一種適用于柔性包裝線智能搬運(yùn)小車的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種適用于柔性包裝線智能搬運(yùn)小車，包括STC89C52RC單片機(jī)控制電路、巡跡模塊、調(diào)速系統(tǒng)、檢測模塊、執(zhí)行動(dòng)作模塊和追蹤顯示模塊。所述追蹤顯示模塊包括與所述集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路電性連接的霍爾傳感器、顯示器和定時(shí)器。所述調(diào)速系統(tǒng)包括與所述STC89C52RC單片機(jī)控制電路電性連接的集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路、直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：一種適用于柔性包裝線的智能搬運(yùn)小車用于柔性包裝線上，可自動(dòng)搬運(yùn)包裝盒，省去人力去倉庫中撿取包裝盒的時(shí)間，提高了工作效率；且本智能搬運(yùn)小車可自動(dòng)計(jì)數(shù)，間接起監(jiān)督作用，提高人力的包裝水平。
【專利說明】一種適用于柔性包裝線智能搬運(yùn)小車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及是一種適用于柔性包裝線智能搬運(yùn)小車。
【背景技術(shù)】
[0002]智能控制在無人干預(yù)的情況下能自主地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的自動(dòng)控制技術(shù)。信息技術(shù)、計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展及其他相關(guān)學(xué)科的發(fā)展和相互滲透，也推動(dòng)了控制科學(xué)與工程研究的不斷深入，控制系統(tǒng)向智能控制系統(tǒng)的發(fā)展已成為一種趨勢。
[0003]用機(jī)器人代替人力去做一些重復(fù)性的高強(qiáng)度的勞動(dòng)是現(xiàn)代機(jī)器人研究的一個(gè)重要方向。目前在物流系統(tǒng)和柔性制造系統(tǒng)中，智能小車被廣泛的應(yīng)用，但其主要的引導(dǎo)方式是電磁或者慣性引導(dǎo)，電磁引導(dǎo)需要埋設(shè)金屬線，并加載引導(dǎo)頻率，其缺點(diǎn)明顯，靈活性差，改變或擴(kuò)充路徑較麻煩，對(duì)引導(dǎo)線路附近的鐵磁物質(zhì)有干擾。而慣性引導(dǎo)主要安裝陀螺儀，缺點(diǎn)是成本較高維護(hù)保養(yǎng)等后續(xù)問題較難解決，地面也需要磁性塊作輔助定位。
[0004]現(xiàn)有的智能小車基本功能已經(jīng)相對(duì)全面,但應(yīng)用到柔性包裝線上的相對(duì)較少，工人包裝基本是靠人工取件及計(jì)數(shù)，而且由于工人的自身水平和失誤會(huì)影響成品的次品率，而且人工計(jì)數(shù)及監(jiān)督有一定的失誤性和不公平性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種適用于柔性包裝線智能搬運(yùn)小車，可自動(dòng)撿取柔性包裝線上的包裝盒，且可自動(dòng)計(jì)數(shù)。
[0006]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種適用于柔性包裝線智能搬運(yùn)小車，包括STC89C52RC單片機(jī)控制電路、巡跡模塊、調(diào)速系統(tǒng)、檢測模塊、執(zhí)行動(dòng)作模塊和追蹤顯示模塊。
[0007]所述巡跡模塊包括黑白線檢測傳感器，所述黑白線檢測傳感器信號(hào)輸出端與所述STC89C52RC單片機(jī)控制電路信號(hào)輸入端連接，所述黑白線檢測傳感器用于白底黑線或者黑底白線的檢測，用于檢測所述小車的行駛軌跡。
[0008]所述調(diào)速系統(tǒng)包括與所述STC89C52RC單片機(jī)控制電路電性連接的集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路、直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，所述集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路為雙H橋高電壓大功率集成電路，用來驅(qū)動(dòng)所述直流電動(dòng)機(jī)和所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電感性負(fù)載。
