作品名稱：U 型尋跡搬運(yùn)小車
學(xué)校名稱：唐山學(xué)院
參賽隊(duì)伍：鈕祜祿甄嬛屠龍隊(duì)
隊(duì)伍編號：197657
參賽學(xué)生：張澤陽 王雪亮 徐世豪
指導(dǎo)老師：高玉芝
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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小車采用輪式移動(dòng)底盤與關(guān)節(jié)型機(jī)械臂結(jié)合的形式，能夠利用視覺導(dǎo)航按照U形路線進(jìn)行行走，可通過視覺方式檢測沿途中固定和隨機(jī)的作業(yè)對象，確定目標(biāo)后通過靈活的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)將U型右側(cè)頂端的物品沿著U型右側(cè)軌跡搬運(yùn)到底端中間，放下物品后，在此處取上另一個(gè)物品，沿著U型左側(cè)軌跡將物品放到U型左側(cè)頂部，放下物品后小車水平移動(dòng)到右側(cè)，重復(fù)之前的動(dòng)作過程。
按照四輪驅(qū)動(dòng)小車設(shè)計(jì)原理，每個(gè)車輪單獨(dú)使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)小車前后及橫向行駛，使轉(zhuǎn)彎半徑為零，使其機(jī)動(dòng)性和靈活性大大提高；為防止打滑，提高與路面的附著性能，采用麥克納姆輪作為行駛裝置；車架部分采用鋁合金加工，上部加裝亞克力板材蓋板。
硬件平臺主要選用樹莓派控制板，stm32驅(qū)動(dòng)板，激光雷達(dá)，慣性測量模塊，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等部件組成。系統(tǒng)主控采用樹莓派4B控制板和STM32驅(qū)動(dòng)板作為運(yùn)動(dòng)控制器框架。樹莓派負(fù)責(zé)連接攝激光雷達(dá)。
STM32主要作為控制核心,其中，它完成了對機(jī)器人電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和速度、位姿等信息的采集，并對收集到的信息進(jìn)行進(jìn)一步分析后，通過控制系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)指令完成作業(yè)。激光雷達(dá)是SLAM地圖生成的重要工具，通過使用激光束掃描周圍環(huán)境以獲取距離和三維坐標(biāo)信息，高效規(guī)劃路徑，減少空間浪費(fèi)。
我們還針對長方體和圓柱體兩種形狀物體，設(shè)計(jì)一種可通用的夾取裝置，將其與小車平臺上的四自由度機(jī)械臂安裝在一起，通過攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測周圍環(huán)境。隨機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)對物體高精度，高效率的抓取和擺放。針對不同需求可將轉(zhuǎn)向控制器和避障傳感器進(jìn)行組合，在保證小車正常行駛的同時(shí)，增加小車的智能化和功能性。
現(xiàn)在許多工廠生產(chǎn)線或倉儲物流場景存在大量的 U 型或環(huán)形路線的搬運(yùn)需求，而現(xiàn)有的搬運(yùn)設(shè)備往往在智能尋跡及靈活調(diào)度方面存在不足，為此類特定場景定制一款 U 型尋跡搬運(yùn)小車具有很高的實(shí)用價(jià)值。
