本文以當代物流行業(yè)的倉儲搬運機器人研制為背景，從倉儲搬運機器人功能需求出發(fā)，結(jié)合機器人使用環(huán)境的特點，設計并實現(xiàn)了一種倉儲搬運機器人控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過二維碼讀取傳感器、灰度傳感器、慣性導航模塊、紅外測距傳感器、無線通信模塊完成終端機下發(fā)的搬運任務。

本文進行了以下的研究工作:

(1)完成了倉儲搬運機器人控制系統(tǒng)總體設計，根據(jù)倉儲搬運機器人控制系統(tǒng)實際的需求，結(jié)合機器人的性能參數(shù)指標完成了一種運用于倉儲環(huán)境的搬運機器人控制系統(tǒng)方案的設計;其次，通過對比分析優(yōu)缺點后確定核心部件型號，最后，針對方案完成了倉儲搬運機器人的機械結(jié)構(gòu)設計，使用了一種潛伏式的機器人構(gòu)造設計方案。

(2)完成了控制系統(tǒng)硬件電路的設計，完成了以MSP430F5438為核心的控制系統(tǒng)各個硬件電路設計。主要包括為最小系統(tǒng)模塊設計、電源及其管理模塊設計、運動控制接口模塊設計、導航定位接口模塊設計、無線通信接口模塊設計和安全避障接口模塊設計。之后完成了PCB控制板的制作。

(3)完成了倉儲搬運機器人控制系統(tǒng)軟件的設計。分模塊完成控制系統(tǒng)的軟件設計，主要包括:系統(tǒng)初始化模塊設計、中斷模塊設計、無線通信模塊設計、數(shù)據(jù)采集模塊設計、運動控制模塊設計。文中提出了一種慣性測量技術(shù)、二維碼識別技術(shù)與灰度循跡技術(shù)相結(jié)合的室內(nèi)導航定位方式。同時采用模糊P1控制策略和PD控制策略分別對機器人的速度和方向進行控制，以此提高倉儲搬運機器人控制系統(tǒng)抗擾動能力，采用S曲線加減速算法保證了機器人啟停過程的平滑性。

(4)完成了倉儲搬運機器人系統(tǒng)調(diào)試，包括控制系統(tǒng)硬件電路及功能模塊調(diào)試、軟件系統(tǒng)調(diào)試以及控制系統(tǒng)軟硬件聯(lián)合調(diào)試，驗證了方案的可行性。

本文設計的倉儲搬運機器人控制系統(tǒng)雖然完成了功能需求，但是由于理論知識及相關(guān)經(jīng)驗的不足以及控制系統(tǒng)的復雜性和研究時間的限制，該倉儲搬運機器人控制系統(tǒng)存在著不足和改進的地方，總結(jié)如下:

(1)機器人的運動控制可以結(jié)合更加智能的算法，使機器人運動的穩(wěn)定性與精確性變的更高。

(2)改良頂升裝置的機械結(jié)構(gòu)，提高搬運機器人的負載能力，優(yōu)化頂升裝置的控制算法，可減少貨架的晃動。