[0009]所述檢測模塊包括紅外避障傳感器；所述紅外避障傳感器的信號(hào)輸出端與所述STC89C52RC單片機(jī)控制電路信號(hào)輸入端連接，所述紅外避障傳感器用于檢測工件及其障礙物。
[0010]所述執(zhí)行動(dòng)作模塊包括與所述STC89C52RC單片機(jī)控制電路電性連接的舵機(jī)和機(jī)械手，所述STC89C52RC單片機(jī)控制電路發(fā)送定位信號(hào)給所述舵機(jī)，所述舵機(jī)控制小車的轉(zhuǎn)向和控制所述機(jī)械手的張合，所述機(jī)械手用于控制夾持物體。
[0011]所述追蹤顯示模塊包括與所述集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路電性連接的顯示器、霍爾傳感器和定時(shí)器，所述霍爾傳感器用于檢測所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，所述集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路檢測霍爾傳感器的脈沖信號(hào)來計(jì)算小車輪轂的轉(zhuǎn)數(shù)得到小車的行駛距離，所述定時(shí)器用于記錄小車的行駛時(shí)間，所述顯示器用于顯示小車的行駛距離和計(jì)數(shù)，且小車行駛過程中不斷更新小車的行駛距離和計(jì)數(shù)。
[0012]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述黑白線檢測傳感器為TK-20黑白線檢測傳感器。
[0013]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述紅外避障傳感器為E18-D80NK-N紅外避障傳感器。
[0014]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述舵機(jī)為MG995舵機(jī)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，柔性包裝線上，靠人工取件和計(jì)數(shù)，本實(shí)用新型提供的一種適用于柔性包裝線的智能搬運(yùn)小車用于柔性包裝線上，自動(dòng)搬運(yùn)包裝盒，省去人力去倉庫中撿取包裝盒的時(shí)間，提高了工作效率；且本智能搬運(yùn)小車可自動(dòng)計(jì)數(shù)，內(nèi)置于小車中的集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路可自動(dòng)計(jì)算撿取包裝盒的數(shù)量，間接起監(jiān)督作用，間接檢測人力包裝的損壞率，提高人力的包裝水平。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的微控制器的電路結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型的STC89C52RC單片機(jī)控制電路。
[0018]圖3為本實(shí)用新型的集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路。
[0019]圖4為執(zhí)行動(dòng)作模塊的舵機(jī)和機(jī)械手控制器的連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0021 ] 參見圖1，一種適用于柔性包裝線智能搬運(yùn)小車內(nèi)置微控制器，所述微控制器的STC89C52RC單片機(jī)控制電路3分別與巡跡模塊1、調(diào)速系統(tǒng)6、檢測模塊2、執(zhí)行動(dòng)作模塊5和追蹤顯示模塊4連接，組成一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)。圖2為STC89C52RC單片機(jī)控制電路。
[0022]巡跡模塊I包括黑白線檢測傳感器，黑白線檢測傳感器信號(hào)輸出端與TC89C52RC單片機(jī)控制電路信號(hào)輸入端連接，黑白線檢測傳感器用于白底黑線或者黑底白線的檢測，用于檢測所述小車的行駛軌跡。優(yōu)化的，本案中使用TK-20黑白線檢測傳感器，該傳感器體積小，易于安裝，輸出高低電平，TK-20黑白線檢測傳感器尋跡模塊改進(jìn)了探測距離、加強(qiáng)了探測精度，通過調(diào)節(jié)電位器，有效探測距離一般為0-3cm左右，最遠(yuǎn)可以達(dá)到10cm，小車運(yùn)行軌跡終點(diǎn)使用TK-20黑白線檢測傳感器檢測小車是否運(yùn)行至終點(diǎn)。
