轮式移动机器人监控系统研究与开发

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1、硕士学位论文轮式移动机器人监控系统研究与开发作者姓名陈端平学科专业机械设计及理论指导教师文生平教授所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2016年4月ResearchandDevelopmentonMonitoringSystemforWheeledMobileRobotADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ChenDuanpingSupervisor：Prof.WenShengpingSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,Chin

2、a分类号：TP242学校代号：10561学号：201320100870华南理工大学硕士学位论文轮式移动机器人监控系统研究与开发作者姓名：陈端平指导教师姓名、职称：文生平教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：机械设计及理论研究方向：工业装备的智能控制与网络化技术论文提交日期：2016年4月22日论文答辩日期：2016年6月3日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：何和智教授委员：彭响方教授文生平教授宋建高工殷小春副教授摘要伴随智能制造和智慧工厂的发展，移动机器人作为适应柔性制造和智能仓储的重要组成部分，近年来得到

3、国家和企业的高度重视并取得了长足的发展。轮式移动机器人是一种自动导引车(AutomatedGuidedVehicle,简称AGV)，能够降低劳动强度、提高生产生产效率及智能化水平，是移动机器人工业应用的突出代表。机器人实时监控管理系统是生产管理信息化和可视化的重要组成部分，也是生产自动化和无人化工厂的关键技术。基于监控系统的功能和市场需求分析，对轮式移动机器人监控系统展开研究，具有很好的现实意义。本文在概述移动机器人上下位机系统组成及工作原理的基础上，采用分层与模块化的设计理念，设计了AGV车载控制器及通讯模块软硬件。在分析监控系统功能和市场

4、需求的基础上，提出了移动机器人系统开发的总体方案。基于Markov过程建立监控系统软硬件结合的可靠性模型，并通过对系统状态转移方程进行拉氏反变换，求解系统可靠性模型，得到监控系统可靠度。为了提高AGV系统的抗干扰能力，设计软硬件抗干扰措施。基于具有跨平台特性的Qt开发环境，采用多线程和模块化设计原则，使用C++编程语言设计出具有良好人机界面的移动机器人监控系统。本文设计了移动机器人监控系统的DXF接口模块，实现与第三方CAD软件间的数据交换；采用Qt支持的轻量级数据库实现数据共享和存储等功能；实现基于ModBus协议串口转无线的远程控制和数据

5、传输功能。此外，还开发了运动控制、电子地图编辑、数据采集及曲线显示等功能模块。经过现场实时运行，监控系统各功能模块运行稳定可靠，达到了设计要求，同时该监控系统具有跨平台、易扩展及通用性好等优点，在移动机器人监控领域有较好的应用价值。关键词：AGV；监控系统；Qt；DXF接口；ModBus通讯IAbstractWiththedevelopmentofintelligentmanufacturingandsmartfactory,theintelligentmobilerobotwhichisanimportantpartofadaptingto

6、theflexiblemanufacturingandwarehousing,Thegovernmentandenterpriseshavepaidmuchattentiontoitandhelpitgainedmuchbetterprogressinrecentyears.Wheeledmobilerobotisakindofautomatedguidedvehicle(AutomatedGuidedVehicle,forshortAGV),whichcanreducetheintensityoflabor,improvethelevelo

7、fintelligentproductionandproductionefficiency.AGVisanoutstandingrepresentativesofmobilerobotfortheindustrialapplication.Robotreal-timemonitoringmanagementsystemisanimportantpartoftheproductionmanagementinformationizationandvisualization,andalsoisthekeytechnologyofmanufactur

8、ingautomationandunmannedfactory.Basedonanalysisthefunctionandmarketdemandofthemoni