搬运机器人论文（精选论文分享）

3.0 闻远设计 2023-02-25 170 4 19.8KB 5 页 2光币

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搬运机器人论文（精选论文分享）

　　随着机器人在感知和操纵方面获得越来越多的能力，相关行业领域希望机器人解决日益复

杂和更高相关性的任务，机器人行为设计和组合变得更加复杂。在仓库搬运的需求中尽可能地

实现自动化搬运过程，这将改善整个仓库工作的可扩展性和稳健性。在仓库搬运的过程中，开

发与人密切合作的机器人的关键挑战是创建一个用户界面，允许用户快速，轻松地向机器人传

达复杂的指令。我们考虑使用仓库搬运机器人实现物流的货站传递功能，该机器人设计采用轮

式或履带式车辆用于将重载运送到难以到达的位置。文中是搜索整理的搬运机器人论文 6篇，

供大家参考阅读。

　　搬运机器人论文第一篇：农业搬运机器人控制系统设计

　　摘要：本课题组设计的农业搬运机器人控制系统是以燃料电池作为动力源，集合路径自主

规划于一体的机器人。设计采用燃料电池作为动力装置，具有转化效率高、环境污染少、燃料

来源广和价格较低等优势。采用树莓派作为主控系统，树莓派安装乌班图系统，乌班图系统搭

载ROS 机器人控制系统，通过 GPS 定位装置实现自主定位导航，利用超声波传感器使机器人

完成避障功能。四轮采用无刷轮毂电机作为驱动机构，具有结构简单、成本低、维护简单以及

应用成熟的特点，控制器采用 STM32F103ZET6 作为机器人运动控制芯片，通过 USART 接口

与导航模块连接，通过 I/O 与3路超声波连接，通过 PWM 信号对轮毂电机的驱动器进行调速

控制。

　　关键词:燃料电池;避障功能;自主定位导航;

