来源：期刊VIP网所属分类：综合论文发布时间：2020-12-10浏览：次
摘 要：档案是社会发展的活化石，是智慧企业的重要组成部分。近年来，档案库藏数量的快速增长与档案管理、编研服务需求之间的矛盾十分突出。
关键词：智能机器人;无人化档案馆;条形码
1 概述
档案工作是一项记录历史、传承文明、服务社会、造福人民的事业，是一项党和国家事业发展不可或缺的基础性、支撑性工作，为企业和经济社会的发展作出了重要的贡献。档案馆建设还是智慧城市建设的一部分，1994年在澳大利亚阿德莱德召开的信息通信自动化会议上首次提出“智慧城市”以来，作为智慧城市建设的一个组成部分，智慧档案馆的研究与建设备受档案界重视，学术研究比较活跃。我国自2012年着手智慧城市建设以来，面向智慧档案馆的各项工作逐步展开和落实，并取得阶段性成果。
2 档案管理机器人的结构和控制技术
档案机器人由移动底盘、升降台和6DOF的轻型机械臂、条码识别和RFID阅读器组成。
2.1 无人化档案馆库档案定位及其盘点装备的定位技术研究
智慧城市的首要问题是城市元素的定位，对档案进行准确定位同样是实现档案自动化管理首先要解决的问题。此外，为实现智能机器人在馆库的自动行走，机器人本身也存在一个定位问题，定位技术还影响到机器人的总体设计方案。
目前已经发展出多种成熟的城市目标定位技术，如常用的北斗、GPS适合于室外目标的定位;适合于室内目标的定位技术也有多种，如红外定位、超声波定位、WiFi定位、蓝牙定位、超高频和RFID定位、视觉定位等多种技术。这些定位技术已经有应用于图书馆机器人的报道。
研究已有定位技术并考虑档案馆的特点，提出如下机器人和档案方案：
基于条码和RFID技术，实现档案定位到盒，盘点到件的目标：
分析比较上述参考文献几种定位方法的原理、特点和性能，可以发现近场RFID定位技术作用距离可以控制，能在几毫秒内得到档案的大致位置，同时从众多档案中获取档案的标识信息，而且RFID标签的体积小，造价低，易于安装，是目前最适合于档案库房内档案定位和识别的技术。为了实现档案盒的精确定位，在每个档案盒上粘贴档案号条码标签，就可以实现档案盒相对于机器人的坐标定位、以及档案盒在架体的相对顺序定位。
2.2 机械臂的结构及其运动方程求解
目前市场上已经有多种轻型机械臂供选择，这些机械臂多参考了丹麦UR机器人的构形，本项目也采用这种机械臂，但针对档案机器人的特点作了适当调整。如：针对原机械臂外形尺寸偏大，修改了机械臂的内部结构，使外形尺寸变“细”，避免了图2中的第二关节旋转180°时与第一关节的干涉，相应地扩大了机械臂的操作空间;又如：将小臂连杆长度359.8(如图中虚线所示)加长至545.8，避免了小臂连杆与其它关节间的干涉。
机械臂自身座标系中的DH运动方程是：
式中，θi表示各关节转角，di表示各关节连杆长度，分别在图2中标出。对于给定的关节转角，机械臂末端的位姿矩阵由下式给出：
由于档案架各层高度是确定的，实际调试时无须求出运动方程的逆解，而是采用试算和现场实验的方法得到机械臂盘点时的关节变量参数。试算的优化约束条件是：
条件1：机器人的重心坐標离车体几何中心最近。
条件2：机械臂的所有部位占据的X方向尺寸最小。
试算结果如表1所示。
2.3 系统集成
档案机器人是复杂的机电一体化设备，有多种电气设备，因此设计多总线集成控制系统。
移动机器人模块的驱动系统主要由四台空心杯电机驱动四个行走轮(麦克纳姆轮)实现档案馆库内的平行移动，每台电机上都有一个增量式编码器用以测量行走轮的行走速度，并用来估算位移，四台电机接入一个六轴控制器。移动机器人安装有48V25AH锂电池供电，电源管理系统包括电流保护开关、12V、5VDC-DC电源变换器可以给移动机器人的内部测控设备供电，并设有电压——电量检测功能，用于管控电池电量和电量补充管理;导航传感器阵列由IIC总线连接。驱动、电源管理、导航三大系统通过CAN总线接入移动机器人的微控制器，微控制器通过RS232总线与机器人控制计算机连接。
机械臂模块的六个关节采用模块化设计，关节与关节之间通过CAN总线连接至机器人的控制计算机，由控制计算机上的机械臂控制软件直接控制每个关节。可以看出，移动机器人、机械臂关节都视同CAN总线的一个节点。
盘点仪器有条码识别和RFID识别两个模块，由机械臂末端关节供电。由于盘点档案时通讯速率很高，为了避免总线阻塞引起机械臂的误动作，通过蓝牙总线与控制计算机通讯。
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文章名称： 无人化档案馆管理机器人关键技术研究
文章地址： http://www.qikanvip.com/lunwen/zonghelunwen/2020/1210/54588.html
