随着中国经济的快速发展,传统依靠人力的企业搬运环节开始由机械化向自动化、智能化转型,工厂内部物流、仓储物流对柔性化程度较高的自动化搬运设备的需求增长迅速。而叉车作为物流搬运设备中的主力军,逐渐开始向智能识别、自主导航定位等先进的技术靠拢,智能叉车就是在此背景下进行研究与设计。其主要研究内容如下:对传统叉车的机械结构进行了分析与研究。采用底盘为单舵轮的五轮结构进行改造,转向机构通过后期自行创新设计,采用转向电机—传动轮—皮带—从动轮—转向轴承相组合的方式。对运动状态下车体受到的阻力进行了分析,得出在不同货物重量条件下车体受到的阻力和所需要的输出动力。对智能叉车的硬件总体控制系统进行设计。主控设备选用以codesys底层开发的伊诺威科控制器,协控设备选用倍福EtherCAT端子模块,两者共同构成智能叉车的控制单元。硬件电路的设计包括:驱动电路、货物移载电路和多传感器融合的电路。信号采集端子采用倍福EL1809、EL2809和EL4102端子模块。为了实现智能叉车的柔性控制,设计了相关的智能控制算法。在磁导航传感器工作机理分析的基础上进行了寻迹算法设计,解决了传统算法稳定性差、寻迹误差大的问题;在传统Dijkstra算法的基础上,增加一个“三点直线段”约束条件,实现了转弯次数最少的运动路径优化;针对传统的模糊避障算法,在距离影响因子的基础上,引入新的区域影响因子,显著提升了避障效果;基于二维码识别技术,结合自适应Gradcut图像分割和Canny边缘检测的混合算法,实现了目标图像的边缘检测,再通过最小二乘法对边缘轮廓进行直线拟合,以此作为车体姿态调整的判别条件。测试结果表明,智能叉车能够实现自主导航、自主定位、自主识别、自主移载等基本功能,具有机动性强、稳定性高、安全性好等特点。