CN109634278A - 一种十字方格循迹和多颜色识别的物料搬运小车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种十字方格循迹和多颜色识别的物料搬运小车，包括车架，在小车车架下面，前端和后端各设置两个麦克纳姆轮，在车架前面装有两个灰度传感器，在车架右侧也装有两个灰度传感器。在车架上方，后面装有电源，中间固定着机械臂和摄像头，前面装有驱动器，在驱动器上方安装有主控板。其中电源是粘接在车架上，驱动器和机械臂都是通过螺栓连接使其固定在车架上，主控板和摄像头也固定在车架上，主控板位于驱动器上方，本发明结构简单，拆装性高，使用性能强。

Description

一种十字方格循迹和多颜色识别的物料搬运小车

技术领域

本发明涉及到机械控制及程序控制技术领域，特别体现在抓取结构及摄像头识别上。

背景技术

目前的搬运小车主要是针对全国大学生工程机器人大赛命题所设计制造的，通过程序控制使小车循迹到达物料区取料，然后再通过小车循迹将物体放置物品存放区。而在本次第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛中增加了扫码领任务，小车按照任务要求依次对不同颜色和形状的物体进行搬运，同时物料区也有了一定的变化，增加了物体的取料高度，而放置高度没有变化，这就不能像以前那样单纯地依靠机械爪来完成整套动作，需要增加机械臂和其他程序控制来完成。

智能搬运小车的设计就是要使小车自己按照轨迹到达二维码前领取任务，按照任务从物料去依次平稳地取下物体并平稳地搬运到目的地放置，在小车识别物体和搬运过程中必须稳定才能达到要求，所以机械臂与机械爪构成的整个机械装置和摄像头识别物体颜色及二维码这两部分就显得至关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种合适的方法可以使小车进行十字方格循迹，自行领取任务并按照要求完成识别搬运任务。主要体现在机械装置和程序识别控制两方面。结构简单容易实现，拆装性好，实现智能小车的十字循迹及物料识别搬运过程。

本发明是这样实现的：

一种十字方格循迹和多颜色识别的物料搬运小车，包括车架。其特征在于：在小车车架下面，前端和后端各设置两个麦克纳姆轮，在车架前面装有两个灰度传感器，在车架右侧也装有两个灰度传感器，在车架上方，后面装有电源，中间固定着机械臂和摄像头，前面装有驱动器，在驱动器上方安装有主控板。其中电源是粘接在车架上，驱动器和机械臂和都与车架是螺栓连接使其固定在车架上，主控板和摄像头是通过探索者套件固定在车架上，主控板位于驱动器上方。

前述的一种十字方格循迹和多颜色识别的物料搬运小车中，四个灰度传感器在每经过一条黑线时都会将信息传给主控板并计数，主控板会根据信息通过编码器调整麦克纳姆轮的转速和方向来达到循迹和变向移动的目的。在摄像头通过L、M、N三处时会对物体进行识别将信息传到主控板，主控板还会进行位置记忆使小车“知道”各个物体的存放位置，小车在领取任务后会根据这些位置信息来实现对物体的搬运过程。

由于采用了上述技术方案，与现有的技术相比，本发明的有利效果在于：小车运行场地不局限于单一线条，特别适用于十字方格循迹运行。小车运行不会因为十字方格场地的复杂而受到干扰，能够独立领取并完成任务。在搬运过程中最大的优势是车体可以横向移动，完全解决了小车在十字方格场地多次转弯带来的问题，这也是与现有搬运小车最大的不同。本发明是一种简单易调整，拆装性好的小车运行机构。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为机械臂的示意图；

附图3为机械爪俯视图；

附图4为十字方格场地示意图。

具体实施方式

本发明的实施例：一种十字方格循迹和多颜色识别的物料搬运小车，如附图1所示，包括车架10。其特征在于：在小车车架10下面，前端和后端各设置两个麦克纳姆轮5，在车架10前面装有灰度传感器1和2，在车架10右侧装有灰度传感器3和4，在车架10上方，后面装有电源6，中间固定着机械臂7和摄像头11，前面装有驱动器8，在驱动器8上方安装有主控板9。其中电源6是粘接在车架10上，驱动器8和机械臂7都是通过螺栓连接使其固定在车架10上，主控板9和摄像头11也固定在车架10上，只不过主控板9位于驱动器8上方。

