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1、中文题目基于51单片机控制的避障搬运车学生姓名叶仕霖专业汽车服务工程摘要本设计是基于AT89C51单片机为核心进行控制，通过扩展相应的外围接口电路，实现对避障搬运车的设计。通过Keil程序编程软件，编写其避障、循迹的程序，通过Proteus电路设计软件，设计单片机控制电路，根据搬运车工作环境选取合适的配件，从而设计出一款具有循迹、避障功能的简易智能搬运车。关键词：搬运车51单片机避障全向移动循迹第一章绪论11.1 研究背景11.2 避障搬运车国内外研究现状11.2.1 国内研究现状11.2.2 国外研究现状21.3 研究目的和意义2第二章搬运车结构32.1 搬运车参数确定32.2 驱动轮选型与
2、设计32.2.1 驱动轮的选型32.2.2 驱动轮的布局52.2.3 驱动轮运动学分析62.3 电机的选型82.3.1 电机的物理参数82.3.2 电机选型102.4 底盘的选型112.5 传感器的选型112.5.1 传感器的要求112.5.2 传感器的选择12第三章搬运车总体方案133.1 单片机的选型133.2 单片机电路设计143.2.1 晶振电路设计143.2.2 复位电路设计143.2.3 蜂鸣器电路设计153.3 驱动电路设计153.4 电池的选型16第四章搬运车主要程序184.1 搬运车避障程序设计184.2 搬运车循迹程序设计18第五章系统仿真测试与分析205.1 避障程序仿真
3、测试205.2 循迹程序仿真测试21第六章结论和展望236.1 结论236.2 展望23参考文献24致谢25第一章绪论1.1 研究背景随着科技的不断提高，我们的生活也发生了很大改变，科技在给我们带来便利的同时，也注定了他将成为以后的发展方向。搬运车是一个广泛应用于社会各行各业的智能交通运输设备，但是许多超市物流还选用人工的方式搬运，不光费时费力，还增加了成本。所以设计一种能够实现循迹、避障功能的搬运车尤为必要，可以提高劳动生产效率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。搬运车最终将成为未来物流业发展的基调。1.2 避障搬运车国内外研究现状121国内研究现状20世纪50年代，我国开
4、始建造搬运车。随着中国经济的增长，国家开始认识到物流对发展的重要性，运输物流业开始从人工运输转变为机械化运输。在近几年中，我国搬运车需求大幅增长，发展迅速，国家已将物流业列入十大产业振兴计划之中，这表明物流业在提高社会效益方面发挥了巨大作用。目前，在我国，铁路运输中，装卸和处理的运价，约占总运价的20%,而海运的运价约为40%。可见装卸搬运费在整个物流费用当中的比重相当高。降低装卸搬运成本的途径在于采取现代化机械设备，实行科学管理，提高作业效率。搬运车将会是未来运输业的主流，其在物流中起到不可忽略的作用。物流活动中最为常见的是搬运物流和堆叠物流，其中平行运动的为搬运物流，垂直运动的为堆叠物流，
5、都离不开搬运车的参与。搬运车的价值正变得越来越突出，其的主要功能是完成物流活动和运输。李博在对通用性支架搬运车和液压同步升降系统的研究中指出，目前，我国大部分的大型煤矿，都使用了液压支架搬运车，这种车辆可以在井下和地面上运送液压支架。现针对液压支架的地面转运设计一款地面液压支架搬运车。根据通用性原则对液压支架搬运车进行了整车的结构方案总体设计，其动力牵引部分采用现有的重型牵引车，承载部分采用U型框架结构，牵引车与U型框架挂车以半挂方式连接，由液压支架重量对整车进行载荷分配分析，并对液压支架搬运车进行了动力匹配分析，完成了关键部件选型，之后提出了液压系统方案。在此基础上，通过对液力同步升降系统的
