孙鑫，王涛，魏亚强
(长安大学，陕西西安710000)
摘要：文章按照第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛的命题要求，设计了 一款能自主运行的智能物料搬运机器人，并从车身设计、行走机构设计、机械手臂设计、检测及控制模块设计等几个方面分别阐述了该机器人的设计方案。该机 器人目前已完成前期调试，验证了设计方案的可行性。 关键词：物流小车；智能机器人；物料搬运机器人
中图分类号:TP242 文献标识码:A文章编号:1673-1131(2019)03-0280-02
〇前言
本文主要根据第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛中的命题I I：物料搬运机器人，进行机械结构设计及电控模块设计的探讨和总结。该命题为该竞赛的新增项目，要 求自主设计并制作一款能执行物料搬运任务的智能移动机器人。
该机器人能够在规定场地内自主行走，通过扫描阅读二维码领取任务，自主寻、识别任务指定的物料，按任务要求的顺序将其搬运至指定的存放地点，并按照要求的位置和方向摆放。全部竞赛过程由机器人自主运行，不允许使用遥控等人工交互手段及除机器人本体之外的任何辅助装置。
1机器人整体设计思路
按照国赛对智能物料搬运机器人的设计要求，拟研究思 路流程图如图1所示。
图1智能物料搬运机器人设计流程
2机器人机械设计方案
在机器人整体设计阶段，首先查阅相关资料，提出可行方 案；近而，从成本和加工要求上衡量，同时综合运用了运动学、动力学、能量学以及机械设计等分析方法，对各种方案进行了 初步的筛选。
在选择方案时，综合考虑小车功能、零件材料、加工难易 程度、制造成本等各方面的因素，最终确定了现阶段能实现的 最优化设计方案。
2.1车身设计
热轧卷
机器人车身的设计是整体方案的关键，合理的安排各个 部件在车身上的位置，可以很好地节省空间，使机器人的尺寸 控制尽可能小。
命题要求参赛机器人需通过一个尺寸与一张A4纸相当 的门框方可参加比赛，因此，原则上整车的体积不超过四张A4 纸搭建的体积，应尽可能降低机器人的高度，同时，降低重心 高度，减小机器人在转弯时候侧倾的可能。为了保证机器人行驶过程中的的稳定性，机器人的车身不宜太宽，后轮轴的直 径不宜太大，否则转向不灵活，周期性轨迹的累计误差就会变 大，最终偏离预定轨道。机器人车底板不用承受很大的力，精 度要求相对较低，结合实际情况，选取亚克力板作为加工材料，并运用激光切割技术进行切割。
2.2行走机构设计
机器人在行驶和转弯的过程中，并行行驶的后轮必定会 产生差速现象。目前，针对该问题，较好的解决方案有三个: 双轮同步驱动、双轮差速驱动、单轮驱动。
极化片由于双轮差速驱动方式可以很好的避免双轮同步驱动出 现的转弯打滑等一些问题，相较于单轮驱动又更加稳定，且每 个轮子具有独立的执行机构（如直流电机)，电动机直接与差 速轮连接，连接方式非常简单，适合前期测试。综合以上情况, 我们采用双轮差速驱动。
2.3机械手臂设计
机械手臂部分是整个智能物流小车的核心部分。待搬 运物料的形状为简单机械零件的抽象几何体，包括圆柱体、方形体、球体及其组合体，物料的各边长或直径尺寸限制在30〜80m m范围，重量范围为40〜80g，以上形状和参数的 具体选择将通过现场抽签决定。比赛要求现场设计机器人末端抓取装置(手爪)，使用3D打印或激光切割设备完成制造，安装于参赛机器人手臂末端后进行现场运行比赛。我们 以圆柱体和方形体物料为例，设计采用了基于Arduino二次 开发的六自由度机械手臂，共安装有6个舵机，如图2所示。其中，1个舵机控制整个机械臂的旋转运动,2个舵机控制大臂，2个控制爪子的旋转，1个控制抓子的开合。机械臂采用铁作为制作原料，能够保证很好的刚度，不易变形。机械爪采用可180°开合的全金属爪，能够更好地抓取物体，如图3 所示。
图2机械臂设计图
图3机械爪设计图
280
现代信息技术助力繁重基层工作的研究与实践
王贵杰S张光照2
(1.纳痳县新型农村合作医疗管理委员会办公室;2.贵州財经大学，贵州贵阳550000)
摘要：在信息技术发展迅滋的时代背景下，电子信息产品已经融合到我们生活中的方方面面，学会一门编程语言，可以大 大提升我们的工作致率，本文主要研究如何使用python这门编程语言来提升在基层工作人员处理繁复的数据问题。
关键词:python数据处理；工作效率;excel
营业执照镜框
