快递分拣机器人介绍，机器人搭建过程中的坑和未来的改进方向

分拣机器人和物流机器人湖北分拣机器人排名

将机器人整体开源，同时总结一下机器人搭建进程中遇到的坑跟将来的改善标的目的。正在分享的文件里包括了结构设计、程序控制、电路设计和其他模块相关材料供各人参考。

智能分拣机器人存在的风险分拣机器人的优势

机器人原理剖析

该机器人依据陀螺仪的位姿数据，经由过程三个全向轮驱动底部球体调剂本人正在球上的地位，连结动态平衡的同时实现齐向挪动。

连结动态平衡进程须要对机器人停止运动学剖析，这里参考了均衡小车之家的运动学方程：

自均衡节制问题转化为三步：输入X、Y角度—控制器计较—输出A、B、C机电转速的节制模子。

控制器计划

起首思量参考均衡车节制，球上自均衡机器人实质上仍然是一个一阶倒立摆问题。

这里参考了飞思卡尔竖立车的节制方式，采取串级PID控制器，外环PD角度环，内环速率PI环。

因为我的驱动计划取舍的是42步进机电，正在速率闭环的时间有些问题。畸形的直流电机+编码器的节制计划可以经由过程编码器将轮子的真实速率计算出来，从而跟控制器的幻想转速作差，实现速率节制。

而我这里的速率闭环是经由过程计较上一个时钟周期时给步进机电的节制量，经由过程运动学方程分化，失掉机器人的虚构速率，与幻想转速作差节制。我认为这类速率闭环方法仍是存在必然缺陷的，可是正在网上检查论文的时间我发明有良多自均衡机器人皆是用42步进机电去实现速率闭环的，没有晓得是甚么方式。

这里借可以好好思虑一下为何角度环要用PD节制，速率环要PI节制，角度环的P部门跟D部门对机器人节制有甚么影响？正在良多CSDN调试均衡车的博客中皆有注释，这里便留给各人思虑了。

并联分拣机器人原理图

硬件及结构设计

自均衡机器人的硬件清单有：

56mm全向轮45元/个

42步进机电25/个

42步进闭环模块59.8元/个

LM2596S降压模块20元

STM32F103C8T6-4飞控板59.8元

GY-521六轴陀螺仪25元

用到的模块大抵如上所示，C8T6的价钱跟着比来芯片涨价直线回升，我白嫖了实验室的两块板子，此刻购一块其实太贵，可以等芯片价钱不变一些再购。其余开关排针等罕见元件不再赘述。

电路原理图以下所示：

机器人利用solidworks计划整体布局，底板可正在某宝定制6050太空铝切割，蓝色件为畸形3D打印件。

顺序部门

正在keil5中开辟STM32。

控制程序采取定时器0.5ms按时中止的方法停止计较，每触发两次中止计较对机电节制一次，这里仍是推举各人采取内部中止读取GY-521上的INT引脚的方法，节制计较周期。GY-521上的INT引脚每5ms触发一次跳变，采取内部中止的方法可以严厉保障读取位姿数据与计较处置惩罚同步。

快递分拣机器人厂家联系方式

intTIM1_UP_IRQHandler{u8key_cal;if（TIM_GetITStatus（TIM1，TIM_IT_Update）！=RESET）{TIM_ClearITPendingBit（TIM1，TIM_IT_Update）;flag_target=！flag_target;key_cal=KEY_Scan;if//改正完毕{if//每读取两次陀螺仪节制一次{Read_DMP;//===读取倾角scope;

return0;}}if//改正按键{Angle_Zero_X=Angle_Balance_X;Angle_Zero_Y=Angle_Balance_Y;key_cal=0;Flag_Stop=0;}if（key_cal==2||key_cal==3）//改正按键{Flag_Stop=1;//关闭速率环I积分key_cal=0;}Angle_Bias_X=Angle_Balance_X-Angle_Zero_X;

仓库分拣机器人路径规划

//获得Y标的目的的误差Angle_Bias_Y=Angle_Balance_Y-Angle_Zero_Y;//获得Y标的目的的误差if//PID节制形式{Encoder_Analysis（Motor_A，Motor_B，Motor_C）;//正运动学剖析，失掉XY标的目的的速率Balance_Pwm_X=balance_X（Angle_Bias_X，Gyro_Balance_X）;

//X标的目的的倾角节制Balance_Pwm_Y=-balance_Y（Angle_Bias_Y，Gyro_Balance_Y）;//Y标的目的的倾角节制//if（++flag_target_2==4）//速率环频次慢于加速度环可是借出加速度环//{Velocity_Pwm_X=velocity_X;