其中灰度传感器1、2、3、4在每经过一条黑线时都会将信息传给主控板并计数，主控板会根据信息通过编码器调整麦克纳姆轮5的转速和方向来达到循迹和变向移动的目的。另一方面，在摄像头11通过L、M、N三处时会对物体进行识别将信息传到主控板9，主控板9还会进行位置记忆使小车“知道”各个物体的存放位置，小车领取任务后会根据这些位置信息实现对物体的搬运过程。

具体使用时

如附图1所示本实施例是由灰度传感器1、麦克纳姆轮5、电源6、机械臂7、驱动器8、主控板9、摄像头11等装置组成。机械臂采取如图2所示的装置，拥有两个自由度。主控板9和摄像头11分别采用STM32F103RC以及openmv3摄像头来完成搬运过程中的颜色识别，扫码以及循迹等活动。

如附图4所示，小车车头朝右放置在出发区，接通电源后小车横向移动，当灰度传感器1和2同时感应到黑线是停止横向移动，转为直线行驶，在直线行驶过程中这两个传感器起循迹的作用，使小车沿着黑线行驶，同时也会对经过的横线数量进行计数。灰度传感器3和4除了在小车之后沿着竖线移动时进行循迹外还有着计数的作用，即主控板会通过灰度传感器3和4感应过的竖线数量进行计数，这主要是为了能使小车在取到物体之后能够找到目的地所对应的那条竖线。在小车沿着黑线1行驶经过L、M、N三个位置时，摄像头会对这三个位置对应的物体进行识别并传到主控板进行位置记忆在到达P位置时会停止，扫取平板电脑上的二维码领取任务。小车在短暂的处理后会按照任务要求退到第一个要求搬运的物体处（即L,M,N其中一处）进行抓取，在抓取完成后小车会运行到相应的竖线处（在此之前已经将各自物体对应的目的地信息输进程序里，小车只需要按照一开始对竖线的计数寻找即可）。在放好第一个物体后小车会返回到第一条横线找到第二个需要搬运的物体的位置，按照同样的方法将它运送到目的地直到完成整个任务（程序设置小车只会在第一条横线上直线行驶，同理也只能在第三，四，五条竖线上横向移动）。

本发明的基本工作原理：本发明的基本工作原理：灰度传感器1、2、3、4对黑线的循迹，主控板9对其进行计数，并控制麦克纳姆轮5的转向；摄像头11对物体颜色形状以及二维码的识别，主控板9根据摄像头11提供的信息进行判断并控制小车完成搬运任务。可通过编码器调节电机转速来提高搬运的稳定性。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。本领域的技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种十字方格循迹和多颜色识别的物料搬运小车，包括车架（10）。

2.其特征在于：在小车车架（10）下面，前端和后端各设置两个麦克纳姆轮（5），在车架（10）前面装有灰度传感器（1）和（2），在车架（10）右侧装有灰度传感器（3）和（4），在车架（10）上方，后面装有电源（6），中间固定着机械臂（7）和摄像头（11），前面装有驱动器（8），在驱动器（8）上方安装有主控板（9）。

3.其中电源（6）是粘接在车架（10）上，驱动器（8）和机械臂（7）都是通过螺栓连接使其固定在车架（10）上，主控板（9）和摄像头（11）也固定在车架（10）上，主控板（9）位于驱动器（8）上方。

4.根据权利要求1所述的一种十字方格循迹和多颜色识别的球状物料搬运小车，所述的一种S形路径行走的无碳小车转向机构，其特征在于：一方面，灰度传感器（1）（2）（3）（4）在每经过一条黑线时都会将信息传给主控板并计数，主控板会根据信息通过编码器调整麦克纳姆轮（5）的转速和方向来达到循迹和变向移动的目的。

5.另一方面，在摄像头（11）通过L、M、N三处时会对物体进行识别将信息传到主控板（9），主控板（9）还会进行位置记忆使小车“知道”各个物体的存放位置，小车领取任务后会根据这些位置信息实现对物体的搬运过程。