[发明专利]一种基于MSP430的仓储物流机器人控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种轮式机器人控制技术，特别是一种基于MSP430的仓储物流机器人控制系统。

背景技术

随着“中国制造2025”规划的进一步落实，各行各业都在朝着自动化、智能化的方向发展。近年来，电子商务、物流运输等行业的规模越来越大，对自动化仓储的需求也与日俱增。因此，研究新型的智能仓储物流机器人控制系统将大力推动仓储自动化、智能化的进程，对企业提高生产效率、降低成本、提高产品质量将有显著的作用，同时也可打破国外对中国在该领域的技术封锁。

20世纪50年代初，由牵引式拖拉机改造而成的一种跟随钢丝索导引的牵引式自动导引小车，是仓储搬运机器人的雏形，可以和其他物流输送系统相匹配，极大地提高工厂的生产效率。1959年，美国将这种自动导引小车系统成功地运用到实际的仓库储物及工厂生产线中。1985年，欧洲公司制造使用的AGV达到了10000台，与此同时美国也拥有着2100个AGV控制系统。

近年来，随着电子商务的飞速发展以及相关新型导引技术逐步运用到实际生产生活中，自动导引小车使用的范围逐渐扩大，逐步应用到物流运输行业。2015年亚马逊公司将研发的机器人“Kiva”投入其物流仓储中，Kiva可利用条形码对每个货架进行追踪定位从而实现智能导航，在有订单的时候能将装有指定货物的货架运至分检处，从而减轻分拣人员的劳动强度。

相对于国外，国内相关的研究起步比较晚，直到1975年，我国才研制出第一台电磁导引方式的搬运机器人，此机器人由北京起重运输机械研究所研制完成。1991年，中科院沈阳自动化所在国家“863”计划支持下，完成了多项移动机器人应用基础研究以及应用技术开发项目，该项目将较为成熟的电磁导引技术应用于搬运机器人中。

2013年，沈阳新松公司在杭州举办的第十二届中国工业博览会上，向人们展示了使用惯性导引技术的自动导引小车，为搬运机器人的导引方式开辟了新的篇章。2015年，沈阳新松有限公司成功研发了运用于智能物流行业的仓储机器人，可以举起1000多公斤的货物，它能把货架举起并送到目标区域，也能够潜伏进货架底部，进行搬运，为物流货运提高2至4倍的订单处理效率，以此减少了人员投入。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于MSP430的仓储物流机器人控制系统该控制系统在仓储物流机器人工作过程中接收上位机指令，控制机器人完成搬运指定货架到指定位置的动作。

实现本发明目的的技术方案为：一种基于MSP430的仓储物流机器人控制系统，包括MSP430微处理器、运动控制模块、避障模块、混合导航模块、人机交互模块和电源管理模块；其中所述运动控制模块包括编码器、无刷直流电机驱动模块和步进电机驱动模块；所述避障模块包括急停按键和红外光电传感器；所述混合导航模块包括灰度传感器、二维激光条码扫描器和惯性导航；所述人机交互模块包括复位按键和JTAG接口；所述电源管理模块包括电源、稳压模块和电压检测模块；编码器根据MSP430微处理器的信号产生编码信号，无刷直流电机驱动模块根据编码器产生的编码信号控制车轮转动，步进电机根据编码器产生的编码信号控制机器人的升降装置；红外光电传感器探测机器人行进路线上是否有障碍，急停按键在外部指令下输入机器人停止前行的信号；二维激光条码扫描器扫描贴于地面上的二维码图案且获取二维码图案中的位置信息，灰度传感器扫描贴于地面上二维码图案前端的灰度导引线，惯性导航在MSP430微处理器发出下一条指令前对机器人进行导航定位；复位按键用于复位MSP430微处理器，JTAG接口用于连接MSP430微处理器和外部上位机；电源为系统提供工作电压，稳压模块为将电源电压转换为各部件所需的稳定电压，电压检测模块用于检测电源剩余电量；MSP430微处理器接收上位机指令生成行进路线并产生信号控制编码器产生编码信号，MSP430微处理器接收灰度传感器采集的数据纠正机器人行进姿态，MSP430微处理器接收二维激光条码扫描器采集的数据调整调整行进路径，MSP430微处理器在未接收到灰度传感器和二维激光条码扫描器采集的数据时，产生指令控制惯性导航对机器人进行导航定位，MSP430微处理器接收红外光电传感器采集的有障碍物的数据控制编码器产生停止前行的编码信号，MSP430微处理器接收急停按键的输入信号控制编码器产生停止前行的编码信号，MSP430微处理器接收电压检测模块采集的数据产生指令信号。