一种适用于柔性包装线智能搬运小车的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于柔性包装线智能搬运小车，包括STC89C52RC单片机控制电路、巡迹模块、调速系统、检测模块、执行动作模块和追踪显示模块。所述追踪显示模块包括与所述集成芯片L298N驱动电路电性连接的霍尔传感器、显示器和定时器。所述调速系统包括与所述STC89C52RC单片机控制电路电性连接的集成芯片L298N驱动电路、直流电动机和步进电动机。本实用新型相比现有技术具有以下优点：一种适用于柔性包装线的智能搬运小车用于柔性包装线上，可自动搬运包装盒，省去人力去仓库中捡取包装盒的时间，提高了工作效率；且本智能搬运小车可自动计数，间接起监督作用，提高人力的包装水平。
【专利说明】一种适用于柔性包装线智能搬运小车
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及是一种适用于柔性包装线智能搬运小车。
【背景技术】
[0002]智能控制在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。信息技术、计算技术的快速发展及其他相关学科的发展和相互渗透，也推动了控制科学与工程研究的不断深入，控制系统向智能控制系统的发展已成为一种趋势。
[0003]用机器人代替人力去做一些重复性的高强度的劳动是现代机器人研究的一个重要方向。目前在物流系统和柔性制造系统中，智能小车被广泛的应用，但其主要的引导方式是电磁或者惯性引导，电磁引导需要埋设金属线，并加载引导频率，其缺点明显，灵活性差，改变或扩充路径较麻烦，对引导线路附近的铁磁物质有干扰。而惯性引导主要安装陀螺仪，缺点是成本较高维护保养等后续问题较难解决，地面也需要磁性块作辅助定位。
[0004]现有的智能小车基本功能已经相对全面,但应用到柔性包装线上的相对较少，工人包装基本是靠人工取件及计数，而且由于工人的自身水平和失误会影响成品的次品率，而且人工计数及监督有一定的失误性和不公平性。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种适用于柔性包装线智能搬运小车，可自动捡取柔性包装线上的包装盒，且可自动计数。
[0006]本实用新型是通过以下技术方案实现的:一种适用于柔性包装线智能搬运小车，包括STC89C52RC单片机控制电路、巡迹模块、调速系统、检测模块、执行动作模块和追踪显示模块。
[0007]所述巡迹模块包括黑白线检测传感器，所述黑白线检测传感器信号输出端与所述STC89C52RC单片机控制电路信号输入端连接，所述黑白线检测传感器用于白底黑线或者黑底白线的检测，用于检测所述小车的行驶轨迹。
[0008]所述调速系统包括与所述STC89C52RC单片机控制电路电性连接的集成芯片L298N驱动电路、直流电动机和步进电动机，所述集成芯片L298N驱动电路为双H桥高电压大功率集成电路，用来驱动所述直流电动机和所述步进电动机的电感性负载。
[0009]所述检测模块包括红外避障传感器；所述红外避障传感器的信号输出端与所述STC89C52RC单片机控制电路信号输入端连接，所述红外避障传感器用于检测工件及其障碍物。
[0010]所述执行动作模块包括与所述STC89C52RC单片机控制电路电性连接的舵机和机械手，所述STC89C52RC单片机控制电路发送定位信号给所述舵机，所述舵机控制小车的转向和控制所述机械手的张合，所述机械手用于控制夹持物体。
[0011]所述追踪显示模块包括与所述集成芯片L298N驱动电路电性连接的显示器、霍尔传感器和定时器，所述霍尔传感器用于检测所述步进电动机的转速，所述集成芯片L298N驱动电路检测霍尔传感器的脉冲信号来计算小车轮毂的转数得到小车的行驶距离，所述定时器用于记录小车的行驶时间，所述显示器用于显示小车的行驶距离和计数，且小车行驶过程中不断更新小车的行驶距离和计数。
[0012]作为上述方案的进一步优化，所述黑白线检测传感器为TK-20黑白线检测传感器。
