【正文】 體倉庫輸送部分已經逐漸形成一搬運機器人、自動導引小車為主，以及自動識 別裝置和自動分揀裝置組成的系統(tǒng)。 管理計算機負責出入庫的管理、查詢、打印以及倉庫相應指標計算分析顯示，是一個自動化倉 庫的管理中心。 貨位數(shù)計算 根據(jù)物流貨物實際考察結果，貨物平均尺寸 40mm 30mm 15mm，存儲量 98000 件，設計貨箱尺寸 1m 1m 1m，每個貨箱可裝載 36 件貨物，貨位數(shù)即為 2700 個。該倉庫存儲區(qū)的總體尺寸為：總長 33m，總高 ，總寬為 5 個，巷道寬度 +10 排貨架寬度 =5 + 10=22m，即 總體尺寸為： 33m 22m 。 國內外 AGV 發(fā)展情況 20世紀 50 年代第一輛自動導引小車在美國研制成功。自動導引車系統(tǒng) （ AGVS） 在 60年代從自動化倉庫進入到柔性加工系統(tǒng) (FMS)，這一改進使得自動導引小車系統(tǒng)得到快速發(fā)展。目前，我國對于 AGV 的研究技術已經越來越成熟，自動導引車和自動導引車系統(tǒng)也得到了廣泛使用。 （ 4）安全可靠： AGV 可以裝備多種聲光報警系統(tǒng)，在碰撞到障礙物之前就能通過車載障礙探測系統(tǒng)自動探測并及時停車，同時在多輛 AGV 在某一區(qū)域內交叉運行時，具備避免 相互碰撞的能力。 自動導引小車 （ AGV）類型選擇 自動導引小車類型 （ 1）按照自動導引小車的外形可以分為以下 5 種： 1）托盤 式 AGV：托盤式 AGV 應用廣泛，主要用 來搬運托盤。一般托盤式 AGV搬 運重量可達 ~，直線行走速度可達 60m/min，轉彎速度為直線行走速度的一半左右。牽引 式 AGV的 拖動能力（即掛車載重）為 2~20t，電機功率一般為 ~10kw，動力源采用容量為 300~1000Ah 的蓄電池。一般用于要求行走速度較快，搬運距離較短的情形。為了避免貨叉與其他設備地碰撞，需要加裝檢知器。 5）輕 便式 AGV：隨著輕便型載荷用途的日益廣泛開發(fā)了輕便型 AGV。地面有軌小車結構牢固，承載力大，安徽理工大學畢業(yè)設計 10 造價低廉，技術成熟，可靠性好，定位精度高。 無軌小車是一種利用微機控制的，能按照一定的程序自動沿規(guī)定的引導路徑行駛，并具有停車選擇裝置、安全保護裝置以及各種移載裝置的輸送小車。 圖 82 AGV 的基本組成 安徽理工大學畢業(yè)設計 11 車體及設計 車體是 裝配 AGV 其他零部件的主要職稱裝置，主要包括底盤、車架、車輪、殼體和控制室等。同時考慮到 AGV 運行過程中可能出現(xiàn)故障導致與其他設施或者人碰撞，車身外表應不得有尖角或凸起部分。通常情況下選用 24V 或者 48V 直流蓄電池。充電完成后，人工脫離電路連接。利用專人負責AGV 的充電工作。為 了提到AGV 的轉彎精度通常驅動和轉向電機都采用直流伺服電機。 AGV配備有車載計算機，控制自身地工作。導航系統(tǒng)根據(jù)導航方式不同可分為電磁導航、磁條導航、激光導航和慣性導航等不同形式 .通過導航系統(tǒng)能使 AGV確定其自身位置，并能沿正確的路徑行走。 導引系統(tǒng)及導引方式 選擇 導引部分是 AGV的關鍵部分， AGV需要實現(xiàn)無人駕駛的情況下選擇合 理路線，這需要依靠導引系統(tǒng)的導引，從而實現(xiàn)沿一定的路線自動行駛 。該方法可靠性高，經濟實用，是目前最為成熟且應用最廣的導引方式。小車上裝有光學檢測器，均勻分布在漆帶及兩側位置上，檢測不同的組合信號，以控制小車的方向，使其跟蹤路軌。 (3)激光制導方式 該方法是在 AGV 行走路徑的特定位置處，安裝一批激 光 /紅外光束的反射鏡。該方法的缺點是成本昂貴，傳感器、反射裝置等設備安裝復雜 。優(yōu)點是技術先進，靈活性強，便于組合，柔性極好。缺點是系統(tǒng)成本較高同時掃描頭需較高位置。優(yōu)點是適合室外遠距離的跟蹤和制導。通過直流伺服電動機驅動后輪，當兩前輪運動速度不同時，就可以實現(xiàn)差速轉向。為了使系統(tǒng)運行可靠且維護方便，本系統(tǒng)采用兩個直流電機作為驅動電機。但是有刷直流電動機有電刷和換向器，其間形成的滑動機械接觸嚴重地影響了電機的精度、性能和可靠性，所產生的火花會引起無線電干擾，縮短電機壽命，換向器電刷裝置又使直流電機結構復雜、噪音大、維護困難，因此長期以來人們都在尋求可以不用電刷和換向器裝置的直流電動機 — 無刷直流電動機。 