[0023]調(diào)速系統(tǒng)6包括與STC89C52RC單片機(jī)控制電路電性連接的集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路、直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路為雙H橋高電壓大功率集成電路，用來驅(qū)動(dòng)所述直流電動(dòng)機(jī)和所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電感性負(fù)載。
[0024]集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，整個(gè)調(diào)速控制系統(tǒng)采用脈寬調(diào)速技術(shù)，通過控制脈沖寬度來控制直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速從而控制小車的運(yùn)行速度。占空比的不同決定了直流電動(dòng)機(jī)的通電時(shí)間，也決定了直流電動(dòng)機(jī)單位時(shí)間轉(zhuǎn)過的角度及速度，所以通過占空比的控制可以準(zhǔn)確控制小車的速度。
[0025]檢測模塊2包括紅外避障傳感器，紅外避障傳感器的信號(hào)輸出端與STC89C52RC單片機(jī)控制電路信號(hào)輸入端連接，紅外避障傳感器用于檢測工件障礙物、和終點(diǎn)線。優(yōu)化的，本案采用E18-D80NK-N紅外避障傳感器，該傳感器具有探測距離遠(yuǎn)、受可見光干擾小、價(jià)格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)器人避障、流水線計(jì)件及自動(dòng)生產(chǎn)線各站檢測等眾多場合。是一種集發(fā)射與接收于一體的光電傳感器，發(fā)射光經(jīng)過調(diào)制后發(fā)出，接收頭對(duì)反射光進(jìn)行解調(diào)輸出，有效的避免了可見光的干擾。透鏡的使用，也使得這款傳感器最遠(yuǎn)可以檢測80厘米的距離。檢測障礙物的距離可以根據(jù)要求通過尾部的電位器旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0026]執(zhí)行動(dòng)作模塊5包括與STC89C52RC單片機(jī)控制電路電性連接的舵機(jī)和機(jī)械手，所述STC89C52RC單片機(jī)控制電路發(fā)送定位信號(hào)給舵機(jī)，舵機(jī)再將定位信號(hào)發(fā)送給機(jī)械手的控制器，舵機(jī)控制小車的轉(zhuǎn)向和機(jī)械手的張合，機(jī)械手的控制器控制機(jī)械手，機(jī)械手用于控制夾持物體。
[0027]參見圖3，為集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路。追蹤顯示模塊包括與集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路電性連接的霍爾傳感器、顯示器和定時(shí)器，霍爾傳感器用于檢測步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路檢測霍爾傳感器的脈沖信號(hào)來計(jì)算小車輪轂的轉(zhuǎn)數(shù)得到小車的行駛距離，定時(shí)器用于記錄小車的行駛時(shí)間，所述顯示器用于顯示小車的行駛距離和計(jì)數(shù)，且小車行駛過程中不斷更新小車的行駛距離和計(jì)數(shù)。
[0028]參見圖4，為執(zhí)行動(dòng)作模塊的舵機(jī)和機(jī)械手控制器的連接圖。機(jī)械手內(nèi)置機(jī)械手控制器，當(dāng)黑白線檢測傳感器檢測到終點(diǎn)線，本案中的包裝盒倉庫，黑白線檢測傳感器將信號(hào)傳送給STC89C52RC單片機(jī)控制電路，STC89C52RC單片機(jī)向集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送停止運(yùn)動(dòng)信號(hào)，集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路向電機(jī)發(fā)送停止運(yùn)動(dòng)信號(hào)，同時(shí)STC89C52RC單片機(jī)控制電路發(fā)送運(yùn)行信號(hào)給舵機(jī)，舵機(jī)將信號(hào)傳送給機(jī)械手控制器，機(jī)械手控制器驅(qū)動(dòng)機(jī)械手開始搬運(yùn)包裝盒。
[0029]啟動(dòng)集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路后開始計(jì)算路徑，運(yùn)動(dòng)過程中智能搬運(yùn)小車不停止，一旦黑白線檢測傳感器檢測到終點(diǎn)線(包裝盒倉庫)，智能搬運(yùn)小車停止運(yùn)動(dòng)，機(jī)械手撿取包裝盒，動(dòng)作完成后原路徑返回，返回出發(fā)點(diǎn)后定時(shí)器計(jì)數(shù)一次。集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路檢測霍爾傳感器的脈沖信號(hào)來計(jì)算小車輪轂的轉(zhuǎn)數(shù)得到小車的行駛距離，顯示器上實(shí)時(shí)更新小車的行駛距離和計(jì)數(shù)。