中图分类号:TP39U文献标识码:A文章编号:1673-1131(2019)03-0281-03
0引言1相关概述
叉车防撞UWB在当前时代背景下，电子信息技术发展的过程中产生了极大的聚集效应，我们国家的电子产品和电子
信息产业正在发生巨大的变化™。政府和企业都在大量应用信息技术来提髙工作效能，存储数据，管理数据，在大扶贫背景下的新农合医疗系统也产生了大量的数据，笔者作为基层工作人员中的—员每天都要应对大量数据处理工作，例如录入，修改等，其中不乏将一个有规律可寻的e x c e l表格中的数据全部更新到系统中，然而系统并没有兼容各种复杂情况的e x c e l导 入功能，使得我们在工作过程中只能复制个人的身份信息在系统中进行逐一查询，根据查询结果判断是否需要进行数据修改。现实工作中有时会遇到成千上万条数据需要进行校对及状态更新，若逐一校对修改往往都要大量的时间及人力物力，而且人工校对容易出错，这就造成了人员浪费、工作效率低下等问题。P ython作为一门数据分析及处理的常用语言可以用来实现e x c e l中的数据读取、状态判断以及系统中数据的更新，在提高工作效率的同时大大降低了出1.1 python编程语言
Python语言是一种动态的面向对象脚本语言，语法简洁清晰，代码可读性强并且优雅健壮'随着人工智能，大数据 的髙速发展，python语言也是越来越火，在2018年已经超过 了java荣登榜首见图l，python作为一种最常用的网络开发工 具并且python拥有很强大的库函数M，使得python能使用极 少的代码处理较为复杂的业务。
W o rk iw id o, Ju l 2018 com pared to
R a n k C h a n g e
1个
杂物门
2士
3 个个
4
5
ago;
L a n g u a g e S h a r e Trorv
Python23 59%
Java22 4%-0,5
Javascript6.49%+0*2
P H P7.93%-1.5
C_7.B4 %0.5
错率<；图i编程语言排行榜
3机器人电控设计方案
3.1电控设计
主控版采用ArduinoMega2560芯片以及扩展版。Ardu-ino Mega2560也是采用U S B接口的核心电路板，它最大的 特点就是具有多达54路数字输入输出，特别适合需要大量10接口的设计。除上文所述的4个直流电机用于控制差速轮，6个总线舵机用于控制机械臂外，我们采用U S B摄像头 识别二维码以及颜；采用O LED显示屏显示二维码信息及其他参数。
3.2检测设计
按照比赛要求，赛道地面为亚光人造板或合成革铺就而成，基为浅黄或其它非红、非绿、非蓝；地面施划有间隔 为300m m的黑方格线，经线为线宽20m m的单线，纬线线 宽为15+10 (间隔)+15m m的双线，可用于机器人行走的地面坐标位置判断。设计机器人时，在底盘下安装的6个灰度传 感器检测赛道黑线。其中，机器人前后各2个灰度传感器用 于直走寻迹和倒退寻迹，中间2传感器用于记录机器人走过的位置，用寻迹及机器人所在位置的记录可使机器人到达赛道上任意位置。
在赛场围挡内侧垂直安装存放随机二维码数据的平板电 脑，二维码信息被设置为“1”、“2”、“3”三个数字的组合，其中，“1”对应红，“2”对应绿，“3”对应蓝。数字组合表明了
物料搬运过程中不同颜物料的搬运顺序。设计机器人时，
我们采用U SB摄像头搭配树莓派控制板实现二维码和物漏
的检测功能。
4结语
根据比赛命题要求，本文设计并制作了一款自主运行的
智能物料搬运机器人，并完成了测试，参加并通过了由长安大
学举办的校级选拔赛。下一步工作将对机器人的设计结构及
控制策略进行优化，以节省运行时间，提高运输效率。
参考文献：
[1]吴新良，刘建春.重力驱动的避障小车设计与制造m•机械
设计，2014,31(10):25-28.
[2]豆龙？I；詹长庚，庞晨露•无碳小车的机械结构设计[J]■机械
帐篷门工程与自动化扉⑵.
[3]朱孝录•机械传动设计手册[M].北京：电子:Dlk出版社,2007.
基金项目：长安大学教育教学改革研究项目“工程训练平台创
客空间的建设研究”(0006-110_01004)，面向产教融合的工
程训练教学体系建设(0003-300103680013)
作者简介：孙鑫(1987-)，女，陕西西安人，硕士，研究方向：通信
与信息系统。
281
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议