基于智能制造场景的物流机器人小车系统优化

李珂嘉，陈选文，王保建，张 璐

（西安交通大学机械工程学院 陕西 西安 710049）

1 引言

基于第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛“智能物流小车”项目[1]，根据比赛要求搬运物料，需完成以下任务：按照预先设定的模式在特定比赛场地中完成相应动作。本文对工训能力竞赛的基于智能制造场景的物流机器人小车项目，提出几点优化。

2 设计目的

比赛中，机器人行至二维码识别区，通过二维码读取需要搬运的三种颜色物料的顺序，再移动到物料提取区，按照任务要求的顺序依次将物料搬运并准确放置到物料存放区对应的颜色区域内，完成任务后机器人回到出发区域。物流小车应该具有场地自主路径规划[2]、目标位置识别[3]、自主移动、二维码读取、物料颜色识别或形状识别、物料抓取和搬运等功能。

所有的设计须在完成必要比赛的前提下，在更短的时间里完成比赛流程，提高运行稳定性与放置准确度。

鉴于此，提出机械臂与机械手的优化[4]，最终能够缩减抓取时间，提高抓取效率。此外驱动底盘的优化，能够缓冲凹凸路面带来的冲击。

图1 智能物料搬运机器人比赛场地示意图

3 机械手臂优化

3.1 机械臂平行四边形连杆结构保持末端水平

为解决物料倾斜或晃动问题，在保证机械臂完成必要转向与抓取任务的同时，保持放置时机械臂末端水平，此动作要求机械臂至少有四个自由度才能完成末端水平的调整。

对机械臂进行如下优化，机械臂采用独特的平行四边形连杆结构，见图2 所示。……