智能物流搬运车设计探究

李　奎　陈振汉　王志安　耿传辉

智能物流搬运车设计探究

李奎陈振汉王志安耿传辉

（安徽三联学院安徽合肥230601）

由于现代物流的发展，中小型物流中转站及物流寄取点在不断增加，但是仍然无法满足人们日益增长的物流需求。导致了各个物流站点集结大量人力去分拣投放快递，不仅浪费了大量的人力，增加了物流成本，同时物流投放效率依旧不高。因此，设计了一种基于智能遥控技术为基础的小型智能物流搬运装置来尽可能的提高中小型物流站点的快递搬运效率，以此减少人员投入来节省物流成本。智能遥控技术具有独特的技术性和适应性在物流发展中发挥着重要作用。

无线电遥控技术；步进电机；STM32

1 研究背景

随着社会经济的发展,中国的电商经济发展水平有着质的飞跃,同时带动着中国快递物流业的飞速发展。但是目前即使中小型物流中转站及物流寄取点在不断增加,却仍然无法满足人们日益增长的物流需求。各个物流站点在分拣快递方面浪费了大量的人力物力,间接的提高了物流的成本但是其物流效率却没有相应的提高。在一些小的物流站点由于高额的人力成本会出现劳动力不足但工作量大且工作效率低下的现状。这种现象已经严重影响了中小型物流站点的发展[1]。

2 社会问题

2.1 资金缺乏问题

中小型快递站点由于运营站点小，初期投资建设成本高，加之智能硬件设备价格高昂造成小型物流站点无法支付高昂的设备费用。一般大型物流站点运用的诸如广泛采用的无线互联网技术、地理信息系统、卫星定位系统以及射频识别技术与条形码技术等；还有关于及自动化的一些设备如自动引导小车，搬运机器人等这些设备由于一部分设备价格高昂，并且维护费用较高，普通中小型快递站无法支付这些额外成本。

2.2 人力缺乏问题

在物流站点中每天的快递流通量是非常巨大的，同时快递分拣员的工作量的也是非常巨大的，但是由于他们的平均工资大多数在3 000 ~ 5 000导致很多人不愿意做快递分拣员，致使其人力缺乏。以安徽三联学院附近的一个快递站点为参照其一周的快递进出量如下表：

周一周二周三周四周五周六周日总计 入库量/件150713561476152016091563142910460 出库量/件352843395562593213 人数333444425 平均件数514462507390416407372432

由表可知小型的快递网点由于工资低任务重所以人力较为缺乏。

3 设计思路

利用无线电遥控技术,通过遥控器控制搬运车的前进后退,左右变向以及控制小车的停止,同时遥控器可控制搬运小车底盘的旋转,和载物装置的上升和下降将载物平台提升或降低到与货架相同高度,再通过平台上的滑动装置将物品推到指定货架。

对于载物平台的升降可以利用剪叉式升降平台通过步进电机的左右旋转使其达到上升下降的目的。

4 具体方案

4.1 遥控方案

无线遥控技术控制小车[2]。无线电遥控也分为发射和接收两个部分。小车的发射部分通过利用遥控模块使其和应用电路无缝连接，其体积小、价格低可以达到物尽其用。小车的接收部分通过超再生式接收器检查波段电路信号达到信号的接收。同时又因为其体积小价格便宜更加适用于本装置。并且无线电常用的滚动编码方式有较明显的优点。

（1）极强的保密性，每次发射后自动更换编码；

（2）编码容量极大可容下超过十万多组的地址码，而且重码概率非常小；

（3）对码容易灵活性高；

（4）误码小，误码几乎为零。

同时又由于无线电遥控可以不需要面对面控制，且无方向性,控制距离远等特点较适用于物流仓库的环境中。

4.2 控制电机方案

通过对常规的玩具小车上的双直流电机进行改造，在其后轮电机上加上一个齿轮减速装置，两电机分别负责小型搬运车的驱动与转向的功能[3]。无线电遥控模块的信号控制可以弥补直流电机定位不准的缺点,从而控制小车的形式轨迹和方向，同时优化控制算法并改善特色硬件提高小车整体性能，实现很高的性能价格比。

4.3 电机驱动方案

电机驱动芯片选用专用芯片L298 N。L298 N具有操作方便，稳定性较好，是电机驱动芯片比较好的选择，一个芯片可以同时控制两个直流电机，并带有控制使能端。在专用芯片L298 N的基础上增加单片机，从而实现对小车速度的相对精确控制，这种调速方式优点较多，既可以承受频繁的负载冲击，还可以实现无级快速启动，调速范围广等优点。

5 系统组成

本系统采用STM32单片机作为核心控制部件，通过无线电遥控使小车的行驶轨迹被控制从而去保证其能够根据指定的驱动方向行进；马达的特殊驱动芯片是由单片微机控制，以驱动前部和后部两个电动机，从而使后轮能够以恒定的速度驱动，前轮可以用作左和右转向车轮；磁体附接至所述主体以及霍尔元件被固定在车身上，以使车轮被每周磁性移动使磁铁正好正对霍尔元件，使得有霍尔元件组成的地暖露电路输出高电平，通过单片机对霍尔元件输出电平的变化进行计数操作，由此便可得出车速和行程的数据；类似于小车寻迹的方式，当小车到达指定位置时遥控装置控制单片机执行相应的停止操作。

6 小结

本装置的设计是基于无线电遥控技术的基础之上通过STM32单片机控制小车的行驶以达到智能控制的目的。从而可以有效的提高物流的搬运效率,节省人力成本节约劳动资源。使物流管理合理化。但是本装置在电机的驱动设计方面还存在着一定的问题。并且未对装置的升降控制平台进行进一步设计,在以后的开发过程中会对此进行进一步的研究与完善。

[1]朱明明,马秀娟,吴琳倩.中小型企业物流成本管控现状调研及对策探析[J].现代营销(下旬刊),2018(5):128-129.

[2]曾海鹏.无线电遥控系统设计分析[J].通讯世界,2017(21):320-321.

[3]王强,王高亮.自动导引小车(AGV)系统的设计[J].智能计算机与应用,2018(6):127-129.

省级“大学生创新创业训练计划”项目：基于智能遥控技术的小型智能物流搬运装置(201710959105)。

李奎(1996- )，男，安徽亳州人，在读大学本科，研究方向：交通运输。

10.3969/j.issn.2095-1205.2019.01.18

TP23

C

2095-1205(2019)01-31-02