的特制地標(biāo)進(jìn)行分類，分類有：目的地地址代碼40，用于倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人精準(zhǔn)到達(dá)目的地或者貨架安放地的地面上；過程地址代碼41，用于倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人在搬運(yùn)過程中作為定位標(biāo)識(shí)安放在行進(jìn)路面上。

本發(fā)明倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)機(jī)器人開始工作前停止在機(jī)器人充電區(qū)33處，此時(shí)鋰電池17電量處于滿電狀態(tài)，機(jī)器人本體與充電插頭分開。打開機(jī)器人的總開關(guān)6和急停開關(guān)5，機(jī)器人控制電路接通，控制電路板、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器29均上電。打開控制終端監(jiān)控軟件界面35，用控制終端鍵盤37和控制終端鼠標(biāo)38設(shè)定所需要搬運(yùn)的貨物，給機(jī)器人發(fā)送控制命令。機(jī)器人的無線路由器接收到通過wifi發(fā)送過來的命令后，通過通信協(xié)議轉(zhuǎn)換器18將wifi信息轉(zhuǎn)換為串口信息，以供微控制器接收并處理。微控制器根據(jù)命令控制機(jī)器人運(yùn)行。通過左、右直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器29驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，帶動(dòng)機(jī)器人本體在特制地標(biāo)40上運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人先從充電區(qū)32行駛至出發(fā)區(qū)33，通過微控制器24中下載的智能控制算法程序，結(jié)合第一編碼器12和第二編碼器16可以實(shí)現(xiàn)對(duì)左、右直流電機(jī)的閉環(huán)智能控制，使機(jī)器人能克服運(yùn)行時(shí)的一些干擾，如軌道不平造成的速度下降、搬運(yùn)貨物增加重量的速度下降等，穩(wěn)定、快速、準(zhǔn)確地到達(dá)分揀區(qū)34。采用積分分離的分段式PID閉環(huán)算法，通過選取合適的參數(shù)，能控制機(jī)器人本體平穩(wěn)、快速啟動(dòng)。在機(jī)器本體運(yùn)行過程中可以智能行駛，當(dāng)遇到道路不平使機(jī)器人行進(jìn)路線產(chǎn)生偏差時(shí)，灰度傳感器21能在一小段時(shí)間將接連地標(biāo)的灰度值反饋給微控制器24，微控制器24接收并處理后，可以增大或減小某一輸出PWM的占空比，從而增大或減小某一直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)快要到指定貨架44時(shí)，通過二維激光條碼掃描器20讀取到的當(dāng)前一個(gè)二維碼信息，反饋至微控制器24，微控制器24接收并處理后，控制直流電機(jī)減速，至貨架44正下端停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)機(jī)器人舉升電機(jī)30采用梯形加減速控制算法控制，結(jié)合第三編碼器、限位開關(guān)，控制傳動(dòng)絲桿23平穩(wěn)、精確的托舉貨架44，退回至前一個(gè)特質(zhì)地標(biāo)40處。微控制器24控制電機(jī)轉(zhuǎn)彎，并延特質(zhì)地標(biāo)線至分揀區(qū)34在分揀區(qū)的工作人員取的貨架44上的貨物之后，機(jī)器人則沿路返回，將貨架44送至此貨架初始位置?？刂齐娐钒迳系碾妷簜鞲衅髂軐?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池24的電壓，當(dāng)出現(xiàn)電壓過低時(shí)，會(huì)控制機(jī)器人前往充電區(qū)33處進(jìn)行充電。當(dāng)電壓傳感器監(jiān)測(cè)到電壓足夠高后，又會(huì)控制機(jī)器人停止充電。機(jī)器人在運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)將自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如位置信息和速度信息、搬運(yùn)信息、電量信息等通過wifi發(fā)送給控制終端36，控制終端監(jiān)控軟件界面35可以實(shí)時(shí)顯示這些信息。