6、设计，对其工作原理进行了分析，通过曲轴一连杆升降装置的结构设计，实现了液力同步升降装置的关键液压元件的选择，并对其进行了深入的分析和研究，构建了液力同步升降装置的电液比例阀控单个液压缸闭环环路的数学模型，从而得到了液力同步升降装置的主要参数。利用Simulink软件对有和无PID算法情况下的电液比例阀控单个液压缸进行了性能比较，结果表明：采用PID算法时，电液比例阀控单个液压缸具有较快的反应速度和较高的稳定性。最后，以液压同步提升系统原理为基础，构建出了液压支架同步提升系统AMESim仿真模型，并将PID控制算法引入到电液比例阀控制的液压同步系统中，对液压支架的装卸过程进行了模拟，对有和没有P
7、lD控制算法时，提升系统四个液压缸的位移同步精度进行了比较，结果显示，在加入PlD控制算法之后，同步误差得到了明显的改善，同步精度达到了0.47%,可以更好地满足设计要求。同时分析了系统运行压力曲线，验证了本液压系统及元件选型合理。1.2.2国外研究现状1985年，日本第一次引进了欧美的无人运输机，因为技术的原因，运输机主要是用拖拉机来驱动的，随着运输机的不断改进，从拖挂变成了自动，中小型运输机才开始使用。目前，为适应各类小批量生产，已开发出可前后移动的手动移载式和自动移载式搬运车，以提高工作效率。手工搬运车主要是用来搬运货盘或直接搬运货物的，其行走和提升均依靠人工完成。升降采用人工反复升降的
8、液压缸，完成货物的升降。近几年，无人搬运车的应用领域从车间扩大到超市、农场、甚至家庭当中，中小型机种在同一系统中使用多台小车的例子也越来越多。1.3研究目的和意义为了解决人工搬运的问题，设计一款具有避障功能的搬运车，从而达到减少人力，提高效率的目的。避障搬运车可以代替人进行自动搬运作业，可以直接减少人力，同时搬运车可以24小时不间断工作，能更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产，以提高生产效率。在比较重、比较大的物件搬运过程中，往往会发生倾斜、翻倒等安全事故，用搬运车代替人工进行作业，可以避免这些安全事故发生。第二章搬运车结构搬运车要想实现行走、避障、循迹等功能，首先要解决的就是驱动部分
9、的设计，要有一定的引导方案。一款避障搬运车，最基础的零部件有驱动轮、电机、传感器、底盘以及一些连接部件等等。其次是搬运车的程序编写，通过Keil程序编程软件对搬运车的程序进行编写，从而达到其行走、避障、循迹的功能。2.1 搬运车参数确定本设计主要用于超市，考虑到超市的工作环境,搬运车的尺寸设计不要过大,设计底盘长800mm,宽50Omm比较合适。此外负载要求100kg,可实现全向移动，每个驱动轮的额定负载为25kg,为了防止搬运货物过重损坏车轮，实际最大负载应该高于额定负载，设单轮最大负载为45kg。2.2 驱动轮选型与设计2.2.1 驱动轮的选型考虑到超市场地的情况，驱动轮选取麦克纳姆轮全向
10、轮，这样既能够完全消除转向半径，也可以在无需转向装置的条件下实现小车的直行、斜行、自转等全方位移动。相比于普通的四轮，麦克纳姆轮具有其独特的灵活运动优势，可以在狭小的空间自由穿梭，从而极大地减小作业空间，从而提高空间利用率，提高工作效率。麦克纳姆轮的边缘有一圈小滚柱，这些滚柱呈对角线排列，这样，滚柱就可以侧向滑动，它的特征是，沿着轮毅圆周排列着一圈与滚柱呈一定角度的滚柱，这些滚柱可以绕着自己的轴线转动。依靠车轮的方向和速度，产生的合力可以在不改变车轮自身方向的基础上自由移动，麦克纳姆轮的实物图如图2-1所示。图2-1麦克纳姆轮实物图根据设计的负载要求，要求每个轮的最大承载质量不小于25kg,表
11、2-1为某厂家定制的麦克纳姆轮型号参数表，当轮胎直径为75mm时，车轮达不到所预期的负载能力，当轮胎直径为127mm时，此时虽然达到了预期的负载能力，但是提高了成本，所以选择轮胎直径为100mm的最为合适，即达到了预期的负载能力，又兼顾了经济成本。表2-1麦克纳姆轮型号参数表麦克纳姆轮参数表轮胎直径60mm75mm100mm127mm重量（4个）0.35kg0.45kg1.55kg2.0kg负载能力（1个）15kg15kg45kg70kg厚度32mm32mm51mm51mm支撑轮直径3mm3mm4mm4mm支撑轮数量810912麦克纳姆轮的布局方式主要分为以下几种：X长方形、X正方形、O长方形