[0030]本實(shí)用新型的一種適用于柔性包裝線的智能搬運(yùn)小車用于柔性包裝線上，自動(dòng)撿取包裝盒且能自動(dòng)計(jì)數(shù)的。包裝人員可以省去取包裝盒的時(shí)間，提高工作效率，而且小車也具備自動(dòng)計(jì)數(shù)的功能，小車的追蹤顯示模塊可顯示的小車的行駛距離體現(xiàn)工人的取包裝盒的次數(shù)，側(cè)面體現(xiàn)包裝工人的工作速度；同時(shí)計(jì)數(shù)側(cè)面反映工人的包裝失誤率和效率，如此可以協(xié)助包裝線的管理人員核對(duì)計(jì)算包裝員工每天完成包裝任務(wù)的情況及損害包裝盒的情況，間接起到監(jiān)督作用，從而可以提高包裝工人的包裝效率及包裝水平，降低損壞率從而降低成本，同時(shí)也能挑出企業(yè)的操作能手。
[0031]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于柔性包裝線智能搬運(yùn)小車，其特征在于:包括STC89C52RC單片機(jī)控制電路、巡跡模塊、調(diào)速系統(tǒng)、檢測模塊、執(zhí)行動(dòng)作模塊和追蹤顯示模塊， 所述巡跡模塊包括黑白線檢測傳感器，所述黑白線檢測傳感器信號(hào)輸出端與所述STC89C52RC單片機(jī)控制電路信號(hào)輸入端連接，所述黑白線檢測傳感器用于白底黑線或者黑底白線的檢測，用于檢測所述小車的行駛軌跡； 所述調(diào)速系統(tǒng)包括與所述STC89C52RC單片機(jī)控制電路電性連接的集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路、直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，所述集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路為雙H橋高電壓大功率集成電路，用來驅(qū)動(dòng)所述直流電動(dòng)機(jī)和所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電感性負(fù)載； 所述檢測模塊包括紅外避障傳感器；所述紅外避障傳感器的信號(hào)輸出端與所述STC89C52RC單片機(jī)控制電路信號(hào)輸入端連接，所述紅外避障傳感器用于檢測工件及其障礙物； 所述執(zhí)行動(dòng)作模塊包括與所述STC89C52RC單片機(jī)控制電路電性連接的舵機(jī)和機(jī)械手，所述STC89C52RC單片機(jī)控制電路發(fā)送定位信號(hào)給所述舵機(jī)，所述舵機(jī)控制小車的轉(zhuǎn)向和控制所述機(jī)械手的張合，所述機(jī)械手用于控制夾持物體； 所述追蹤顯示模塊包括與所述集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路電性連接的顯示器、霍爾傳感器和定時(shí)器，所述霍爾傳感器用于檢測所述步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，所述集成芯片L298N驅(qū)動(dòng)電路檢測霍爾傳感器的脈沖信號(hào)來計(jì)算小車輪轂的轉(zhuǎn)數(shù)得到小車的行駛距離，所述定時(shí)器用于記錄小車的行駛時(shí)間，所述顯示器用于顯示小車的行駛距離和計(jì)數(shù)，且小車行駛過程中不斷更新小車的行駛距離和計(jì)數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于柔性包裝線智能搬運(yùn)小車，其特征在于:所述黑白線檢測傳感器為TK-20黑白線檢測傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于柔性包裝線智能搬運(yùn)小車，其特征在于:所述紅外避障傳感器為E18-D80NK-N紅外避障傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于柔性包裝線智能搬運(yùn)小車，其特征在于:所述舵機(jī)為MG995舵機(jī)。
【文檔編號(hào)】B65B57/04GK203819563SQ201420232344
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】向楠, 朱小平, 劉嚴(yán), 楊力, 陸會(huì)娥 申請(qǐng)人:安徽國防科技職業(yè)學(xué)院