摘 要

在潮汐苗床的生产车间中，需要实时的对幼苗进行监控，根据现有的生产要求，结合实际幼苗的生长状况，便需要将其搬运到不同的培育车间。承载幼苗的穴盘被安置在五层苗床架上，这样便需要借助搬运机器人将穴盘及时的转移。通常一个搬运机器人，在满足移动需求上，便需要一个可移动的底盘，并具备一定的承载力，作为基石稳定全局操作。

潮汐苗床搬运机器人底盘的结构设计便需要很好的考量，首先具有足够承载力的底板至关重要；其次移动中的驱动轮需要有足够的驱动力；在此机器人需要一组万向轮能进行转弯；最后导航系统的设计事关能否顺利取卸穴盘。在设计中，对于厂家不提供的部分，便需要实际的设计，并校核强度。而某些零部件的选择，亦需要一件件的挑选。不同的厂家提供的产品有不同的特性，一般而言，需要满足理论上的需求的同时，留出余量即可。

在确定好零部件的实际尺寸后，为了更直观的感受到所设计的产品，便会要求能建立三维模型，此时SolidWorks这一软件正好派上用场。借用该软件，可绘制出全部的零部件，并最终组装成品。

关键词：搬运机器人；底盘；零部件；导航；SolidWorks

Abstract

In the production workshop of the tidal seedbed, it is necessary to monitor the seedlings in real time, according to the current production requirements and the actual growth of seedlings, it is necessary to transport them to different cultivation workshops. The tray supporting the seedlings is arranged on a five-storey bed frame, so that the tray needs to be transferred in time by means of a transporting robot. Usually a transport robot, in order to meet the needs of moving, it needs a mobile chassis, and has a certain bearing capacity, as a cornerstone of stable global operation.

The structure design of the chassis of the tidal seedbed transporting robot needs good consideration, firstly, the floor with enough bearing capacity is very important, secondly, the driving wheel moving needs enough driving force; A set of Cardan wheels is needed to make the turn; the design of the navigation system is critical to the smooth handling of the pallets. In the design, manufacturers do not provide for the part, we need the actual design, and check the strength. And the choice of certain parts, also need a piece of the selection. Different manufacturers provide products with different characteristics, in general, the need to meet theoretical needs at the same time, set aside a margin can be.

After determining the actual size of the parts and components, in order to more intuitive feel of the product design, will require to build a three-dimensional model, at this time SolidWorks is just useful. With this software, all the parts can be drawn out and assembled into a finished product.

Key Words：Handling Robot；Chassis；Parts；Navigation；SolidWorks

目 录

第1章 绪论 1

1.1潮汐苗床搬运机器人背景介绍 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 本文组织架构 3

第二章：总体设计 5

2.1 车间介绍 5

2.2 机器人底盘需求分析 6

2.3 零部件结构采用 7

2.3.1 驱动方式选择 8

2.3.2 导航方式选择 8

第三章：车体结构设置 10

3.1 搬运机器人底盘结构 10

3.1.1 概述 10

3.1.2 底板结构 10

3.1.3 上支板结构 11

3.1.4 盖子结构 12

3.2 控制器的选择 13

3.3 三维建模及说明 13

3.3.1 建模软件选择 13

3.3.2 三维建模 14

第四章：驱动模块 19

4.1 驱动部分介绍 19

4.2 驱动轮选择 19

4.2.1 轮毂电机 19

4.2.2 零件选型 20

4.2.3 驱动轮数据核算 21

4.2.4 驱动轮部位结构 21

4.3 驱动器的选型 25

4.5 从动轮选择 26

4.6 电池 28

第五章：导航控制系统 31

5.1 红外信标 31

5.1.1 信标点 31

5.1.2 红外探头 32

5.2 超声波传感器 33

总结 35

参考文献 36

致谢 38

第1章 绪论

1.1潮汐苗床搬运机器人背景介绍

潮汐苗床搬运机器人主要应用于在潮汐苗床的生产培育车间，能满足一系列的搬运要求。

（一）潮汐苗床

潮汐苗床是一种用于温室灌溉的方式，其设计最早来自于国外，根据幼苗的生长特征，通过程序控制灌溉的时间和灌溉的水量大小。潮汐苗床集成了灌溉、回收、消毒和营养液配置等功能，可以更好的为幼苗的生长保驾护航。荷兰最早将该设计应用于实际的培育中，而后在西方国家普遍流行开来^[1]。

潮汐苗床是在固定的苗床支架的基础之上，铺设一定的灌溉设施。灌溉中的不止于对水量的需求，还涉及幼苗生长过程中对营养液的供给。幼苗生长所在的穴盘，需要实时的监测，一旦发现车间环境不能满足于其生长的特性，如此便需要及时移动穴盘，更换幼苗生长环境。一般来说，幼苗对水的需求十分频繁，潮汐苗床的灌溉，首先需要配备相应的水箱，其次需要固定并铺设好管道，再次性能良好的水泵可及时满足幼苗生长中对水的需求。