12、、O-正方形。其中X和0代表的是四个轮子的滚轮与地面接触点所包围的图形，图22为X型排布，图23为O型排布。即相同的麦克纳姆轮（左旋轮或右旋轮）放在底盘对角线。考虑到本设计工作环境平坦，选择O-长方形排列方式,因为轮子转动可以产生yaw轴转动力矩，而且转动力矩的力臂也比较长，在搬运车设计时会更加方便且易于控制，也是最常见的安装方式。图2-2X型布置方式图2-3O型布置方式2.2.3驱动轮运动学分析麦克纳姆轮是一组旋转根子，围绕着轮毂均匀排列，轮毂的轴心与滚轮的轴心呈45度角，旋转时，使滚轮受到一个作用力，使滚轮相对于地面的移动，使滚轮在这一时刻的转速，其中一个转速与轮毂的轴心平行，而另一个转速
13、则与轮毂的轴心正交，这两种转速的幅值都是一样的，这两种转速都是一样的。在此基础上，选择了4只麦克纳姆轮，以实现3个自由度的运动。两只右手和两只左手的转轮，这两只转轮是对称的。三自由度的安装模式有四种，在前面对安装模式进行了分析的基础上，选择了O-矩形（也就是4个轮子的滚轮与地面接触所形成的图形）的安装模式，对避隙车的逆运动学模型进行了分析，其中避障车的运动模型如图25所示。1右上轮；2左上轮；3左下轮；4右下轮以搬运车底盘中心O点为原点建立坐标系XOyo取为麦克纳姆轮的轮毂轴与小根子转轴的夹角，假设夹角为45,将速度方向分解，其中，VB为底盘沿X轴方向的速度；%为底盘沿y轴方向的速度；如为底盘
14、沿Z轴自转的角速度为。根据小车的运动模型，设车轮轴心处&的速度为匕；轮绕轮轴转动的角速度为力辐子速度为典；i=l,2,3,4分别对应车轮的右上轮、左上轮、左下轮、右下轮。之后再对车轮的轴心速度进行分析,这里我们选取右上轮为例如图2-6所示。图中M为原点0点的速度，Vr为轮子轴心速度沿垂直于方向的速度分量，也就是切线方向的速度；r为。点到右上轮中心点4点的距离，V为轮子的轴心处G速度；为原点0点的角速度。图2-6右上轮轴心速度分析即V=V+r,其在X,y轴方向的速度分量为。V=V+ryrK场y（2-i）Vy=Vty+drx算出在x,y轴方向上的速度分量后，然后用上述方法计算其他三个轮子沿x、y轴
15、方向在轴线中心的分速。将轮子轴心速度沿着滚筒方向和垂直于滚筒方向进行分解，其中沿着滚筒方向的速度被设为：VI和垂直与根子方向的速度设为,垂直与辐子方向的速度为0。故可以得出。Vl=V=(Vt.iVrJ.-i-j)=(2-2)根据小车的运动模型，设轮子轴心速度V沿辑子方向的单位矢量为右轮轴角度3与辐子的速度关系式为。匕=-匕Vvfi=cos450(2-3)根据公式可以算出底盘与轮子角速度的关系，要想实现避障车不同的移动方向，只要改变每个轮子的转速即可，避障车的逆运动方程式为。=Vy-VxfiX1.l+1.2)1=Vy+Vx-6X1.l+1.2)3=Vy-Vx-y(1.1+1.2)%=V,+Vj矶
16、1.+1.2)(24)2.3 电机的选型2.3.1 电机的物理参数对电机的选取要考虑到搬运车的转速和扭矩的大小，因为搬运车的工作环境对车辆的转速要求不高，所以只需计算搬运车的扭矩即可，根据汽车的行驶方程式，先计算出搬运车的阻力，由于是在室内作业，所以可以忽略空气阻力、加速阻力、以及坡度阻力。以表2-2汽车在各种道路上的滚动摩擦系数与滑动摩擦系数表为依据，计算出了摩擦阻力，搬运车的额定负载是100公斤，对单轮的额定承载质量是25公斤。F,=产/”3（2.5）表2-2汽车在不同路面上滚动摩擦系数与滑动摩擦系数表路面滚动摩擦系数（Cr）新的/磨损滑动摩擦系数（CS）新的/磨损混凝土0.010/0.0