[0013]作为上述方案的进一步优化，所述红外避障传感器为E18-D80NK-N红外避障传感器。
[0014]作为上述方案的进一步优化，所述舵机为MG995舵机。
[0015]与现有技术相比，柔性包装线上，靠人工取件和计数，本实用新型提供的一种适用于柔性包装线的智能搬运小车用于柔性包装线上，自动搬运包装盒，省去人力去仓库中捡取包装盒的时间，提高了工作效率；且本智能搬运小车可自动计数，内置于小车中的集成芯片L298N驱动电路可自动计算捡取包装盒的数量，间接起监督作用，间接检测人力包装的损坏率，提高人力的包装水平。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的微控制器的电路结构框图。
[0017]图2是本实用新型的STC89C52RC单片机控制电路。
[0018]图3为本实用新型的集成芯片L298N驱动电路。
[0019]图4为执行动作模块的舵机和机械手控制器的连接图。
【具体实施方式】
[0020]下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0021 ] 参见图1，一种适用于柔性包装线智能搬运小车内置微控制器，所述微控制器的STC89C52RC单片机控制电路3分别与巡迹模块1、调速系统6、检测模块2、执行动作模块5和追踪显示模块4连接，组成一个自动控制系统。图2为STC89C52RC单片机控制电路。
[0022]巡迹模块I包括黑白线检测传感器，黑白线检测传感器信号输出端与TC89C52RC单片机控制电路信号输入端连接，黑白线检测传感器用于白底黑线或者黑底白线的检测，用于检测所述小车的行驶轨迹。优化的，本案中使用TK-20黑白线检测传感器，该传感器体积小，易于安装，输出高低电平，TK-20黑白线检测传感器寻迹模块改进了探测距离、加强了探测精度，通过调节电位器，有效探测距离一般为0-3cm左右，最远可以达到10cm，小车运行轨迹终点使用TK-20黑白线检测传感器检测小车是否运行至终点。
[0023]调速系统6包括与STC89C52RC单片机控制电路电性连接的集成芯片L298N驱动电路、直流电动机和步进电动机，集成芯片L298N驱动电路为双H桥高电压大功率集成电路，用来驱动所述直流电动机和所述步进电动机的电感性负载。
[0024]集成芯片L298N驱动电路工作在占空比可调的开关状态，精确调整直流电动机转速，整个调速控制系统采用脉宽调速技术，通过控制脉冲宽度来控制直流电动机的转速从而控制小车的运行速度。占空比的不同决定了直流电动机的通电时间，也决定了直流电动机单位时间转过的角度及速度，所以通过占空比的控制可以准确控制小车的速度。
[0025]检测模块2包括红外避障传感器，红外避障传感器的信号输出端与STC89C52RC单片机控制电路信号输入端连接，红外避障传感器用于检测工件障碍物、和终点线。优化的，本案采用E18-D80NK-N红外避障传感器，该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、流水线计件及自动生产线各站检测等众多场合。是一种集发射与接收于一体的光电传感器，发射光经过调制后发出，接收头对反射光进行解调输出，有效的避免了可见光的干扰。透镜的使用，也使得这款传感器最远可以检测80厘米的距离。检测障碍物的距离可以根据要求通过尾部的电位器旋钮进行调节。
[0026]执行动作模块5包括与STC89C52RC单片机控制电路电性连接的舵机和机械手，所述STC89C52RC单片机控制电路发送定位信号给舵机，舵机再将定位信号发送给机械手的控制器，舵机控制小车的转向和机械手的张合，机械手的控制器控制机械手，机械手用于控制夹持物体。
[0027]参见图3，为集成芯片L298N驱动电路。追踪显示模块包括与集成芯片L298N驱动电路电性连接的霍尔传感器、显示器和定时器，霍尔传感器用于检测步进电动机的转速，集成芯片L298N驱动电路检测霍尔传感器的脉冲信号来计算小车轮毂的转数得到小车的行驶距离，定时器用于记录小车的行驶时间，所述显示器用于显示小车的行驶距离和计数，且小车行驶过程中不断更新小车的行驶距离和计数。
