从实际情况来看，在传统的物流业模式中，大部分使用人力、手工处理耗时、工作强度、手工分拣效率低，差错率相对较高，不能满足当前电子物流行业的货物种类多，同时各货物的批量少的特点。此外，单调、辛苦的筛选工作无法引起年轻劳动力的兴趣，而我国人口老龄化的程度也在逐步加深，因此物流公司急需智能化的物流设备来提高自动化技术，改善整个物流分拣以及搬运环节的能力。

仓储物流机器人的作用在于可以降低分拣搬运的成本，减少人力劳动的投入，改善物流管理，提高当代物流的分拣效率并且可以降低货物因人工搬运造成的损伤以此来促进物流行业的发展。由此可见，设计实现一种基于物流行业的仓储机器人有很高的研究价值，同时对于社会发展进步也有所帮助。

1.2  国内外研究现状

1.2.1  国外研究现状

1.2.2  国内研究现状

1.3  本文主要研究内容和工作安排

本文主要研究和设计顶升式物流机器人的电气控制系统，包括系统总体方案、部件选型、电气连接图、导航控制流程图等进行设计，了解并掌握顶升式仓储物流机器人的电气控制系统。

第一章，绪论。首先分析了课题研究背景和意义；然后介绍了AGV智能机器人在国内外的研究状况以及近期的发展趋势；最后说明了本文各章节的研究内容和工作安排。

第二章，顶升式仓储物流机器人的电气控制系统总体设计。首先阐述了系统功能需求，需要AGV小车具有搬运，导航，无线通信，安全避障等功能。对电机，驱动方式，避障传感器，导航定位方式，无线通信模块进行了分析，初步确定了选择对象。

第三章，电气元件的具体选型以及电气原理图。首先对电机参数进行了计算，通过已知AGV小车的自重，搬运货物重量和直行速度范围等算出驱动电机、顶升电机以及回转电机的功率，从而选择电机型号。其次，结合电机功率和机器人的供电要求完成电池选型。然后以单片机为主控模块核心的分析以及编码器的选择，绘制电气连接图和分配示意图。

第四章，导航定位方案。首先阐述了当今AGV小车的主要导航方式，结合物流机器人实际工作环境等因素，采用惯导以及视觉导航结合的导航定位模式。

第五章，交互式人机接口设计。首先说明了交互式人机接口的作用和意义。其次对各类人机接口进行了分析说明并设想选定了适合本文设计的物流机器人的交互式人机接口模式，并模拟绘制了示意图。

第六章，总结与展望。对整文顶升式仓储物流机器人的电气控制系统设计进行了总结，对其中遇到的问题以及不足提出了一定的改进方案。

2  顶升式仓储物流机器人的电气控制系统总体设计

2.1  系统功能需求分析

物流分拣和搬运的工作环境的简要布局如图2.1所示，一般情况下，仓库的工作区货架都是呈现整齐划一的方形摆放，方便AGV路线的规划。仓储物流机器人在开始工作前都停在出发区等待上位机的工作人员发布指令，接收到指令后规划最优路径行驶到货架底部，利用顶升机构将货物顶起并运送到作业区，完成后将货架再搬运返回至原来的位置。一般货架都为了使空间使用率提升都会有很多层，并且要在货架底部设计预留好供AGV通过的高度，以便物流机器人通过顶起货物。