17、201.00/0.60沥青0.012/0.0220.90/0.60碎石0.015/0.0370.90/0.60压实地0.035/0.0900.50/0.40此装卸机通常在平缓的地面上运行，所以它的最大滚动率应该比水泥路面要小，设置它的最大滚动率是0.05,并按公式计算得其摩擦力为12.25N。Fl=CFtI=CmgQ6）由于麦克纳姆轮的切向力分为切向力和轴向力，计算扭矩要克服切向力做功，根据公式算出切向力为8.66N。尸产产尸=曲;（2-7）2F.=%F,根据上文选择麦克纳姆轮直径为100mm,对车轮进行力学分析，根据静力学公式，可由计算出所需转矩大小为0.44Nm,如图2-7所示。图2-7车
18、轮力学模型图%=f,H=*)TFt麦克纳姆轮的一部分转速会分解为轴向速度，所以电机的转速要高于行驶速度，在日常生活中我们所见到的搬运车的速度都不高，假设搬运车的最高转速为0.5ms,由此通过计算得到车轮的转速，最后计算得到变速箱输出转速为135rmi11o匕4：+，；=2匕(2-9)2j211vn=8=6060R2.3.2 电机选型电动机类型要具有灵活性、自由性以及较强的适应性，多选用直流电动机。相对于交流电机而言，直流电机具有移动方便、调节速度快、过载能力强、能够提供更大的转矩、更不容易受到电磁干扰的影响，更适合在像超市这样的人流稠密的地方工作，而且维护成本也比较低，因此，它还能节约成本。电
19、机的选型应以电机的性能达到产品的使用要求为原则，并以结构简单，价格低廉，运行可靠，维护方便为宜。根据以上的计算，选择了12V775减速的有刷直流电动机，电动机的参数见表2-3。经比较，以42GX775R-12V-200型为例,其转矩与转速均可达到作业要求。表2-3有刷直流电机型号参数型号电压(V)尺寸(mm)空载转速(Iymin)额定转速(Iymin)额定力矩(kgcm)额定电流(mA)输入功率(W)42GX775R-12V-512V60.55R3.756516001942GX775R-12V-1060.5IOR7.55524002842GX775R-12V-2060.520R15452400
20、2842GX775R-12V-5049.950R37.53024002842GX775R-12V-10049.9100R751624002842GX775R-12V-20041.5200R1501224002842GX775R-I2V-36041.5360R270624002842GX775R-12V-47041.5470R352.5526503142GX775R-12V-70033.5700R49031600192.4 底盘的选型底盘设计常用的方案就是直接将麦克纳姆轮安装在底座上，同时具备一定的驱动性能和控制性能，一般来说当路面不平时，在设计底盘时还要加入弹性装置来保证四个轮子可以同时着地，
21、若四个轮子没有同时着地搬运车的运动方向将发生改变，但是考虑到该搬运车的工作环境为超市这种平坦光滑的路面，所以该搬运车没有安装弹性装置。搬运车对底盘负载能力要求较高，该底盘由四个驱动电机、悬挂前车架、底盘固定支架、2525铝型材及部件固定件和连接件组成，由某厂家定制底盘参数长800mm,宽500mm,可实现全向移动，载重可达200kg,本设计搬运车要求单轮最大负载为45kg,故最大负载应为180kg,该底盘载重可达200kg,经校核符合本设计需求。另外，底盘设计应当满足移动功能的同时，要确保整体功能的实现。在达到要求的基础上，力求结构简单、方便拆装、质量轻便等特点，如图2-8所示。图2-8搬运车
22、底盘2.5 传感器的选型251传感器的要求传感器是线路检测中最为重要的部分，就如同人的眼睛。根据该搬运车的功能，最基本的是避障传感器和循迹传感器。搬运车避障是一个非常重要的功能，安全性高。无人驾驶的汽车具有效率高，稳定性好，精度高，安全性好等优点。拥有了紧急接触安全装置、自动报警装置、紧急停止按钮装置和物体探测器等多种保护装置，这样就可以避免对员工造成的伤害以及对仓库、其他设备及建筑物造成的破坏，从而减少了工作的危险。该系统可在遇到障碍或行人时实现自动制动或避让，可有效降低因装卸而引起的碰撞、损伤，保证货物以最优的状态到达目的地，极大地降低人为因素带来的不确定性。稳定性好，可靠性高。该无人移动
