一、开发背景
近年来,我国企业用工成本不断上涨,各种工业机器人获得广泛的应用。物流仓储机器人、搬运机器人等的出现不仅通过“机器换人”解放了生产力,更推动了产业发展由劳动密集型向技术密集型的转变,促进了行业向现代化、智能化升级。
物资搬运是一项无处不在的工作,搬运工作背后有着长期性、基础性的企业需求,目前中小型工厂普遍存在的搬运方式,如叉车搬运、人工搬运等,普遍存在成本高、效率低的问题。因此,需要设计制作一款全新的智能机器人。
基于人工搬运及人工操作的种种弊端与当前在物流仓储方面亟待解决的难题,团队研制了一款无人化的搬运机器人,即“仓储先锋”——基于STM32的无人化车间智能搬运机器人。
二、结构说明
“仓储先锋”——基于STM32的无人化车间智能搬运机器人运用了机械设计、电子设计、自动控制、计算机技术、传感器技术等科学知识,以当前亟待解决的问题为设计制作背景,具有明确的应用领域和开发前景。整车能快速稳定通过斜坡,避免翻车,机器人的运动能力、反应能力强。采用单个主控,主控板与电机使用CAN通信,继电器与主控采用高低电平通信并以此控制气阀,创新之处采用光耦+MOS管形式实现电磁阀的通断,布线使用自制分线板,能够尽可能地缩小分线板体积。为更好发挥机器人的功能,从减震效果和独立性能等多方面考虑。同时,底盘尺寸也不可忽视,要想让机器人爬坡能力强、重心合适,从而使整车运动时灵活,爬坡时不易翻车。
三、功能与使用说明
产品整体使用铝合金型材、板材加工、钣金件和3D打印零件,降低了加工成本。通过车身上的摄像头识别,实现无人化智能仓储。摄像头采用第三人称视角,运输过程捕捉的画面便于在显示屏上观察,如若发生紧急情况,便于安保人员观察。需人工操作的情况下,在操作界面有辅助对位的图像UI。整体伸展采用铝合金框架加气动传动,结构简单,便于量产。
针对机器人重量较大的问题,悬挂方面采用八根减震臂,设计时减小其压力角,减震效率高,使其在整体运动过程中更加平稳,能够越过较为复杂的障碍。悬架设计快拆结构,松开紧固螺丝后抽出钢轴即可取下轮组,便于维护。采用麦克纳姆轮,使得车身可以全向移动,实现在狭窄空间内自由旋转和横移,大大提高搬运效率,作业稳定。麦轮与减震器之间力臂之比为11:9增加悬架行程。轮组使用玻纤材质,满足强度要求,便于拆装和维护。悬架部分两侧添加约束,保证结构的稳定。