【文章內(nèi)容簡介】 固，使用便捷，方便搬運移動；（3）本設(shè)計從車體框架結(jié)構(gòu)的主框架和副框架、升降牽引裝置、運動控制和驅(qū)動單元結(jié)構(gòu)四個方面著手進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計分析及計算闡述。本設(shè)計中自動導(dǎo)引車由車體主框架、車體副框架、蓄電池、充電裝置、運動定位系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、升降牽引結(jié)構(gòu)和運動控制裝置等組成。本設(shè)計中的自動導(dǎo)引車，主體結(jié)構(gòu)由車體框架組成，而車體框架又可以分為主框架和副框架兩部分，車體主框架是由厚度為5mm的鋼板通過機(jī)器人焊接工作站焊接而成，焊接夾具保證了其加工定位精度和焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，副框架主要安裝有萬向輪，和驅(qū)動機(jī)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)同樣十分關(guān)節(jié)，因為這些結(jié)構(gòu)都是自動牽引車的運動部件，直接影響了小車運動的定位精度。車體的內(nèi)部還安裝有運動控制模塊，包括西門子PLC200系列的CPU，運動定位模塊，通訊模塊，模擬量輸出模塊等等，車體的前端還安裝有控制面板，包括人機(jī)界面觸摸屏，報警三色燈，啟動按鈕，急停按鈕，空氣開關(guān)，PBS防撞傳感器和自動感應(yīng)撞擊的防撞條。本篇論文中的驅(qū)動結(jié)構(gòu)由驅(qū)動固定外殼、直線軸承模塊、預(yù)緊螺母、支撐直桿、減震彈簧、車體框架連接板、車體框架固定板、行走輪固定軸、行走輪限位擋板、行走輪、驅(qū)動機(jī)構(gòu)電動機(jī)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)基座固定板、驅(qū)動機(jī)構(gòu)基座、自動導(dǎo)航傳感器、自動導(dǎo)航傳感器安裝板等結(jié)構(gòu)組成。該機(jī)構(gòu)中，驅(qū)動固定外殼為2mm厚度的45鋼板折彎而成，連接處通過焊接的方式連接起來，兩個驅(qū)動機(jī)構(gòu)電動機(jī)分別安裝在固定外殼的左右兩邊的內(nèi)側(cè)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)基座與兩個電動機(jī)的另一側(cè)固定連接好，驅(qū)動機(jī)構(gòu)基座固定板安裝到驅(qū)動機(jī)構(gòu)基座的頂部，直線軸承模塊同樣也安裝到驅(qū)動機(jī)構(gòu)基座的軸承安裝孔內(nèi)，且整個驅(qū)動機(jī)構(gòu)的支撐立桿安裝到直線軸承模塊內(nèi)部，保證上下同心安裝。驅(qū)動結(jié)構(gòu)的避震機(jī)構(gòu)包括有 ：預(yù)緊螺母、支撐立軸、車體框架連接板、車體框架固定板、直線軸承模塊和減震彈簧 ；其中，支撐立軸安裝在直線軸承的中間，保證其同心度，支撐立軸的上端安裝預(yù)緊螺母用于避震，下端與驅(qū)動機(jī)構(gòu)基座連接固定，支撐立軸和驅(qū)動機(jī)構(gòu)基座通過一根圓柱銷軸鏈接固定，減震彈簧被壓縮安裝于車體框架連接板和車體框架固定板之間，起到整個驅(qū)動機(jī)構(gòu)避震的目的。該驅(qū)動機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)簡潔，避震效果好，且行走輪的高度低，保證了整個自動牽引車行走的穩(wěn)定性。這里我們按500KG的搬運重量進(jìn)行驅(qū)動電機(jī)的設(shè)計選型。在本設(shè)計中我們設(shè)定搬運小車的最大牽引線速度V為35m/min。根據(jù)公式N = V /πD式中：N——驅(qū)動電機(jī)經(jīng)過減速箱后的轉(zhuǎn)速 V——循跡搬運小車的牽引線速度 D——驅(qū)動輪的直徑已知驅(qū)動輪的設(shè)計直徑為150mm，計算得到驅(qū)動電機(jī)經(jīng)過減速箱后的轉(zhuǎn)速：N=35*1000/（π*150）≈，從三維設(shè)計圖中計算得出整個搬運小車自重200KG，按搬運貨物最大重量500kG計算，得到：整個循跡搬運小車在輸送過程中與地面的滾動摩擦力f=*700*10=1400N我們這里的循跡搬運小車以勻速運動的方式運動時單個驅(qū)動輪的牽引力F=1/2*f=700N計算可以得到：驅(qū)動電機(jī)經(jīng)過減速箱后的輸出扭矩M=F*R=70075/1000=根據(jù)公式M=9550/n式中：M——電動機(jī)經(jīng)過減速箱后的輸出扭矩 ——電動機(jī)的主軸輸出功率 n——電動機(jī)經(jīng)過減速箱后的輸出轉(zhuǎn)速計算得到：電動機(jī)的理論主軸功率 =*≈電動機(jī)所需的功率： 式中： ——輸送機(jī)理論主軸功率 ——傳動裝置的總傳動效率，——電動機(jī)功率計算得到驅(qū)動電機(jī)功率由于本設(shè)計中整個系統(tǒng)選用的電壓為直流，我們可以選擇使用直流伺服電機(jī)；我們這里選用直流無刷伺服電機(jī)，選用上海步科的低壓伺服系統(tǒng)，驅(qū)動電機(jī)參數(shù)：小慣量DC48V，額定轉(zhuǎn)速3000r/min，伺服電機(jī)型號SMC80S007530AAK3DKH，從伺服電機(jī)的產(chǎn)品手冊上查到標(biāo)準(zhǔn)馬達(dá)規(guī)范表，見下表伺服電機(jī)型號SMC60S002030AoK3DKHSMC60S004030AoK3DKHSMC80S004030AoK3DKHSMC80S007530AoK3DKH適配驅(qū)動FD123LA000,FD123CA000,FD123CC000,FD123EA000FD133LA000,FD133CA000,FD133CC000,FD133EA000直流母線電壓UDC48484848連續(xù)特性額定功率Pn(W)200400400750額定轉(zhuǎn)矩Tn(Nm)額定轉(zhuǎn)速(rpm)3000300030003000額定電流In(A)10瞬時最大轉(zhuǎn)矩Tm(Nm)