23、机械具有高度的灵活性，当地面上没有任何障碍时，可以最大限度地利用已有的空间及场地来完成运输作业。如果是小东西，那就好办了，但是如果是大东西,那就麻烦了。这也保证了车辆运行时的稳定性和可靠性，不至于出现大面积停车的情况。循迹功能可以在看管时将物品送到合适的位置，该搬运车采用红外循迹模块，通过检测黑线来实现循迹的功能。252传感器的选择用于检测物体存在、位置、距离等信息的传感器主要有红外感应光开关传感器和超声传感器。光电开关传感器的探测距离可以通过有无接收到发射出去的红外信号来进行调节，但因为其对环境的适应能力较弱，如果不在密闭的环境中使用，极易受到污染而导致失效。因此，采用了超声波传感器。超声波
24、传感器是通过计算发送和接收信号的时间差和传播速度，来算出障碍物的距离。超声波传感器的特征是测量距离远、能够反馈准确的测量距离，具体如图2-9所示。图2-9某厂家超声波传感器样式循迹传感器采用红外循迹模块，安装在底盘两侧，达到循迹的功能。第三章搬运车总体方案3.1 单片机的选型单片机是一个简单却又是完整的计算机系统，麻雀虽小，五脏俱全，它被集成到一个芯片上。它内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU,内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，但是它体积非常小，控制功能很强，被广泛的应用于现代工业生产的各种场合，也能在比较恶劣的环境下工作。由于51单片机其编程简单，价格便宜，本设计采用AT89
25、C51单片机如图31所示。图3-1AT89C51单片机该搬运车选择51单片机为主要控制器，系统主要由超声波避障传感器、红外循迹传感器、DS18B20测温模块、1.CD液晶显示屏、蜂鸣报警组成，如图32所示。图3-2控制系统结构框图3.2 单片机电路设计3.2.1 晶振电路设计单片机晶振的功能是为系统提供基本的时钟信号，晶振是时钟电路中不可或缺的信号传递者，要使单片机正常运转，就离不开晶振。所以，晶体振荡器在电子线路的设计中是必不可少的。一种优秀的晶体振荡器的设计，可以使电子在最大程度地发挥其功能，并使其具有最佳的空间利用率。在晶圆两端施加一定的交流电场时，晶圆将发生机械变形，变形将产生与之对应
26、的交流电压，在某些情况下，其幅度将远远大于其它频率点。在内部模式的时钟电路中，需要在晶振引脚1和晶振引脚2的两端分别接两个外部的电容，才能构成振荡电路。当测试晶振输出频率超过单片机捕捉范围时,可以对这两颗电容值进行微调，使晶振频率尽量靠近标称频率，如图3-3所示。图3-3晶振电路图C2-1.C330pF一J30pFUlXTA1.1XTA1.23.2.2 复位电路设计复位电路的作用是将电路恢复到起始状态的电路，目的是防止系统上电后进入随机状态让系统紊乱，给电路增加开关，在必要时可以手动操控，将电路恢复到初始状态，通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位，电路图如图3-4所示。XTA1.2RS
27、TCG1.l1.I3.2.3 蜂鸣器电路设计因为单片机的输出电流不足，所以在电路中采用了S8550三极管来放大驱动信号，然后与蜂鸣器相连。最后经上拉电阻器R4连接到MCU,在搬运小车前面出现障碍时，可发出报警信号，见图3-5。图3-5蜂鸣器电路图3.3 驱动电路设计由于MCU输出管脚上的电流很小，无法直接驱动电动机，因此必须使用一个驱动电路将电流放大。其中，U1.N2003具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等优点，可以直接与电路相连，适合于各类要求高速大功率驱动的系统，所以U1.N2003被用作驱动大电流负载芯片。U1.N2003采用2.7K达林顿作为芯片的核心,可以在5V下
