1、設計背景和設計功能

隨著現(xiàn)代工業(yè)控制、電子技術和計算機軟件技術等高新科學技術的快速發(fā)展，工廠送料、送貨方式也逐漸從傳統(tǒng)的人工搬運或電力驅(qū)動軌道式的地面滑板車向智能導航車轉(zhuǎn)變。智能導航車的問世不僅促進了企業(yè)科學技術進步，改善了工人的工作環(huán)境條件，提高了自動化生產(chǎn)水平，而 且更有效地解放了勞動生產(chǎn)力，減輕勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)率。

現(xiàn)在工廠中用的智能導航車多是采用激光導引和電磁導引兩種方式。雖然激光導引方式定位精確，地面無需其他定位設施，行駛路徑可靈活多變，能夠適合多種現(xiàn)場環(huán)境，但是其制造成本高，制作困難，使許多廠家對其望而卻步。電磁導引方式相對于激光導航方式雖然制造成本低，但是其需要在小車行駛的路徑上的地面上開槽，安裝起來相當困難，并且路徑難以改變和擴展，靈活性差，這也變相的增加了廠家的投入成本。

本設計是一種基于PIC32單片機控制的工業(yè)磁條導引送料車。小車采用了磁條導引方式。這種方式不僅制造成本低，制作簡單，而且安裝方便，行駛路徑靈活多變，可擴展性和可修改性好，很好的彌補了電磁和激光導引方式的不足。在小車底部前端安裝磁感應傳感器對路面磁條軌跡進行不停掃描，保證小車能夠沿著磁條軌道把原料從供料點自動運送到工作點，貨物卸下后小車能夠自動返回供料點，并利用單片機產(chǎn)生PWM波，控制小車的速度。此外，在小車的底部安裝了一個測量重量的電阻應變片，當超載時，小車自動報警并且警示燈不停的閃爍，其系統(tǒng)功能圖如圖1的（1）、（2）所示。

圖1（1）

圖1（2）

圖1、系統(tǒng)功能圖

2、設計的總體方案：

電路部分：

整個電路系統(tǒng)包括了檢測、控制、驅(qū)動三個模塊。首先，有單片機完成按鍵掃描，磁感應傳感器采集磁條信號，測力傳感器采集重量信號，然后送給單片機軟件控制模塊進行實時控制，輸出相應的信號驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動和報警系統(tǒng)，從而控制小車整個過程的運動狀態(tài)。系統(tǒng)方案方框圖如圖2所示。

圖2.系統(tǒng)方案方框圖

系統(tǒng)原理：

本設計采用了簡單的兩點式供貨，即一個供貨點A，一個工作點B。小車能夠自動從供料點A處以一定的速度沿著磁條軌道運送原料到工作點B,當小車上的原料卸完后(即空載后）能自動沿著磁條軌跡返回A處。

小車循跡原理：

本設計采用了磁條導引方式。小車的導軌有一條磁條組成，在小車的底部，磁條左右兩側(cè)安裝4個磁感應傳感器，（安裝位置如圖3所示）不停的掃描磁條上的磁信號，用以控制小車的方向。小車前進時，始終保持在磁感應傳感器1、2之間。當小車向左偏離磁條軌道時時，磁感應傳感器1就能檢測到磁條發(fā)出的磁信號，把檢測的信號送給單片機的處理，控制系統(tǒng)發(fā)出信號對小車軌跡予以糾正。同理當小車向右偏離時，磁感應傳感器2做出同樣的動作。為了防止小車由于慣性過大而擺脫磁感應傳感器1、2的檢測，而無法正常糾正方向，磁感應傳感器3、4作為后備檢測。

重量檢測原理 ：

本設計選擇的測力傳感器為柱式力傳感器，安裝在車的底部（安裝位置如圖3所示）。柱式力傳感器的內(nèi)部有四個電阻應變片，當小車底部在力的作用下產(chǎn)生應變導致應變片的阻值發(fā)生變化，通過內(nèi)部的橋式測量電路將電阻值的變化轉(zhuǎn)變成電壓的變化，通過對電壓的測量來測量小車的載重量。當載重量超過允許值時，小車發(fā)出報警；當空載時，小車自動返回供料點。

圖3、傳感器的安裝示意圖