基于单片机的工厂智能运料小车23776.docx
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1、本科生毕业设计基于单片机机的工厂厂智能运运料小车车 学 院 电气(机机电)工工程学院院专 业电气工工程及其其自动化化班 级电电气一班班学 号 4770211100014 学 生 姓姓 名 侯侯东旭 联 系 方方 式 113133742207111 指 导 教教 师赵忠彪彪职称称:讲师师 2015年年 5 月144 独 创 性性 声 明本人郑重声声明:所所呈交的的毕业论论文(设设计)是是本人在在指导老老师指导导下取得得的研究究成果。除除了文中中特别加加以注释释和致谢谢的地方方外,论论文(设设计)中中不包含含其他人人已经发发表的研研究成果果。与本本研究成成果相关关的所有有人所做做出的任任何贡献献均
2、已在在论文(设设计)中中作了明明确的说说明并表表示了谢谢意。签名:_ _年_月月_日日授权声明本人完全了了解许昌昌学院有有关保留留、使用用本科生生毕业论论文(设设计)的的规定,即即:有权权保留并并向国家家有关部部门或机机构送交交毕业论论文(设设计)的的复印件件和磁盘盘,允许许毕业论论文(设设计)被被查阅和和借阅。本本人授权权许昌学学院可以以将毕业业论文(设设计)的的全部或或部分内内容编入入有关数数据库进进行检索索,可以以采用影影印、缩缩印或扫扫描等复复制手段段保存、汇汇编论文文(设计计)。本人论文(设设计)中中有原创创性数据据需要保保密的部部分为(如如没有,请请填写“无”): 学生生签名: 年
3、月日指导教师签签名: 年年月日基于单片机机的智能能运料小小车摘 要本文主要是是为假发发工厂的的发制品品智能运运输而特特别研制制的一款款针对性性的运料料小车,主主要运用用单片机机技术。虽虽然现在在许多现现代企业业提倡智智能化,无无人化,但但是当前前国内很很多中小小型企业业车间依依然还是是人工的的托运,因因此,这这款运料料小车是是由开发发意义的的,它的的低成本本、易操操作、好好上手等等特点,是是非常适适合中小小型企业业的。本文选用的的单片机机是STTC155F1004W;红外反反射传感感器,在在白路的的黑色引引导线的的识别,实实现信号号的采集集和模数数转换(AA/D);L2998N驱驱动芯片片组成
4、双HH桥型控制直直流电机机,软件件部分选选用C语言言程序,本本课题的电电路结构构简单易易懂,稳定性性好,可可靠性高高,完成成起来比比较容易易。关键词:智智能运行行;控制电路;单片片机TheIInteelliigenntMateeriaal TTrannspoort TrollleyyBaseed oonMCUUAbstrracttThe ppurpposee off thhis papper is to wigg faactoory haiir pprodductts iinteelliigennt ttrannspoortaatioon eespeeciaallyy deevellopeed
5、 aa foor tthe matteriial traanspportt trrollley, thhe mmainn usse oof ssinggle-chiip ttechhnollogyy.Allthooughh noow mmanyy prromootioon oof mmodeern entterpprisse iinteelliigennce, unnmannnedd, bbut thee cuurreent dommesttic manny ssmalll aand meddiumm ennterrpriisess woorksshopp sttilll arrtiffici
6、ial cheeckeed. Theerefforee, tthiss maaterriall trranssporrt ttrollleyy iss frrom thee meeaniing of devveloopmeent, itts llow cosst, eassy ooperratiion, goood to gett sttartted, chharaacteerissticcs, is verry ssuittablle ffor smaall andd meediuum eenteerprrisees.This papper maiinlyy usses thee STTC1
7、55F1004W miccroccompputeer; inffrarred refflecctioon ssenssor , bblacck oon wwhitte rroadd guuidee liine reccognnitiion, too acchieeve siggnall accquiisittionn annd aanallog to diggitaal cconvvertter (A / DD); driiverr L2298NN chhip is commpossed of duaal HH brridgge DDC mmotoor cconttroll, ssofttwa