安徽理工大學畢業(yè)設計 16 AGV 的行走 速度為 30m/min，即 500mm/s，車輪的直徑是 408mm，則車輪的轉速： m i n/ 0 0 0 04 0 601 0 0 0 rvn ?? ???? ?? 根據(jù)運動參數(shù)選擇蝸輪 蝸桿的減速比 : 62?i ,則電機的轉速為： n=i n= 62=AGV 受力 分析： AGV 車 架重量 :G= 1000 ≈ AGV 的最 大載荷： P=mg=100 =980N 根據(jù)車輪受力列出 0zF?? , 0xM ?? 平衡方程，解得 前車輪受力 F=,后車輪受力為 F=。 m，其中查表取η =， W=，μ =。 其中 1J 是車輪的轉動慣量； 2J 是蝸桿的轉動慣量； 3J 是蝸輪的轉動慣量； 4J 是蝸輪軸的轉動慣量。 聯(lián)軸器設計 查電機標準，知電動機軸直徑為Φ 12mm，而且由于輸出軸削平了一部分，與蝸桿軸聯(lián)接部分軸徑為Ф 16mm，其結構設計如圖 89所示。 機械部分設計 蝸桿傳動設計 （ 1） 選擇蝸桿的傳動類型和材料 根據(jù) GB/T 100851988 的推薦，采用漸開線蝸桿 (ZI)。 mm 圖 810蝸輪 蝸桿受力 經計算得各力的大小 : FF 2a1t ? =, FF 2t1a ? =。同時由于轉速不高，沖擊不大，可取動載系數(shù) KV=,則 1 . 1 5 1 1 . 1 1 . 2 6 5AVK K K K?? ? ? ? ? ? ? 蝸輪的許用彎曲應力： [б F ]=48Mpa 取 2 62z? ， γ= 3176。 48 ? 根據(jù) 2 0x? ， 2 ? ，查表得得齒形系數(shù) 2 ? 螺旋角系數(shù) ： Yb =1γ /140176。 （ 4）蝸桿、蝸輪的主要參數(shù)計算 1）蝸桿：軸向齒距： pa = =； 齒頂圓直徑 ： d1a =d1 +2h*a m=50mm； 齒根圓直徑 ： d1f =d1 2（ ha* m+c） =； 2）蝸輪 傳動比： i=62 蝸輪分度圓直徑： d2 =mz2 =155mm； 蝸輪喉圓直徑： d2a =d2 +2 ha2 =160mm； 蝸輪齒根圓直徑： d2f =d2 2m（ ha* x2 +c* ） = （ 5）精度等級 公差和表面粗糙度的確定 由于自動導引小車屬于精密傳動，從 GB/T 100891988 圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇6級精度，側隙種類為 f，標注為 6f GB/T100891988。 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 軸上裝配方案是：軸承端蓋、輪輻、套筒、圓螺母、滾動軸承，依次從軸的右端向左安裝，這樣就對各軸段的粗細順序作了初步安排。右端滾軸徑 2)取安裝左、右輪輻處的軸段Ⅵ的直徑 68mm，輪輻的左端采用軸肩定位，右 端用螺母夾緊輪輻。按手冊查得平鍵截面 b h=18mm 11mm，(GB/T 10951979),鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 80mm(標準鍵長見 GB/T 10961979),同時為了保證左右輪輻與軸配合有良好的對中性，故選擇左右輪輻與軸的配合 為 H7/n6。 （ 4）求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結構圖作出軸的計算簡圖。 （ 5）校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩的截面強度。/2d=179。 （ 2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1)選擇滾動軸承。 2)安裝輪輻處的軸段Ⅵ的直徑 d=60mm，該段軸長 110mm。輪輻與軸的配合為 H8/h7。 L1=80mm ； L2=72mm； L3=160mm 1)前輪軸上的受力分析 813a)。 2= ?? 