//X标的目的的速率节制Velocity_Pwm_Y=velocity_Y;//Y标的目的的速率节制//flag_target_2=0;//}Move_X=Balance_Pwm_X+Velocity_Pwm_X;

//===X标的目的节制量累加Move_Y=Balance_Pwm_Y+Velocity_Pwm_Y;//===Y标的目的节制量累加Move_Z=0;Kinematic_Analysis（Move_X，Move_Y，Move_Z）;//顺运动学剖析失掉ABC机电节制量}Motor_A=Target_A;//间接调节PWM频次Motor_B=Target_B;//间接调节PWMMotor_C=Target_C;//间接调节PWM//以下皆是为了速率接连化处置惩罚防备渐变

ifMotor_A=motor_a_last;ifMotor_B=motor_b_last;if

Motor_C=motor_c_last;Xianfu_Pwm;Set_Pwm（Motor_A，Motor_B，Motor_C）;

Gyro_Balance_X_last=Gyro_Balance_X;Gyro_Balance_Y_last=Gyro_Balance_Y;

Gyro_Balance_Z_last=Gyro_Balance_Z;Angle_Balance_X_last=Angle_Balance_X;

Angle_Balance_Y_last=Angle_Balance_Y;Angle_Balance_Z_last=Angle_Balance_Z;

motor_a_last=Motor_A;motor_b_last=Motor_B;motor_c_last=Motor_C;}return0;}

关于机电节制，因为采取的驱动计划是步进机电，调速的方法是转变驱动步进机电的脉冲频次。我这里取舍了三个定时器，静态调节定时器的频次，详细方法是正在初始化时设定好定时器的预分频系数psc的值，然后正在顺序里静态变动ARR寄存器的值，从而转变定时器的按时频次。

//这里以A机电的速率节制为例输入为机电标的目的跟机电速率voidset_motorA_speed（u8dir，u16speed）{u32arr;arr=speed;TIM_ARRPreloadConfig;TIM3-》ARR=arr;//计数到10000正在归零从头计数TIM3-》CCR4=arr/2;//连结占空比为50%TIM_ARRPreloadConfig;TIM_Cmd;

if{GPIO_SetBits（GPIOA，GPIO_Pin_1）;}else{GPIO_ResetBits（GPIOA，GPIO_Pin_1）;}}

小车的运动学分化代码实现以下，参考了均衡小车之家的代码：

/**********************************************************函数功用：小车运动数学模型出口参数：XYZ三轴速率或许地位返回值：无***********************************************************/voidKinematic_Analysis（floatVx，floatVy，floatVz）

{Target_A=Vx+L_PARAMETER*Vz;Target_B=-X_PARAMETER*Vx+Y_PARAMETER*Vy+L_PARAMETER*Vz;Target_C=-X_PARAMETER*Vx-Y_PARAMETER*Vy+L_PARAMETER*Vz;}/*****************************************************************函数功用：小车运动正运动学剖析出口参数：ABC三个机电的速率返回值：无******************************************************************/voidEncoder_Analysis（floatVa，floatVb，floatVc）{compute_X=;compute_Y=;compute_Z=;}

其余代码不全放出，可正在文末点击“浏览原文”下载检查。

总结与展望

球上自均衡机器人可以作为算法实验平台，输入输出流动，改换分歧控制器，将数据导入MATLAB停止剖析便可比力控制器机能。

团体认为布局有两个改善标的目的，一方面参考以下论文：余义。单球驱动自均衡机器人位姿解算与控制系统研讨［D］。武汉科技大学，2019。论文中采取的四足式驱动布局更有利于机器人自均衡节制。

另一方面可以增长球体跟机器人固定装置，应用机器布局将机器人与底部驱动球联合成一个整体防备机器人跳轮等问题。同时驱动球关于机器人均衡的影响较大，最好仍是定制空心钢球，然后喷漆增大摩擦力，最有利于机器人自均衡节制。

快递分拣机器人怎么选

节制部门的改善，起首是节制原理，本文是针对树立好的运动学方程停止剖析，经由过程串级PID算法去实现自均衡运动。该机器人的节制问题实质上是一阶倒立摆问题，可以采取动力学建模的方法，经由过程动力学剖析算出均衡须要的虚构力矩，再对机电停止力矩节制。

其次是控制器，PID控制算法使用普遍但也有必然的缺陷，可以思量采取恍惚PID，ADRC自抗扰控制器，强化学习等智能控制算法对机器人自均衡停止节制。

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