8、rre uusinng CC laanguuagee prrogrram, thhe ccirccuitt sttruccturre iis ssimpple andd eaasy to unddersstannd, goood sstabbiliity, hiigh relliabbiliity, coomplletee eaasieer.Keywoordss:iinteelliigenntooperratiion;ellecttricccoontrrol;siinglle-cchipp miicroocommputter目 录1 绪 论11.1 智能运运料小车车概述11.1.11 运运料小
9、车车发展历历程11.1.22 智智能运料料小车的的分类21.1.33 智智能运料料小车的的应用21.2 智能运运料小车车的关键键技术32. 智智能运料料小车的的整体设设计规划划52.1 整体规规划52.1.11 系系统基本本流程52.1.22 小小车的具具体构成成52.2 确定总总体规划划63. 硬件件设计部部分7 3.11 单单片机电电路73.1.11 单单片机的的功能特特性描述述73.1.22 晶晶振电路路73.1.33 复复位电路路73.2.11 传感感器分布布83.3 电机驱驱动电路路部分93.3.11 LL2988N引脚脚结构93.3.22 电电机驱动动原理104. 软件件规划部部分
10、124.1 软件规规划流程程125. 整整体测试试135.1 硬件部部分135.2 软件部部分13结 论14参考文献15附录A 程程序代码码16附录B 原理图图22致 谢261 绪 论随着新世纪纪科技快快速的发发展,机机器人小小车也发发生了很很大很大大的变化化,有了了很大的的进步,智智能运料料小车就就是个具有有“眼睛”功能以以及“手”功能的小小车。1.1 智能运运料小车车概述智能运料小小车是指指安装各各种传器器的装置置,能够自自行移动动而且稳稳定的小小车。实际使使用的时时候充电电方法采采用电源源充电,用用电脑监监控小车车的移送送、转弯弯儿、暂暂停和其其他动作作,在发发制品工工厂的地地面上安安装
11、相关关的小车车轨道用用来确定定小车的的移送路路径。无无人小车在轨道道上移动动的时候候,会收收到轨道道的相关关传感信信号,然然后判断断自己的的运行,就就这样,成成型的发发制品就就会自动动的运到到指定的的仓库或或者接收收处。智能运料小小车具有有非常高高的自动化化以及很很高智能能化,这这是它非非常特殊殊的地方方。因此此在运输输发制品品的时候候,他可可以按照照发制品品生产要要求以及及效率变变化而及时转转换运输输路线,与与传统的的输送带带相比,传传输线是是非常低低的成本本改变行行驶路径径。智能运运料小车车通常按按有装卸卸部分,能够和和别的物物流设备备自动对对接,这样,发发制品的的装车、卸卸载、运运输都是
12、是在没有有人的情情况下自自己完成成的。此此外,由由于智能能运料小小车的电电池是可可以充电电的,节节约资源源,大大的的降低了了污染环环境、浪浪费资源源,非常常适合用用在像假假发制品品这样对对环境要要求较高高好的地地方。1.1.11 运运料小车车发展历历程当今社会越越来越向向智能化化发展,人人们的生生活水平平越来越越好,而而且技术术水平也也发展的的十分迅迅速,人人们的要要求也随随之越来来越高。对对于有些些危险的的工作,人们希望有一种工具来代替人工,随之机器人学出现了。从诞生至今,由于这种现实的的需要以及人们的重视,它的发展是非常快速的,也经受了一轮又一轮的不断变革, 随着单片机的出现,智能化进入了
13、高速发展的道路,体力劳动渐渐淡出人力市场,在这场变革中。智能小车孕育而生。它大大提高了工作效率。使生产加快。第一代机器器人比较较简单,没没有传感感器,仅仅仅用一一个开关关来启动动,移动动十分不不灵活。但但是机器器人的出出现具有有非常重重大的意意义。它它的出现现使社会会进人了了智能化化时代,开开启了人人们对智智能化的的探索。第二代机器器人就有有了一定定的进步步,它配备了了一个十十分简单单的传感感器,可可以感觉觉到这些些位置的的移动,速速度等物物理量,该电路是是一个闭闭环反馈馈控制系系统,能能够适应的的外部环环境变化化。当前钻研和和探索第第三代小小车是智智能的,配备了多种大量的传感器,用来收集影响
14、小车运行的周围环境因素信息,准确的根据外部环境改变而改变。智能运料小车,可以不在人为管控的情况下单独完成预设工作,根据储备的知识基础系统,信息处理系统,在结构化或半结构化的工作环境中,依照具体情况的改变而改变。另一方面,掌握多传感器信息融合技术,这个使机器人可以更准确,更全面地获取环境信息。1.1.22 智智能运料料小车的的分类从智能小车车的出现现到现在在已经超超过五十十年,使用的的地方也也越来越越多,出出现了各各种不同同的种类类和非常常繁多的的样式。根据导航种类主要有以下3种:(1)电磁磁感应式式顾名思义,这这是一种种通过高高电流产产生电磁磁场,小小车上的的传感器器检测和和接受信信号,根根据
