基于stm32分拣搬运机器人控制系统的设计【字数：5603】
目 录
引言 1
一、系统总体方案设计 2
（一）总体设计要求 3
（二）目标的设计 4
（三）机器人抓取物块方案的选择 5
（四）颜色识别方案的选择 6
（五）机器人总体结构设计 7
二、系统软件设计 8
（一）主程序 8
（二）颜色识别程序 9
（三）运行控制程序 11
三、算法设计及实现 11
（一）TCS3200颜色识别算法 13
（二）基于nRF24L01的无线传输算法及实现 14
（三）举例 15
结 论 16
致 谢 17
参考文献 18
引言
机器人的研究和应用是从国外最先开始兴起的，由于近年来国内的发展的需求，机器人取代人工已成为必然的趋势。而近些年随着物流业的发展，人们对分拣搬运类型的机器人表现出极大的兴趣。但是现在机器人的发展方向都是朝着高负荷高压力，而忽略了机器人的灵活行。
该项目目前的主要任务是创建一个STM32分拣搬运机器人控制系统，其目标是使STM32分拣搬运机器人能正常工作。软件主要由STM32分拣搬运机器人的控制算法、颜色识别算法等组成。与此同时，设计了STM32分拣搬运机器人的运动路线、运输分拣功能等等。测试结果表明，智能运输机器人可以精确地执行指定块的分类和运输功能。
一、系统总体方案设计
（一）总体设计要求
目前机器人在工业社会中广泛应用，大大改善了工人的工作条件，大大加快了工业生产的机械化和自动化速度。这个项目的主要问题是车轮对STM32分拣搬运机器人控制系统的设计和实现。
该项目的主要目标如下:
(1)设计要求STM32分拣搬运机器人在指定的领域内移动。< *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: *351916072*
br /> (2)满足STM32机器人分拣搬运的精确性和转弯控制的要求。
(3)通过颜色识别软件应用程序实现STM32分拣搬运机器人分拣搬运功能。
(4)设计的STM32分拣搬运机器人控制系统，具有良好的可用性和实用性。
（二）目标的设计
由于分拣机器人主要任务为将指定的物品从某个位置取出，继而再将次物品放置到指定的位置，因此对于这样的设计需要满足一定的要求。其思路如下：当STM32分拣搬机器人在指定的位置时，机器人在直径为320mm和20mm圆的范围内活动，如图11中ABCDE所在的圆和不同颜色物块所在的圆所示。假设机器人携带不同颜色的五类目标物块。当放置在初始位置，第一随机选择不同颜色的三个块，并把它们在交叉处A，C，E和内圆和在图中输送引导线上。为了区分五个点被依次标记为A，B，C，D，E；然后将剩余的两块放置在外圆上的圆，图中F点和G点，最后将所述目标物块中的位置按区域中的A，B，C，D，E的顺序放好，目标区域是类似于同心圆的区域，并且该圆位置得分是灰阶的50％和2毫米的线宽，并从内到外分为1到10分。
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图11 机器人运动的规划场地
同心圆颜色的标签为绿色，白色，红色，黑色，蓝色由左到右。其中黑色可以作为辅助线作寻找轨迹用，STM32分拣搬运机器人可以采用寻轨迹的方法运动。
机器人抓取物块方案的选择
采用机械手实现机器人的抓取是常见的一种机器人抓取方案。市面上的机械手的种类特别多，例如液压式的机械手、气动式的机械手、电气式的机械手。经过比对发现，通常使用这些机械手来实现STM搬运机器人搬运目标物块并不太适合，因为这些机械手成本高，结构相对比较复杂，不利于安装，调试和操作。因此本设计中根据所选择的STM32搬运机器人的结构和物块的形状，采用一个小舵机控制的铁丝钩来实现类似机械手的作用。STM32分拣搬运机器人在目标物块位置时，单片机发出信号给小舵机，将目标物块钩住，同时将铁丝钩子钩到STM32分拣搬运机器人的前爪上，当STM32分拣搬运机器人逆转或转动时，小齿轮转向向前推块的过程中抬起导线钩，机器人继续前进，直到将目标块推到指定的位置。STM32分拣搬运机器人按顺序重复执行此操作，即可完成搬运工作。
（四）颜色识别方案的选择
绿色，白色，红色，黑色和蓝色可供材料搬运机械手选择，所以精确定义材料的颜色是非常重要的。每一种颜色都是由红色、绿色和蓝色混合而成，根据不同颜色成分的不同而产生不同的机器识别颜色，可以使用TCS3200颜色选择传感器辨别。其颜色辨别过程如图12所示,当光照射到发光二极管阵列后产生S2，S3颜色，继而通过电流/频率转换器后输出S0，S1，经过颜色的合成最后输出，其输出颜色可在表1中查阅。
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图12 颜色传感器识别颜色过程
表1 颜色混合对照表
S0
S1
S2
S3
光电二极管颜色类型
H
H
H
H
绿色
H
L
H
L
无色
L
H
L
H
蓝色
L
L
L
L
红色
原文链接：http://www.jxszl.com/jxgc/zdh/564725.html
