基于MakeBlock控制的电动穿梭小车验证模型设计

摘 要：运货是各个行业不可或缺的过程，人工运货随着经济的快速发展，不能完全满足市场的需求。该电动穿梭小车验证模型是模仿工业AGV小车的功能并加以改进，通过Make block Orion进行控制。该小车模型可以安装不同的末端以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，可以应用于环境狭小的工作区域，大大减轻了人类繁重的體力劳动，具有广阔的市场前景。

关键词：电动穿梭小车验证模型；AGV小车；Make block

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.105

1 概述

在产品生产的整个过程中，仅仅有5%的时间是用于加工和制造，剩余的95%都用于储存、装卸、等待加工和输送。因此，目前世界各工业强国普遍把改造物流结构、降低物流成本作为企业在竞争中取胜的重要措施，为适应现代生产的需要，物流正在向着现代化的方向发展。电动穿梭小车适应性好、柔性程度高、可靠性好、可实现生产和搬运功能的集成化和自动化，在各国的许多行业都得到广泛的应用。

2 系统方案设计

本文所设计的电动穿梭小车验证模型主要由升降机构、行走机构组成，完成物品的自动运输和存放，实现无人仓库高效的作业方式。该小车模型主要为搬运小型货物（最大重量不超过100N）而设计，故具有体积小，运动灵活，适用于狭小空间等特点。

3 硬件设计

3.1 升降机构

升降机构由一个12V直流电机驱动，通过齿轮传动，皮带拖动。升降机构安装在直线导轨上，让工作台从两边升起。工作台的最大行程是10cm，由于是微型的电动穿梭小车，该小车最大载重100N。

3.2 行走机构

行走机构由两个直流电机驱动，分别安装在小车两侧的前后轮上。通过驱动一侧的电机，另一侧电机不转，就可以实现小车的左右旋转；驱动一侧电机正转，另一侧电机反转，既可实现原地回转。

3.3 控制系统

Make block Orion 是一个基于Arduino Uno升级改进的主控板。它拥有强大的驱动能力，输出功率可达18W，可以驱动4个直流电机，与传感器模块完美匹配。8个独立的RJ25接口，轻松实现电路连接。

另外，它不仅支持绝大多数arduino 编程工具（Arduino /Scratch / adublock），而且还提供了两种Scratch升级版的图形编程工具（Mblock/ Make block HD）。

4 系统软件设计

4.1 控制流程设计

该电动穿梭小车验证模型是基于Make Block控制开发的遥控控制小车。由手持式遥控器发出前进/后退/转弯等指令，实现小车的前后左右以及原地回转，能够实现在货架底部灵活穿梭；当到小车运行到所需搬运货物的底部时，通过遥控器发出提升平台的指令，升降平台上升，小车托起货物，然后小车继续前进到达指定卸载货物位置，升降平台下降，实现一个循环。

4.2 编程

4.2.1 驱动程序

由遥控器按钮发送信号，Orion主控板上连接的电子元件红外接收器接收信号，驱动电机行驶。程序中64、25、7、9、21分别对应小车前后左右及停止按钮代码。电机1、2分别装在小车左右，编程中小车向前行驶速度设置为255、255，向后行驶速度设置为-255、-255，向左行驶速度设置为100、-50，向右行驶速度设置为-50、100。

4.2.2 升降程序

小车的升降程序分为三部分分别是对升降机构的上升、下降、停止控制，对应编程图中69、70、71按钮代码。电机连接Orion主控板电机驱动模块接口1，上升的速度设置为100，，下降的速度设置为-100。

5 总结

通过运行调试电动穿梭小车验证模型结构灵活，能够较好的实现在狭小空间进行前后左右运转以及原地回转，满足设计要求。其交叉形升降机构在升降过程中不占横向空间，平台在中间部位，确保重心不偏移，能够平稳的载物及升降。

除此之外，由于MakeBlock的灵活性，小车验证模型还可增加自动避障、照明、自动充电等功能。

“江苏省高校品牌专业建设工程资助项目”，项目编号PPZY2015A088

作者简介：刘涵茜（1982-），女，江苏苏州人，硕士研究生，讲师，工程师，主要研究方向：工业自动化和工业机器人技术。