15、得到到的这种种信息来来决定小小车的下下一步往往哪个方方向移动动。在实实际使用用中,非非常适合合用在发发制品的的运输。本本设计就就采用这这种类型型的小车车。另外还有激激光式和和视觉式式。视觉式是安安装摄像像头,传传感器和和车载电电脑的AAGV是是一个快快速发展展和成熟熟,被称称为视觉觉形象,周周围环境境在AGVV运行路路线的车车载电脑脑中的数数据里。在AGGV的移移动过程程当中,相相机获得得的图象和和数据库库里的相相对比,来为后后面的运运行作出出判定。1.1.33 智智能运料料小车的的应用智能运料小小车的发发展历史史和主要要应用如如下:(1) 仓库业智能运料小小车的首次应用用到仓库库是在一一九五
16、四四年,美国南南卡罗来来纳州的的水星汽汽车货运运为实现现进口货货物的自自动处理理。现在有有21000多个个厂家2200000台大大型或小小型车AAGV应应用到他他们的仓仓库在世世界。中中国的嘉嘉腾机器器人在220133年12月月19号号在联想想武汉工工厂使用用联想AAGV机机器人载载重5000千克克,行走路路线13300米米,路途途停靠站站点600个,完完成了55条生产产线物料料配送。(2)制造造业智能小车在在传统制造造业中更更是“出手不不凡,亮亮点闪闪闪”,以其自自身快速速、精确、灵活的的特点迅迅速的完完成设定定任务。和人工搬搬运比较较起来,多多辆智能能小车构构建的运运输系统统更加快快捷灵活
17、活,由于运输输路线的的可变性性可,可行行性研究究显示,新新物料解决决方案将将以至少少一半增增加完成成率。目目前,在在世界主主要的汽汽车制造造商,如如本田、劳斯莱莱斯、法拉利利汽车已已广泛应应用智能能小车。(3)邮局局、图书书馆、港港口码头头和机场场人口非常集集中的场场所,如如邮局,图图书馆,港港口和机机场,有有着庞大的物物品运输输要求,具有不确定性以及及动态性性强的特特点,运运输过程程通常是是人工搬搬运,单单一繁琐琐。但是该该小车可可以并行行工作,运行起来非常方便,减少了大量的人力体力工作,自动化程度高,具有很强的灵活性和智能性,可以完成上述场地各种大量货物运输。在一些港口,集装箱船被称为“仓
18、库堆场牵引车”多辆辆智能运料小车每天在数百米内完成运货。1.2 智能运运料小车车的关键键技术目前世界上上许多科科技发达达的国家家对智能能小车都都有不同同程度、不不同方向向的研究究和探索索。自动动导航小小车的系系统相当当的复杂杂,除了具备平常的的功能外外,还该拥有有判断解解析,得到相相关信息息,对自自己进行行改变等等“人”的基本能能力。我们人类自自己根据据自身的的各种感感觉器官官即:耳耳朵、眼眼睛、鼻鼻子、手手等对信信息进行行初步的的鉴定了了解,然然后根据据所学知知识分析析、思考考、信息息融合。仿仿照人类大大脑的这这个过程程,多传传感器信信息融合合多信息息和数据据源在未未来使用用计算机机技术,自
19、自动分析析和综合合在一个个特定的的标准,信信息处理理的决策策和估计计为了完完成所需需的过程程。1、如何保保证小车车在规定定的路线线上平稳稳、稳定定、安全全的移动动;2、如何却却确保在在行驶的的时候不不会脱离离路线以以及偏离离路线后后怎么样样返回原原来的路路线;3、碰到前前面有障障碍物时时如何处处理。本设计采用用电磁感感应式小小车,先先把小车车安放在在修整好好的轨道道上,启启动后,小小车开始始按原先先设定的的速度移移动,在在小车拐拐弯时候候,安装装在小车车前面下下方、紧紧贴地面面轨道边边缘两边边侧的传传感器就就会有一一个接收收不到相相关信号号,然后后就会产产生不一一样的电电平信号号(高电电平),
20、进进而它会会驱动电电动机,使使电机的的转速发发生变化化,推动动信号变变化一侧侧的车轮轮加速或或者减速速,这样样就完成成了拐弯弯。由于于小车每每侧都有有2个传传感器,当当第一个个没有收收到信号号时不会会马上认认为是拐拐弯,只只有当两两个都没没有收到到信号,小小车才开开始拐弯弯。小车车偏离路路线时候候,小车车的归位位原理和和转弯相相似。至至于小车车完全跑跑出了轨轨道,那那么两个个传感器器都检测测不到信信号,小小车就会会自动停停止,然然后响起起美妙音音乐,提提示相关关技术工工人过来来调整。当当遇到有有障碍物物时候,我我这里设设计了一一种简单单方便,与与红外传传感器比比较几乎乎没有成成本的方方法,就就
21、是在小小车的前前面安装装上3根根类似人人手形状状的坚硬硬的金属属触须,呈呈三角形形状。这这样,触触须就会会先碰到到障碍物物,小车车被顶在在原地不不能移动动,接着着就会发发出美妙妙的音乐乐,提醒醒工作人人员前来来移走障障碍物。 该技术术在品质质和功能能上是非非常有特特点的:(1)延伸伸的空间间范围;(2)提高可可靠性;(3)提高高检测性性能;(4)提高高空间分分辨率;(5)提高高了系统统的可靠靠性(66)低成成本的信信息。2. 智智能运料料小车的的整体设设计规划划2.1 整体规划划系统设计非非常简单单而不失失初衷,黑黑色路线线的寻找找是用传感器器,是由由二极管管和光电电晶体管管构成的再再经STT
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