0AM ， ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?2 1 2 1 1 32 2 0r a N VF L M F L F L L ? ???? ? ? ? ? ??? 12 2 1 311 22N V r aF F L M F L LL 0yF ?? ， 1 2 2 0NV NV rF F F F? ? ? ?； 1 2 2NV r NVF F F F? ? ? 在 AD 段中，將截面左邊外力向截面簡化，得 M(x1 )=F 1NV x1 在 DB 段中，同樣將截面左邊外力向截面簡化，得 ? ? ? ?2 1 2 2 V r aM x F x F x M? ? ? ? 在 BC 段中，同樣 將截面右邊外力向截面簡化，計算 A、 B、 C、 D截面的總彎矩M如下所示： 0ACMM?? ? ? ? ? ?2 2 2 21 H D V DM M M N m m左 2 2 2 22 H D V DM M M N m m? ? ? ? ? ?右 646406B V BM M N m m? ? ? 前輪軸上的轉矩 ： 2 23508T T N mm? ? ? 安徽理工大學畢業(yè)設計 23 圖 813 前輪軸的載荷分析圖 （ 4）按彎扭合成應力校核軸的強度 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩 的截面（即危險截面 D）的強度。 C=3 510 ??=22020 故 6010 型軸承能滿足要求。由于軸承 A承受的載荷大于軸承 B 的載荷，故只需對軸承 A 進行校核。物流自動化立體倉庫則方便高效地實現(xiàn)了物料的存取，加快了物料的周轉速度。另一方面，自動導引小車也會快速發(fā)展，逐漸取 代傳統(tǒng)的人力搬運，成為主要的倉庫搬運設備。有三個理由：一是這次設計我們學到了很多的專業(yè)知識，是在老師的指導下自己刻苦獨立完成而感到充實；二是這次設計讓我充分懂得不論是做設計還是做其他事情都要認真，這次設計讓我感受到什么是認真，這也讓我充實；三是 在論文寫作過程中，得到了葉老師的親切關懷和耐心的指導。 總之，我能順利完成這次設計，要衷心感謝老師的精心指導，同時感謝同為一個小組的黃和柳對于我的幫助，他們讓我更好地學會了團隊合作。從課題的選擇到項目的最終完成，葉老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。普瑞德科．機器人控制器與程序設計 [M]．北京：科學出版社， 2020． [12]董懷武，劉傳慧 . 畫法幾何及機械制圖 [M]．武漢：武漢理工大學出版社， . [13]徐清 . 自動導引小車系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) [D]. 蘭州：蘭州大學， 2020. [14]唐文偉 .AGV 在物流領域中的應用前景分析 .北京 :物流技術 2020. [15]Chen, mathematical programming model for AGVS planning and control in manufacturing amp。 鑒于時間和所學知識的限制，本論文在許多方面做得還不夠完善，同時存在以下問題并未得到很好地解決，主要有以下幾個部分：自動化立體倉庫的管理系統(tǒng)設計以及貨物分揀系統(tǒng)的設計；自動導引小車的控制部分設計。 安徽理工大學畢業(yè)設計 27 結論 物流自動化立體倉庫是物流系統(tǒng)、物料搬運、倉儲科學的一門綜合科學技術工程。 （ 1）由上述條件試選軸承 選 6207 型軸承，查表 C=； Cr0 =；極限轉速 n=8500r/min 圖 814 蝸桿軸上的軸承受力 （ 2）按額定動載荷計算 安徽理工大學畢業(yè)設計 25 代入數(shù)據(jù)得 :S1 =S2 = S2 +Fa =+=S1 ? F1a =S2 +Fa =， F2a =S2 = ? ?P r aP f XF YF?? 查表得， ? F1a /F1r =e=, X=, Y= P1 = ( + )= F 2a /F2r =e=, 1X? , 0Y? ? P2 = = 由式 : 66010 hnLCP?? , 103? ? 得： C1 =C=25500, C2 =C=25500 故滿足要求。 滾動軸承選擇與校核 后輪軸上的軸承 要求壽命 2500hLh? ，轉速 n=,軸承的徑向力 Fr =，軸向