[0028]参见图4，为执行动作模块的舵机和机械手控制器的连接图。机械手内置机械手控制器，当黑白线检测传感器检测到终点线，本案中的包装盒仓库，黑白线检测传感器将信号传送给STC89C52RC单片机控制电路，STC89C52RC单片机向集成芯片L298N驱动电路发送停止运动信号，集成芯片L298N驱动电路向电机发送停止运动信号，同时STC89C52RC单片机控制电路发送运行信号给舵机，舵机将信号传送给机械手控制器，机械手控制器驱动机械手开始搬运包装盒。
[0029]启动集成芯片L298N驱动电路后开始计算路径，运动过程中智能搬运小车不停止，一旦黑白线检测传感器检测到终点线(包装盒仓库)，智能搬运小车停止运动，机械手捡取包装盒，动作完成后原路径返回，返回出发点后定时器计数一次。集成芯片L298N驱动电路检测霍尔传感器的脉冲信号来计算小车轮毂的转数得到小车的行驶距离，显示器上实时更新小车的行驶距离和计数。
[0030]本实用新型的一种适用于柔性包装线的智能搬运小车用于柔性包装线上，自动捡取包装盒且能自动计数的。包装人员可以省去取包装盒的时间，提高工作效率，而且小车也具备自动计数的功能，小车的追踪显示模块可显示的小车的行驶距离体现工人的取包装盒的次数，侧面体现包装工人的工作速度；同时计数侧面反映工人的包装失误率和效率，如此可以协助包装线的管理人员核对计算包装员工每天完成包装任务的情况及损害包装盒的情况，间接起到监督作用，从而可以提高包装工人的包装效率及包装水平，降低损坏率从而降低成本，同时也能挑出企业的操作能手。
[0031]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种适用于柔性包装线智能搬运小车，其特征在于:包括STC89C52RC单片机控制电路、巡迹模块、调速系统、检测模块、执行动作模块和追踪显示模块， 所述巡迹模块包括黑白线检测传感器，所述黑白线检测传感器信号输出端与所述STC89C52RC单片机控制电路信号输入端连接，所述黑白线检测传感器用于白底黑线或者黑底白线的检测，用于检测所述小车的行驶轨迹； 所述调速系统包括与所述STC89C52RC单片机控制电路电性连接的集成芯片L298N驱动电路、直流电动机和步进电动机，所述集成芯片L298N驱动电路为双H桥高电压大功率集成电路，用来驱动所述直流电动机和所述步进电动机的电感性负载； 所述检测模块包括红外避障传感器；所述红外避障传感器的信号输出端与所述STC89C52RC单片机控制电路信号输入端连接，所述红外避障传感器用于检测工件及其障碍物； 所述执行动作模块包括与所述STC89C52RC单片机控制电路电性连接的舵机和机械手，所述STC89C52RC单片机控制电路发送定位信号给所述舵机，所述舵机控制小车的转向和控制所述机械手的张合，所述机械手用于控制夹持物体； 所述追踪显示模块包括与所述集成芯片L298N驱动电路电性连接的显示器、霍尔传感器和定时器，所述霍尔传感器用于检测所述步进电动机的转速，所述集成芯片L298N驱动电路检测霍尔传感器的脉冲信号来计算小车轮毂的转数得到小车的行驶距离，所述定时器用于记录小车的行驶时间，所述显示器用于显示小车的行驶距离和计数，且小车行驶过程中不断更新小车的行驶距离和计数。
2.根据权利要求1所述的一种适用于柔性包装线智能搬运小车，其特征在于:所述黑白线检测传感器为TK-20黑白线检测传感器。
3.根据权利要求1所述的一种适用于柔性包装线智能搬运小车，其特征在于:所述红外避障传感器为E18-D80NK-N红外避障传感器。
4.根据权利要求1所述的一种适用于柔性包装线智能搬运小车，其特征在于:所述舵机为MG995舵机。
【文档编号】B65B57/04GK203819563SQ201420232344
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】向楠, 朱小平, 刘严, 杨力, 陆会娥 申请人:安徽国防科技职业学院