28、直接与电路相连,从而达到了常规的逻辑缓冲器的作用。U1.N2OO3的工作电压很高，工作电流很大，它的输入电流可达500mA,在关态时能承受50V的电压，其输出还能在高负载电流下进行并行运行，U1.N2003A接法经常被用于功率放大器和稳压电源中，AT89C51单片机的驱动能力通常是比较弱的。如果要对需要比较大的电流进行控制的器件,可以采用U1.N2OO3A进行控制,驱动系统电路图如图3-6所示。图3-6U1.N2003A驱动系统电路图3.4 电池的选型车载电源要搭配12v,2.4A直流电压，电池选用18650锂电池，己知该电池的标称电压为3.7V,按照串升压，并升容来做，三节串联为一组12V的
29、电池组,10组并联为20安时的电池组。也就是一块12伏20安时的锂电池组需要2安时的18650电池30节，计算出了电池组的节数以及连接的方式，就需要把这些电池连接起来。锂电池的连接一般是通过银带进行点焊连接的，而不能通过常规的焊锡连接。使用电烙铁焊接，因为电池的散热比较快，能够达到熔化焊锡的温度时，电池的温升就会比较高，容易出现问题，而且如果使用助焊剂，残留也会存在一定的腐蚀性。另外为了保证电池的牢固性，可以使用标准的电池固定支架进行固定之后再进行焊接，完成了电池的基本连接之后，还是需要连接保护板。保护板的作用主要是保护锂电池，在过充电、过放电、过载以及短路时切断输出，保护电池也能够保护负载部
30、分电路。由于是12V的三串锂电池组，就需要选择三串的保护板，还需要根据负载的功率选择保护电流，一般按照额定电流的两倍选取。组装完成的电池通过青棵纸以及热缩膜的封装，就可以得到最终的电池组。第四章搬运车主要程序4.1 搬运车避障程序设计在前车两侧安装了一台超声测距传感器，根据它的特点，检测出了汽车与前车之间的距离，并据此做出了规避的决策。在左侧检测到障碍物距车辆30Cm以下时，报警系统启动，车辆自动向右转弯，躲避障碍物；当检测到障碍在10厘米以内时，为了避免碰撞，汽车会自动停车，右边也是如此。具体流程如图4-1所示。图4-1自动避障流程图4.2 搬运车循迹程序设计跟踪感应器的红外线发射管持续地释
31、放红外线。因为黑色会吸收光线，所以红外线发射器在黑漆漆的表面上会有较小的反射性，所以接受器会收到较少的红外线。表明该电阻很大，之后，比较器就会输出一个高电平，而1.ED指示灯就会关闭。再一次，阳光照到一个白色的表面，会有更多的反射。相应地，所述接收管具有更低的电阻；这样，比较器就会输出一个低电平，而一个指示灯就会被点亮。当红外发光体将光射到纸张上时，若光射到白面上，则会被受光体反射、接收，而DO则会输出一个低电平；如果光线碰到黑线，就会被吸收掉，这样接收机就什么都得不到了，而DO针就会输出一个高电平。每隔300ms,就会对左右超声波测得的距离值进行检测，并对其是否小于最小距离进行判断。如果小于
32、最小距离，就会发出警报，同时还会自动地对车辆进行调整，以避开障碍物。每500毫秒一次，用红外线探头探头测得的数值，然后对照，跟踪探头，让探头继续前进。图4-2中给出了详细的流程。图4-2自动循迹流程图第五章系统仿真测试与分析5.1 避障程序仿真测试为了保证系统能够正常运行，并且能实现预订的要求，需要对本系统进行仿真测试。本系统要实现避障功能，利用超声波传感器的特征，当测得前方障碍物与搬运车车距大于30cm时，搬运车正常行驶，如图5-1所示。三三2二三河二渺2说ijEi1.B图5-1正常行驶仿真图在左侧检测到障碍物与车辆之间的距离不超过30Cm的时候，报警系统就会启动，然后车辆就会自动向右转，避
