【正文】 [4] （266622 Nmnni?????????18）圖 27 蝸輪蝸桿受力分析各力的大小計(jì)算為10 （219）??? （220）2130..at （221）???? 根據(jù)開式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。11′38″ 1z?蝸輪齒數(shù) ??1）蝸桿軸向齒距 （226）????齒頂圓直徑 （227）*1 ??齒根圓直徑 （2????* m???????28）蝸桿軸向齒厚 （229）??2）蝸輪傳動(dòng)比 （230）216zi?蝸輪分度圓直徑 （231）??蝸輪喉圓直徑 ????* m????（232）蝸輪齒根圓直徑 （2????**????????33）蝸輪咽喉母圓半徑 （234）考慮到所設(shè)計(jì)的自動(dòng)導(dǎo)引小車屬于精密傳動(dòng)，從 GB/T 100891988圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇 6級(jí)精度，側(cè)隙種類為由于該蝸輪蝸桿傳動(dòng)是開式傳動(dòng)，蝸輪蝸桿產(chǎn)生的熱傳遞到空氣中，故無須熱平衡計(jì)算。由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取單列深溝球軸承 6004，其尺寸為 dDT=20mm42mm12mm,故 。5Vlm?(3)軸用彈性擋圈為標(biāo)準(zhǔn)件。首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。[4]根據(jù)表 153 ，取 =115，于是得[]0A （238）???后輪軸的最小直徑是安裝輪輻處軸的直徑 。36d?Ⅳ(2)軸用彈性擋圈為標(biāo)準(zhǔn)件。輪輻與軸的配合為 H8/h7。 由式（155） 得[4] (247)????2 22 MPaW????????19其中， 為折合系數(shù)，取 = ??為軸的抗彎截面系數(shù)，由表 154 得W[4] ????2 23 3 3btdt m???????? 選定軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 151 查得 []160MPa??????因此 ，故安全。nmax1x2要求軸承的壽命 ，轉(zhuǎn)速 ，軸承 A的徑向載荷50hL??；軸承 N????；軸向載荷為 。安裝在電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上的數(shù)字編碼器在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠產(chǎn)生相位相差 90度的兩路脈沖信號(hào)，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向可以由鑒向電路對(duì)此兩路脈沖進(jìn)行鑒向后獲得，其原理如圖 32所示。8253可編程定時(shí)器／計(jì)數(shù)器可由軟件設(shè)定定時(shí)與計(jì)數(shù)功能，設(shè)定后與CPU并行工作，不占用CPU時(shí)間，功能強(qiáng)，使用靈活。 中斷的擴(kuò)展AT89C51 單片機(jī)是使用兩個(gè)級(jí)聯(lián)的8259A 中斷控制器來控制中斷的。INTA：讀信號(hào)，低電平有效，通知8259A將某個(gè)寄存器的內(nèi)容送到數(shù)據(jù)總線RD上。它有兩個(gè)用處：當(dāng)作為PEN輸入時(shí)，用來決定本片8259A是主片還是從片。 AT89C5174HC388259AU0UU主從U48259A圖37 8259A的級(jí)聯(lián) 數(shù)摸轉(zhuǎn)換器的選擇 將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量的器件稱為數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(digitalanalog converter),簡(jiǎn)稱為DAC。1/2LSB時(shí)所需要的時(shí)間，當(dāng)輸出的模擬量為電流時(shí)，這個(gè)時(shí)間很短。所謂直通方式，輸入寄存器和DAC寄存器都接成直通方式，即信號(hào)均有效，數(shù)據(jù)被直接送入數(shù)/模轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行數(shù)/模12ILEWRXFE?CS轉(zhuǎn)換。 模擬電流輸出端，OUTI 2OUTI和 有一個(gè)常數(shù)差： 常數(shù)，此常數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)固定基準(zhǔn)電壓的滿12OUTII??量程電流。