　　随着经济的快速发展，城镇化建设的不断推进，越来越多的农民希望能够从繁杂、重复的

生产活动中解放出来。农用机器人的出现顺应了时代发展的潮流，能够极大地缓解农民繁重的

劳动。本课题组在追求解放劳动力的同时，采用燃料电池代替普通电池驱动机器人进行工作，

减少了环境污染，降低了消耗成本，提高了生产效率。导航定位技术是智能机器人所要解决的

核心技术之一，迄今为止其手段主要为图像、光、声、电磁等原理方法的运用，根据机器人工

作的空间环境、介质性质、行走距离、定位精度、对信号的敏感性等方面要求，确定解决问题

的合理方式是其重点[1]。

　　 1　总体方案设计

　　本设计为农业搬运机器人控制系统，能够实现目标区域的自主定位以及规避障碍物的功

能，适用于多种农业耕作场所。能够实现对任务目标的路径优化，提高了耕作的安全性、工作

的可靠性以及工作效率。利用超声波传感器检测行驶方向障碍，实现对搬运目标的精准定位。

系统总体设计框图如图1所示。

　　 2　燃料电池特点

　　燃料电池与一般的电池相比具体有如下特点：

　　 1）价格低、效率高、性价比高。燃料电池能够将燃料的化学能直接转化为电能，它的燃

料-电能转换效率较高，注意这里不是电化学效率，而是热能充分利用后转换为电效率。如果

直接使用氢气，其电能转换效率超过 50%；如果发电设施与燃气涡轮机并用，则整体效率可超

过60%；如果再将电池排放的废热加以回收利用，则燃料能量的利用率可超过 85%。要知道，

核电的热-电转换效率不到 30%，火电的大约在40%，很多热能都浪费了。

　　 2）燃料电池的电站建设占地面积小，建设周期短，添加速度快，不必像充电电池一样等

待较长时间。

　　 3）燃料电池的电站独立性较强，各种规模都能建设，十分方便。既适合集中式电站，也

能够作为分布式电站建设，也可以像充电桩一样在小区、工厂、单位等地方建设。

　　 4）电站的功率调节灵活，只要调节燃料供给量，就可以低负荷运行或者满负荷运行。

　　 5）燃料的适应面广泛，能够适用多种燃料。

　　 6）经济环保，燃料电池产生的水和二氧化碳可以直接进行排放，不会对环境造成二次污

染。

　　从目前来看，燃料电池集合了众多的优势于一身，它已经引起人们的极大关注。由燃料电

池构成的发电系统对电力工业都具有极大的吸引力[2]。

　　 3　定位及导航

　　移动机器人路径规划的简化可视图环境建模方法，通过综合考虑环境中障碍物的位置与移

动机器人起点和终点的关系，剔除对路径规划结果不影响的障碍物，简化了环境模型的表示，

达到了减少移动机器人候选路径数量的目的，提高了后续的路径规划算法的效率[3]。统一采用

GPS 卫星定位模块进行定位，并进行 SLAM 建图，采用行车图路径规划的方法进行了地图的转

换，如图2所示，并找出了所有的可通行路径。

　　采用 A*算法从所有路径中分析，找到最优路径自主导航，如图3所示。正是由于它本身

的重要性，自主定位导航技术在机器人控制系统中有着重要的作用。除了机器人行业，自主导

航也广泛应用在汽车的无人驾驶技术当中。

　　移动机器人通过内部的传感器可以确定自己的位置，通过外置的传感器可以感知周边的环

境，利用地图能够在环境中进行自主的移动。GPS 定位通过卫星信号能够确定机器人的所在位

置，内置的陀螺仪和编码器能够确定机器人的位置和姿态，能够为机器人导航提供最基本的数

据要求。本系统涉及定位装置主要有超声波导航定位、GPS 定位系统。

　　 3.1　超声波

　　随着传感器技术的发展，各种测距传感器都被研究者用在移动机器人上。目前，常用的有

电磁雷达、激光雷达、红外传感器、超声波传感器、视觉传感器等[4]。超声波是频率高于 20　k

Hz 一种声波，波长短于常见声波，有较好方向性，在所有照明条件下甚至是阳光直射条件下

均能完美工作，能可靠探测任何颜色的物体，包括透明物体。超声波由单片机控制其发生端发

出超声波，当超声波在传送过程中遇到障碍物时进行反射，接收端收到超声波信号。单片机在

发出信号控制发送端工作时开始计时，接收到超声波时停止计时，该时间乘以超声波的传送速

度就能计算出传播距离，S=Tv/2，其中T为超声波发射和接收的时间差；v为超声波在介质中

传播的波速。

　　超声波传感器具有检测精度高的特点，可以达到毫米级别，并且检测范围广，价格低，使

用场合要求较低，能够适应大部分的工作场合，被广泛地应用到移动机器人的导航避障、定位

中。由于超声波检测时数据量较低，所以采集速度快，可以适用于高速移动的机器人当中。

　　超声波传感器中采用热敏电阻检测环境温度，由于超声波传递速度受温度的影响较大，通

过检测的温度结果对超声波的检测距离进行数据补偿，具有温度补偿的超声波传感器能够适用

于绝大部分的场合，而且适应能力较强。超声波定位原理如图4所示。

　　 3.2　避障系统

　　超声波具有很强的方向性,有利于回波检测识别，使得超声波测距被广泛应用,尤其应用于

汽车雷达、扫地机器人等各种电子产品，而这些产品逐渐成为人们的生活必需品，同时，人们

对这些电子设备的高精度性能提出了更高的要求[5]。采用超声波传感器进行避障，采用势场图

法处理超声波的数据，如图5所示，自动加权调整规划好的路径，达到自动避障的目的。

　　 4　总结

　　综上所述，燃料电池驱动农业搬运机器人的研究发展对减少空气污染、节约有效燃油资

源、减少劳动力成本等具有十分重要的意义。同时，燃料电池可以实现机器人自动能源供应，

延长机器人工作时间，省去为机器人更换电池的人力。

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摘要：

搬运机器人论文（精选论文分享）　　随着机器人在感知和操纵方面获得越来越多的能力，相关行业领域希望机器人解决日益复杂和更高相关性的任务，机器人行为设计和组合变得更加复杂。在仓库搬运的需求中尽可能地实现自动化搬运过程，这将改善整个仓库工作的可扩展性和稳健性。在仓库搬运的过程中，开发与人密切合作的机器人的关键挑战是创建一个用户界面，允许用户快速，轻松地向机器人传达复杂的指令。我们考虑使用仓库搬运机器人实现物流的货站传递功能，该机器人设计采用轮式或履带式车辆用于将重载运送到难以到达的位置。文中是搜索整理的搬运机器人论文6篇，供大家参考阅读。　　搬运机器人论文第一篇：农业搬运机器人控制系统设计　　摘要：...

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