33、开障碍物。如图5-2所示。图52左侧避障仿真图如果测到障碍物与车辆距离小于IoCm,车辆自动停止，防止碰撞，如图5-35.2 循迹程序仿真测试在处理车间中，每30OmS就会对左右超声波测得的距离进行检测，并对其是否小于最小距离进行判断，如果小于最小距离，那么就会自动地调整车辆的行进方向，以避开障碍物。每隔500ms检测红外对管测得值，并进行比较，利用红外循迹模块让车辆正常运行，如图5-4所示。图5-4红外循迹模块如图5-5,如果左边的红外线探测到黑线，则避障车会向右运动，同样地,图55循迹仿真图上述仿真结果表示此系统可以实现避障及循迹的要求。第六章结论和展望6.1结论该设计是一种具有避障、循迹
34、功能的搬运车，在这种设计中，主要采用了AT89C51单片机作为控制核心，对其进行控制，还使用了超声波检测模块和红外循迹模块，对其展开了避障和循迹功能，利用Keil程序编程软件，编写出了可以实现其主要功能的程序。然后利用PrOteUS对各种情况进行系统仿真。通过仿真测试的结果表明本设计方案可行，本设计的主要工作包括：（1）对避障搬运车硬件部分设计，包括驱动轮、电机、传感器、车架以电池，根据搬运车的负载能力及工作环境选取适合的硬件。（2）通过KeiI程序编程软件，编写实现其主要功能的程序。（3）对蜂鸣报警器、测温、循迹、避障模块的调试。（4）利用PrOteUS完成了避障、循迹仿真测试。6.2展望（
35、1）因为时间和水平的有限，在设计中难免会存在一些不足和缺陷，其中对搬运车底盘设计不够全面，没有添加弹性装置。（2）由于经济有限，没能完整的组装出一台避障车。参考文献1郝长春.支架搬运车的应用及发展趋势J.煤矿机械,2020,31(8):3-5.高波,贾巨民,高国强.万向移动搬运机械现状及发展趋势J中国储运,2023(12):125-1273王茜,王琦,张立城,姜勇峰,曹晓悦,高欣欣.全方位行走AGV货物搬运车升运机构设计J.机械工程与自动化,2021(03):121-123+125.4李敏,朱建江.Mecanum轮滚动阻力因数仿真分析J.机械制造,2013,051(009):44-46.5郑宇
36、.自动搬运车的结构设计及控制系统研究D.长春理工大学,2019.6彭亚雪,王尊,杨婷君.三轮全向移动机器人的运动控制J.南方农机,2019(6):140/40.刘宇飞.基于STM32的全向移动机器人设计解析J.中国新技术新产品,2020(24):1-3.8郑大鲤,禹洋.超重型AGV搬运车的研究与设计J.中国设备工程,2021(06):149-150.9胡彬.面向柔性制造系统的无人搬运车控制器研究D.上海交通大学,2022.10李博.通用型支架搬运车方案设计及液压同步提升系统研究D.中北大学,2016.111IAlgorithmsiResearchersfromUniversityOfMichi
37、ganDescribeFindingsinAIgorithms(CombinedSpeedandSteeringControlinHigh-SpeedAutonomousGroundVehiclesforObstacleAvoidanceUsingModelPredictiveControl)J.JournalofTransportation,2017.12孔德胜.自动搬运车研制及其路径规划实现D.中国计量大学,201613张军,张海云,赵玉刚,杨强,赵亮.基于ArdUino单片机的微型智能自动循迹搬运车的设计J.机床与液压,2018,46(03):43-46.14刘子莘.基于AT89C51单片机检测障碍小车的设计J.江西电力职业技术学院学报,2018,31(5):3415杨海苗,贺敬良,岳宇宾.智能避障车的设计与制作J.汽车实用技术,2014(04):15-18.感谢我的导师，老师认真负责，耐心和蔼。老师对学生一次次衷心的提醒与教导就像昨天发生的那样清晰。有人说千里马好找，伯乐难求。但我觉得，朋友与老师会遇到很多，真正的良师益友也是不容易遇到的！这篇论文能够按照规定的时间完成，主要也是得益于老师不辞辛劳一遍乂一遍的耐心指导我。在此，向老师致以最真诚的敬意和深深的谢意！
