發(fā)布時(shí)間：2020-05-21 07:39

【摘要】：隨著“中國制造2025”的繼續(xù)深化落地,人口紅利消退,勞動(dòng)力成本增高,智能搬運(yùn)機(jī)器人的市場需求將繼續(xù)增長。經(jīng)過對國內(nèi)外的智能搬運(yùn)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有的智能搬運(yùn)機(jī)器人存在需鋪設(shè)導(dǎo)航帶或者導(dǎo)航設(shè)備昂貴的局限性。針對這些局限性,本文設(shè)計(jì)了一種無需鋪設(shè)導(dǎo)航帶、價(jià)格便宜的智能跟隨搬運(yùn)機(jī)器人。本文首先總結(jié)了智能搬運(yùn)機(jī)器人的國內(nèi)外發(fā)展歷史和滑模變結(jié)構(gòu)控制算法的發(fā)展歷史,為智能跟隨搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考借鑒與規(guī)劃。然后,本文在搭建的智能跟隨搬運(yùn)機(jī)器人車體機(jī)械平臺上,結(jié)合現(xiàn)有的傳感檢測以及微控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。智能跟隨搬運(yùn)機(jī)器人的硬件組成主要由8個(gè)模塊組成,分別是電源模塊、超聲波模塊、磁導(dǎo)航模塊、RFID站點(diǎn)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、防撞條、串口屏模塊和以STM32F103VET6為核心的主控模塊。在硬件支持的基礎(chǔ)上,軟件設(shè)計(jì)了三種運(yùn)動(dòng)模式,分別為手動(dòng)模式、循跡模式和軌跡跟隨模式,使智能跟隨搬運(yùn)機(jī)器人能夠多功能的實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用要求,來滿足復(fù)雜的工作環(huán)境。通過對智能跟隨搬運(yùn)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型進(jìn)行分析,本文提出一種基于反演法和快速終端滑模的復(fù)合軌跡跟隨控制算法,該算法加快了系統(tǒng)誤差和輸出的收斂性,在實(shí)際應(yīng)用中具有更好的適用性。最后,智能跟隨搬運(yùn)機(jī)器人完成了正常運(yùn)行、避障、載重和軌跡跟隨等功能的測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的智能跟隨搬運(yùn)機(jī)器人基本滿足設(shè)計(jì)要求。
【圖文】：

圖 1.1 智能機(jī)器人 ShakeyFig1.1 Intelligent robot Shakey初，瑞典 VOLVO 公司使用了由計(jì)算機(jī)控制的裝配作業(yè)，這對搬運(yùn)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了 520 個(gè)搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)，其應(yīng)用領(lǐng)域大致分為）和柔性制造系統(tǒng)（FMS）等[15]。20 世紀(jì) 80成熟階段，衍生出具有專門功能的搬運(yùn)機(jī)器人運(yùn)機(jī)器人、自卸式搬運(yùn)機(jī)器人等。1984 年，，首個(gè)柔性裝配系統(tǒng)(FAS)，成為當(dāng)時(shí)擁有搬運(yùn)礎(chǔ)上，美國公司采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)出器的穩(wěn)定性更高的搬運(yùn)機(jī)器人，將搬運(yùn)機(jī)器人1963 年，日本第一次引進(jìn)搬運(yùn)機(jī)器人；三年后設(shè)備供應(yīng)廠商合資建成第一家日本的搬運(yùn)機(jī)器

圖 1. 2 搬運(yùn)機(jī)器人 MiR200Fig1.2 Handling robot MiR200發(fā)展歷史運(yùn)機(jī)器人的發(fā)展比歐美各國、日本都要晚。1976 年，北京起重中國首臺搬運(yùn)機(jī)器人 ZDB-1，并完成了首套搬運(yùn)機(jī)器人滾珠加而，此時(shí)我國對搬運(yùn)機(jī)器人的相關(guān)研發(fā)技術(shù)掌握的不夠完善。“863 計(jì)劃”的推動(dòng)下，很多研究院所和高校開始研究搬運(yùn)機(jī)出門類齊全、功能各異的搬運(yùn)機(jī)器人。1988 年，北京郵政科學(xué)第一套郵政樞紐搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)[19]。1991 年，新松機(jī)器人自動(dòng)中科院沈陽自動(dòng)化研究所研發(fā)的搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)用于沈陽金杯線中，并于 1996 年獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)，是當(dāng)時(shí)國內(nèi)較人。1992 年天津理工學(xué)院研制成功了光學(xué)導(dǎo)引搬運(yùn)機(jī)器人，并器人應(yīng)用于核電站工作[20]。九十年代中期，國內(nèi)制藥行業(yè)、煙草
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2673935