瞬時最大電流Im(A)2524
連續(xù)靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Ts(Nm)
連續(xù)靜態(tài)電流Is(A)11
線線電阻RL（Ω）
線線電感LL(mH)1
電氣時間常數(shù)（ms）
機(jī)械時間常數(shù)（ms）
反電勢常數(shù)Ke（V/krpm）988
轉(zhuǎn)矩常數(shù)Kt（Nm/A）
轉(zhuǎn)動慣量Jm（）（帶抱閘）（帶抱閘）（帶抱閘）（帶抱閘）抱閘保持扭矩T（Nm）極對數(shù)3333最大允許du/dt（KV/μS）8888絕緣等級FFFF軸承徑向力F(N)180180180335軸承軸向力F(N)909090重量G(Kg)（帶抱閘）（帶抱閘）（帶抱閘）機(jī)身長L(mm)114177。140177。123177。149177。155177。（帶抱閘）181177。（帶抱閘）166177。（帶抱閘）192177。（帶抱閘）位置反饋裝置2500ppr光電式編碼器（增量式）冷卻方式全封閉，自冷卻防護(hù)等級IP65,軸端IP54使用環(huán)境溫度2040℃濕度90%RH以下（無凝露）環(huán)境遠(yuǎn)離腐蝕，可燃性氣體，油滴，灰塵海拔1000~4000m，每升高100m，%抗震等級,Y軸方向最大49m/參考標(biāo)準(zhǔn)C 3414(1986)表22 SMC系列伺服電機(jī)技術(shù)參數(shù)已知驅(qū)動電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速n1為3000 r/min，計算傳動比： i=3000/=≈40已知選定的驅(qū)動電機(jī)型號為SMC80S007530AAK3DKH，額定轉(zhuǎn)速n為3000r/min,，如果我們直接通過減速器減速則減速器總傳動比為40。如果我們只選用減速器減速，那么傳動比i=40就必須通過很多級減速才可以實現(xiàn)，考慮到潛伏式自動牽引車的設(shè)計要求：結(jié)構(gòu)安裝簡單，自身重量輕，因此減速器的體積也需要盡可能的小，所以本設(shè)計中采用電機(jī)自帶減速器的方式先來降低電機(jī)自身輸出轉(zhuǎn)速。齒輪減速器為行走電機(jī)與鏈傳動之間的獨立的閉式傳動裝置，它通過降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩來滿足實際工況的需求。減速器的類型有很多，按照傳動方式的不同可以分為齒輪減速器，蝸輪蝸桿減速器和行星減速器；按照傳動的級數(shù)可以分為單級和多級減速器。我們已知本設(shè)計中的齒輪減速器的減速比為1。通常情況下單級齒輪減速器的傳動比i≤8—10，且齒輪減速器的優(yōu)點是效率和可靠性高，工作壽命長，維護(hù)簡單；這里齒輪可以選擇直齒、斜齒和人字齒。由于本設(shè)計中的履帶轉(zhuǎn)動的工作轉(zhuǎn)矩較大，因此選擇螺旋傘齒輪做為本設(shè)計中的齒輪減速器。在設(shè)計時保證齒輪傳動的中心距不變的條件下，增加齒數(shù)，不僅可以增大齒輪嚙合的重合度、保證傳動的平穩(wěn)性，而且可以減小齒輪模數(shù)，降低齒高，減少加工的切削量。為了提高傳動的穩(wěn)定性，減少傳動過程中的沖擊振動，降低磨損失效。根據(jù)齒輪副的工作環(huán)境選擇不同的齒輪齒數(shù)，閉式齒輪傳動一般轉(zhuǎn)速較高，為了提高傳動的穩(wěn)定性，減小沖擊振動，通常選擇齒數(shù)多一點的齒輪，小齒輪的齒數(shù)可取為Z1=20~40，而開式（半開式）齒輪傳動，由于輪齒的磨損失效為主要因素，因此小齒輪的齒數(shù)通常選用不多，一般可以小齒輪的齒數(shù)Z1=17—20，且為了防止齒輪嚙合時發(fā)生根切，應(yīng)取Z1≥17。本設(shè)計中的齒輪副的工作環(huán)境為封閉的減速箱內(nèi)，且齒輪傳動的轉(zhuǎn)速較高，因此選定小齒輪的齒數(shù)Z1為20。我們這里選用湖北行星傳動設(shè)備有限公司的精密行星減速機(jī)，由于我們的驅(qū)動方式為L型輸出方式，所以我們這里選用他們的ZJPX系列的精密行星減速機(jī)。該減速機(jī)主要性能：，輸出力矩比直傘齒輪高30%，噪音更低；；，輸入，輸出模塊組合，可進(jìn)行特殊連接設(shè)計，安裝簡便可靠；，在壽命期間無需要換潤滑油脂。ZJPX行星減速機(jī)技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品型號ZJPX65ZJPX85ZJPX115ZJPX142減速比級數(shù)額定輸出扭矩399830831級298020560042465137425515378627281542110335122級349023067516349023067520297115546025349023067532297115540040174295305641954142422603級441102969008044110296900100441102969