基于STM32的智能物流搬运机器人

随着“中国制造2025”的正式提出，集成化、模块化应用型机器人担任着重要的角色逐渐融入社会，解决了极端环境下的高强度持续工作难题，在现代的工业生产和作业中起着非常重要的作用。但是，目前的物流搬运机器人存在兼容性和可塑性不高等一系列问题，为了有效解决这一现状，本文以STM32为主控芯片，加载陀螺仪、摄像头、ESP8266、舵机等模块设计了一款智能物流搬运机器人，系统能够自动接收、采集、处理和显示信号，对自动化物流机器人的进一步发展具有重大意义，本成果的实施还可以激发学生的学习兴趣和挖掘学生进行科学研究的潜能，培养学生的团队协作意识和实践能力。

随着社会的发展和时代的需求，智能物流机器人形成了以人为本、自动化运转的模式，在一定程度上可以代替人体劳动，节约人力、物力，提高工作效率，可以说是市场前景一片光明。回顾历史，我国对智能物流机器人的研究持续不断， 2005 年北京理工大学的付梦印将GPS 与数字地图结合制作出了第一个智能小车，并实现了自动导航[1]；2007 年哈尔滨工业大学与香港工业大学两单位合作共同设计出了一种红外避障小车，可以利用红外技术实现自主对障碍物的躲避与无线控制[1]；2014 年中南大学郑海华研究出了一种借助CCD 探测器采集图像数据进行避障的智能小车，通过CCD 图像中的激光点进行障碍物的确认并躲避[1]；直到2017 年时我国的极客嘉与快仓智能研发出商用的小型搬运机器人， 标志着我国的智能物流机器人又上了一个台阶[2]，各种形式的机器人应运而生[3] [4]。

本文的智能物流搬运机器人采用四轮小车底盘作为基本框架， 如图1 所示， 微处理器采用基于ARM框架拥有丰富的外部处理设备接口和极高的数据运算能力的STM32F103ZET6 芯片作为系统主控。在进行工作时，移动路径的规划与姿态维持使用三轴加速度传感器与带有光电编码的四驱麦克纳姆轮底盘进行相互配合，通过设立站点实现对二维地图划分。小车的目标搜寻与特征识别采用STM32H7 系列芯片为主控的且具有丰富资源库的openmv 摄像模块[5]，同时采用1.8 寸的TFTLCD 串口屏对获取信息与任务目标进行显示，并采用六轴机械臂实现对任务目标的抓取与放置。整体来说可以分为3 个部分，分别是任务读取、路径规划和机械臂设计。下面针对这款智能物流小车进行简单的介绍。

Figure 1. The overall framework of intel-ligent logistics handling robot 图1. 智能物流搬运小车的整体框架