即 (33)3192CTkfLJ??其中J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， 為設(shè)定的位置誤差。由允許電機(jī)最大電流 決定 。1左、右輪的速度為 [1] (319)??22rRBA??????????? ?? (320)??122r??????????? ??35 控制軟件的設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)器人的線速度和角速度的表達(dá)式(312) 和(316) ,可以計(jì)算狀態(tài)量x、y 和φ: （321）12q??? （322）B??? (323)??02trldtb??? （324）0costrlxt??? (325)??00intrlyt?采用數(shù)值積分方法進(jìn)行近似檢測(cè): 將區(qū)間 劃分成若干充分小的子區(qū)??間 ， 則只要子區(qū)間 相對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)??10t??21,ntt?? 1it?36速度選擇得充分小,或者控制周期比較短,則檢測(cè)精度可以達(dá)到使用的要求。開 始函 數(shù) 、 變 量 、 中 斷 初 始 化讀 取 預(yù) 設(shè) 路 徑 坐 標(biāo)路 徑 規(guī) 劃 及 軌 跡 插 補(bǔ)讀 取 上 次 運(yùn) 行 誤 差 序 列AGV平 滑 啟 動(dòng) 環(huán) 節(jié)軌 跡 檢 測(cè)到 第 一 段 軌 跡 終 點(diǎn) 嗎 ？第 二 段 軌 跡 控 制 環(huán) 節(jié)到 終 點(diǎn) 了 嗎 ？存 儲(chǔ) 本 次 軌 跡 控 制 誤 差 序 列 偏 差 自 動(dòng) 校 正 D/A輸 出結(jié) 束YNYN第 i段 軌 跡 控 制 環(huán) 節(jié) ND/A輸 出偏 差 自 動(dòng) 校 正Y到 第 段 軌 跡 終 點(diǎn) 嗎 ？圖314 控制系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)圖程序開始：先設(shè)置函數(shù)和變量，并對(duì)各芯片進(jìn)行初始化；讀取預(yù)先設(shè)置軌跡的坐標(biāo)；對(duì)軌跡進(jìn)行插補(bǔ)；讀取上次的誤差，自動(dòng)導(dǎo)引小車啟動(dòng)；進(jìn)行軌跡的檢測(cè)；判斷第一段路徑走完沒有；NO則把檢測(cè)的實(shí)際軌跡和預(yù)先設(shè)置的軌跡相比較產(chǎn)生偏差，接著把偏差送給D/A轉(zhuǎn)換器，從而控制自動(dòng)導(dǎo)引小車沿預(yù)先設(shè)定的軌跡行走。本課題的設(shè)計(jì)有待進(jìn)一步的改進(jìn)：在硬件方面，增加位置檢測(cè)傳感器形成閉環(huán)控制系統(tǒng)；在軟件方面，開發(fā)應(yīng)用軟件有利于隨意改變小車的運(yùn)動(dòng)軌跡。普瑞德科．機(jī)器人控制器與程序設(shè)計(jì)[M]．北京：科學(xué)出版社，2022．44。AGV自動(dòng)導(dǎo)引小車是一種物料搬運(yùn)設(shè)備，是能在一位置自動(dòng)進(jìn)行貨物的裝載，自動(dòng)行走到另一位置，自動(dòng)完成貨物的卸載的全自動(dòng)運(yùn)輸裝置；AGV自動(dòng)導(dǎo)引小車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般由機(jī)構(gòu)部分、傳感器組、控制部分以及信息處理部分構(gòu)成。為對(duì)AGV自動(dòng)導(dǎo)引小車實(shí)施控制，需要對(duì)硬件進(jìn)行操作。J小車在轉(zhuǎn)彎時(shí)以速度 勻速轉(zhuǎn)彎；小車兩主動(dòng)輪之間的距離為 B；小車兩主?動(dòng)輪中心（假設(shè)小車質(zhì)量分布均勻）與轉(zhuǎn)彎圓心的距離即轉(zhuǎn)彎半徑為 R；車輪半徑為 r；兩輪的速度分別為 ；小車與行駛路面的摩擦系數(shù)為 。UC3637最具特色的是三角波振蕩器，三角波產(chǎn)生電路如圖312所示。即 (31)TMf?其中 ， 為力矩常數(shù)， 為PWM電源電壓， 為電感， 為電機(jī)4MCfkULT?CULT靜摩擦力矩。 控制信號(hào)，低電平有效，和 一起決定第二級(jí)數(shù)據(jù)鎖存是否有效。所謂雙緩沖方式，就是把DAC1208的兩個(gè)鎖存器都接成受控鎖存方式。???????線性度 指 DAC的實(shí)際轉(zhuǎn)換特性曲線和理想直線之間的最大偏移差。在 8259A的主從式級(jí)聯(lián)SPENSPEN方式中，中斷的優(yōu)先級(jí)設(shè)置類似于單片機(jī)的情況。