1.3 研究目标与要求

以往的搬运工作大部分依靠人力完成，当工作量的要求不很大时，通过人力完成工 作是可以满足要求的。可是，伴随着工作量的增多，并且对工作效率也提出了更多的要 求。因此，在当前的这样的状况下，研究制造自动搬运系统是非常因地适宜的。不仅仅 可以缓解工人的工作压力，工作效率也得到了很大的提高。

本次课题的主要要求自动搬运小车可以沿着轨道自动行驶，并且可以点击按钮调节 升降架的高度。这次设计把系统分成了 5 个模块，分别是：寻迹模块、避障模块，垂直

搬运模块、水平电机模块、报警模块[8]。 寻迹模块：在智能自动搬运小车沿着预定路径行驶的过程中，红外传感器向行驶路

面连续发射光线，假如自动搬运小车行驶未发生偏离时，红外传感器收到的信号是“低”、 “低”、“低”、“低”的信号，并且把这个信号传给单片机，单片机会发出继续直行 的信号。一旦自动搬运小车偏离了预设的轨道，则单片机接手到的信号将会不再是“低”、 “低”、“低”、“低”，所以自动搬运控制系统会通过查表的方式，确定自动搬运小 车当前的行驶状态。经过单片机分析处理后，调整左右电机驱动的电压大小，改变 PWM 值，用来调节小车的运行状态。

避障模块：自动搬运小车的主要的特点是可以实现自动寻迹。然而也正是因为这样 的特点使得自动搬运小车具有很多不确定性和危险性。所以，系统设计中我们不仅仅要 考虑小车基本功能的实现问题，并且同时也要考虑到安全问题。在自动搬运小车行驶的 过程中，经常会出现工作人员在不经意的情况下占着预设路径，或者在搬运小车路径的 附近存放一些没有及时移走等情况。为了有效地避免自动搬运小车在行驶过程中与工作 人员或者货物直接或者间接的碰撞，我们的智能搬运小车还要具备自动避障的功能。自 动搬运小车在正常运行的时候，如果前方出现了出现障碍物时，单片机将会收到避障传 感器的发出的信号，此时单片机发出警报的命令，点亮警报灯的同时，触发蜂鸣器。

垂直搬运模块：自动寻迹的技术是自动小车的核心技术，可是这些技术的设计完全 是为了实现自动搬运功能。自动搬运小车的搬运功能是通过将货物放在升降架上来实现 的。在自动搬运小车到站停车时，操作人员可以操作按钮来控制搬运小车的货物架的高 度，配合工作人员，及时完成工作。

水平电机模块：因为电机旋转的时候所需要的驱动电流比较大，把单片机的管脚与 电动机直接相连是无法使其转动起来的，所以本次课题选择使用的是 L298N 电机驱动电 路，它可以同时驱动两个直流电动机，满足了本设计的基本需求。来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

电源模块：各个部分需要不同的电压驱动，并不是都可以直接地接到单片机上，因 此需要用适合的器件调节电压。

2 系统设计方案分析论证

2.1 系统硬件结构设计方案

整个自动搬运系统主要分为两个部分：水平部分和竖直部分。水平部分主要有：自 动寻迹模块、自动避障模块、横向电机模块等。竖直部分主要有：竖直电机模块和升降 架。水平部分主要实现，自动搬运小车在预定轨道上正常运行，可以实现自动搬运智能 小车的启动、加速减速、转向和到站停车等功能，而避障功能则为自动搬运小车的安全 性提供了保障。竖直部分主要以竖直电机驱动升降架模块，自动升起顶起货物，然后运 走。而当避障系统扫描到前方有障碍物时，报警系统会被驱动报警，以提醒工作人员及 时清理障碍物，既提高了工作效率也提高了工作的安全性[9]。