關于物流機器人的構建設計

陳佳錄，張敏丹，朱云飛，呂小凡，周琦

（遼寧科技大學，遼寧 鞍山 114051）

1 研究背景

電子商務的蓬勃發展，讓國內物流同樣得到了前所未有的提速。

為此，市面上出現了一種物流機器人，該新型機器人可在物流倉庫中移動并自動裝卸和搬運貨物，但是這種機器人通過機器手進行工作，所以缺點難以避免，那就是無法很好地適應復雜的工作環境，貨架高度和貨物的尺寸都會對其工作情況造成影響，功能方面的單一使得其很難與多種運輸線對接，難以滿足多種運輸條件，且市面上的機器人維修成本大，載重小，智能化程度低，因此急需一種能克服以上問題的多聯動物流運輸機器人。

2 設計思路

該機器人由ST89C52單片機為核心控制系統，采用L298N電機驅動芯片及PWM技術實現機器人啟停轉向速度控制，通過外圍避障模塊的設置，增加了該機器人的循跡和避障功能，另外通過聯合系統的作用，該機器人增加了聯合作業的功能，使其整個工作過程更加可靠，保證了分揀操作的可持續性，大大提高了分揀速度，提升了物流運輸的工作效率。其系統原理圖如圖1。

圖1 機器人的系統原理圖

2.1 機械結構的設計

一種用于物流中轉站的多聯動機器人，主要包含了三輪移動組件、差速電機驅動系統、移動組件以等，各部門聯合工作的一個完整體系、用于控制差速電機驅動系統的主控系統以及用于提供電能的電源模塊，所述三輪移動組件包括機器人底座、設置在機器人底座下方的輔助萬向輪和兩個獨立的驅動左右輪，所述機器人底座上還設置有避障模塊，所述避障模塊也與主控系統連接，還有智能搬運裝置。機器人機構圖如圖2。

圖2 機器人的結構

所述智能搬運裝置包括設置在機器人底座上方的承載平臺和用于分揀物品的三自由度機械臂，且三自由度機械臂遠離旋轉驅動組件的一端設置有用于距離檢測的光電傳感器，所述光電傳感器與主控系統的輸入端連接。所述聯合系統包括兩個機器人和兩個各自安裝在機器人上的機械臂以及視覺傳感器和壓力傳感器。所述視覺傳感器和壓力傳感器與主控系統的輸入端連接。以上就保證了機器人在工作過程中正常運行以及多臺合作。

2.2 物流機器人的優點

物流機器人是近代自動控制領域出現的一種高新技術，涉及到力學、自動控制技術、傳感器技術、計算機技術以及單片機技術等。

物流機器人可以看做是整個智能物流領域的基礎，可以充分的對工作區域的空間進行應用，極大的提高搬運效率，縮短作業時間，整體效率得到了優化。就目前來說，在使用的通常為無人搬運機器人，而且仍然處于發展的初期，智能化還稍顯不足，自動化技術可以說是其基礎性的一項技術。自動化機器人的大量推廣和使用為智能化行業的發展提供了一個廣闊的發展前景，大大的推動了相關事業的發展。

物流機器人的推廣和使用提高了企業的生產效率，降低了人們的勞動強度，可以說是非常適應當下的時代背景的，對于未來的生產業和社會整體發展也有著巨大的促進作用，相信一定會有更多更先進的機器人被應用到生產中。

目前來看，物流機器人擁有如下優點：

（1）使得貨物的擺放更加便于管理。

（2）可以使用自身控制系統進行有效的數據分析，然后根據分析結果遠程進行作業控制。

（3）減少了搬運過程中出現的貨物損壞現象，減少了因為操作失誤或者工作疏忽而造成的不必要的損失，降低了企業運營成本。

（4）相比傳統的叉車，占用較窄的巷道就可以進行更多的作業操作，對場地的要求更柔性。

（5）可以有效進行任一站點的運輸，節省了人力資源。

（6）可以將各個子流程更加合理的安排在一起。

（7）能夠適應相對危險或者不宜人員進入的環境進行工作，適應性更強。

（8）物流機器人有著相對明確的移動路徑，如果遇到有物品阻礙，會自動進行停靠，避免因為認為疏忽造成的損失，安全性相對更高。

（9）節省了人工方面帶來的運營成本，讓企業更快的收回投資，而且還可以避免傳統行業中頻繁出現的雇員流動性過高的問題。

（10）合理的對現有場地進行規劃，整潔的車間能夠提升年企業的形象，促進無人化生產的實現。

3 發展趨勢

現代社會，電子商務和新零售行業得到了空前的發展，而智能制造和智慧物流等產業作為其配套產業，也得到了相應的發展，人工智能、大數據、物聯網等新興技術不斷優化，物流機器人也隨之得到了很好的發展，在我過發展的如火如荼。從未來的發展趨勢來看，物流機器人必然會朝著更加智能化和更加柔性化的方向發展，環境感知能力需要進一步得到增強，運動控制、系統調度以及機器人自身系統都要深入的進行融合，機器人 看 和 認知 功能進一步優化，機器人能夠自行對外部環境進行細致探測，正確的對這周圍環境進行感知，能夠適應開放性程度更高的環境，并且根據數據的搜集正確的做出判斷并采取行動，實現更復雜層面的決策和行動，對人和障礙物能夠自主識別，對交通信號標志能夠正確認知，甚至上萬臺機器人實現共同協作調動等，幫助企業進一步實現自身的數字化和智能化，形成一個全新的物流生態系統。

4 結語

隨著城市經濟的不斷增長，物流行業也在不斷發展、進步。各種搬運、分類、運輸等工作越來越繁重。做物流行業的人們勞心勞力。總結其原因有兩點：其一是物品越來越多、越來越重，人的體力跟不上。其二是物品分類越來越繁雜，分類管理越來越麻煩。那么多聯動物流機器人的興起完全可以改變這一現狀，作為物流工作人員的替代品，無疑是最好的選擇。隨著科技的不斷進步，物流機器人將會有更大的發展空間。