在采用主從式級(jí)聯(lián)的多片8259A20CS的系統(tǒng)中，主從片的 對(duì)應(yīng)連接在一起。INT：中斷請(qǐng)求，和 CPU的INTR引腳相連，用來向CPU提出中斷請(qǐng)求。在中斷服務(wù)程序中,這四個(gè)計(jì)數(shù)器分別對(duì)兩臺(tái)伺服電機(jī)的正/ 反脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),所得到的計(jì)數(shù)值減掉上一次的計(jì)數(shù)值,就可以得到在這一時(shí)間周期內(nèi)的各路脈沖數(shù)。本系統(tǒng)中使用了兩塊8253計(jì)數(shù)器,每塊芯片具有三個(gè)16 位計(jì)數(shù)器。連接在電機(jī)上的數(shù)字編碼器在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出的脈沖信號(hào)，經(jīng)過自行設(shè)計(jì)和制作的脈沖鑒向電路，可以得到電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向；來自鑒向電路的正反方向的脈沖信號(hào)進(jìn)入到兩塊8253計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，以獲得電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和位移；經(jīng)過在 AT89C51單片機(jī)上運(yùn)行的各種控制程序的適當(dāng)運(yùn)算以后，輸出的控制量經(jīng)過兩塊 DAC1208轉(zhuǎn)換24器變成模擬量，輸出到兩塊 UC3637直流電動(dòng)機(jī)脈寬調(diào)制器，通過 H橋開關(guān)放大器，作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度或者力矩給定，從而控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，使整個(gè) AGV自動(dòng)導(dǎo)引小車能夠完成所設(shè)計(jì)的控制任務(wù)。1?98N3．按額定靜載荷校核由表 ??50?[5] 0CSP?查表 1514 ，取 []????????? ?? ?均小于 ，滿足要求。由靜力平衡方程求出支座 A、B 的支反力 ?180。3)軸上零件的周向定位蝸輪與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。30dm?Ⅰ Ⅲ Ⅴ右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。 圖 210 后輪軸結(jié)構(gòu) 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩2P2n2T取蝸輪蝸桿傳動(dòng)的效率 =,則?15 （237）???? .75minnr238TNm? ??2460rF?先按式（152 初步估算軸的最小直徑。 4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 145176。左右輪輻的左段2lⅥ采用軸肩定位，軸肩高度 ，取 h=3mm，則軸環(huán)處的直徑 。2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度(1)初步選擇滾動(dòng)軸承。180。蝸桿要求表面硬度和耐磨性較高，故材料選用 40Cr。電機(jī)型號(hào)及參數(shù)：MAXON F2260 216。方案一有差速器和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，故機(jī)械傳動(dòng)誤差大。直流伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速器和差速器，通過5兩半軸將動(dòng)力傳遞到兩后輪。資料表明歐洲 40%的 AGV用于汽車工業(yè)，日本 15%的 AGV用于汽車工業(yè)，也就是說 AGV在其他行業(yè)也有廣泛的應(yīng)用 。無軌小車按引導(dǎo)方式和控制方法的分為有徑引導(dǎo)方式和無徑引導(dǎo)自主導(dǎo)向方式。 AGV自動(dòng)導(dǎo)引小車的分類自動(dòng)導(dǎo)引小車分為有軌和無軌兩種。因此，運(yùn)輸工具得到了很大的發(fā)展，其中 AGV的使用場(chǎng)合最廣泛，發(fā)展十分迅速。無軌小車是一種利用微機(jī)控制的，能按照一定的程序自動(dòng)沿規(guī)定的引導(dǎo)路徑行駛，并具有停車選擇裝置、安全保護(hù)裝置以及各種移載裝置的輸送小車。1981 年美國通用公司開始使用 AGV，1985 年 AGV保有量 500臺(tái)，1987 年AGV保有量 3000臺(tái)。其設(shè)計(jì)參數(shù)如