【文章內(nèi)容簡介】 蓄電池由正負(fù)極板、隔板和電解液、蓄電池槽及連接條、接線端子和排氣閥組成。一只蓄電池一般由6個(gè)單格組合而成，每個(gè)單格由若干片正負(fù)極板間隔重疊而成，中間用超細(xì)玻璃纖維隔板隔離。數(shù)片正極板用鉛合金焊接而成正極群，同樣負(fù)極也是如此，正負(fù)極群裝于蓄電池槽內(nèi)組成單體蓄電池。單體蓄電池之間用鉛零件或連接條從單格之間的蓄電池槽隔板頂端以串聯(lián)形式連在一起，蓄電池槽蓋用密封膠粘結(jié)。首尾單格做引出端子，引出正負(fù)極。充電器是電動(dòng)車四大核心部件之一，充電器的好壞嚴(yán)重影響著蓄電池的使用壽命。充電器主要由整流濾波、高壓開關(guān)、電壓交換、恒壓及電控制等幾個(gè)部分組成。其中整流濾波電路的用途是將220v交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?00v左右的直流電壓，通過高壓開關(guān)電路及電壓交換，產(chǎn)生充電時(shí)所需的低壓直流電壓，再由充電控制電路控制后對蓄電池充電，采用這種方式的充電器具有體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn)。對于在狹窄的車間通道行走的小車，，考慮到通道中有吸塵裝置的存在。這樣小車就能靈活地在車間通道行走。此類車間小車的負(fù)載為操作工人，對小車的強(qiáng)度要求不高。設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮的是小車的行駛速度，電動(dòng)機(jī)的力矩。小車行駛速度的要求為成人正常的步行速度，設(shè)計(jì)時(shí)初選小車的輪胎為10寸輪胎，則車輪的速度為 （)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 （） 由于控制器是電動(dòng)小車的控制核心，它是用來控制電動(dòng)車電機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、進(jìn)退、速度、停止以及電動(dòng)車的其它電子器件的核心控制器件，它就象是電動(dòng)車的大腦，是電動(dòng)車上重要的部件。電動(dòng)車控制器也因?yàn)椴煌能囆投胁煌男阅芎吞攸c(diǎn)。所以根據(jù)控制器的原理可以初步選用一個(gè)電機(jī) 電機(jī)相關(guān)參數(shù)表參數(shù)名稱相關(guān)數(shù)據(jù)額定轉(zhuǎn)矩11N?m額定轉(zhuǎn)速1000r/min額定功率 kw額定電壓90v額定電流15A峰值轉(zhuǎn)矩88N?m機(jī)電時(shí)間常數(shù)重量14kg 根據(jù)控制器的原理將電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速控制在200r/min。小車的載重及自身重量 （）滾動(dòng)摩擦系數(shù) u=阻尼轉(zhuǎn)矩 F=u*G== （）電機(jī)轉(zhuǎn)矩 （）電機(jī)功率（不計(jì)能量損失) P=F*v== （）初選電動(dòng)機(jī)為130ZY0149A1。由于鉻鉬鋼車架具有以下的優(yōu)點(diǎn)：(1).加工性好鉻鉬鋼的車架是歷史最久的車架，因此對它的研究時(shí)間也最長。現(xiàn)在能做到車架所需強(qiáng)度的極薄的管道。(2).沖擊的吸收性能好騎感極好，如像彈簧般的騎感。構(gòu)成車架的鉻鉬鋼管道有優(yōu)異的吸收沖擊的能。(3).焊接容易鉻鉬鋼比起鈦、鋁焊接容易。可以設(shè)計(jì)成名種形狀。另外，焊接后也不需要熱處理，因此不需要大型的熱處理設(shè)備，成本低。(4).價(jià)格便宜雖然有些高擋次的鉻鉬鋼車架價(jià)格貴，但一般價(jià)格便宜。也可以說，用便宜的價(jià)格買到高擋次的車架。所以電動(dòng)小車的車架選用鉻鉬鋼。 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新 針對在狹窄的車間通道行走的電動(dòng)小車創(chuàng)新設(shè)計(jì)主要參考的是電動(dòng)自行車創(chuàng)新設(shè)計(jì)的方法。 創(chuàng) 輕量化設(shè)計(jì) 混合動(dòng)力 新 綠色環(huán)保 自行車 偏心輪 方 可折疊 創(chuàng)新 皮帶傳動(dòng) 向 人機(jī)工程學(xué) 可折疊 偏心輪 可折疊 人機(jī)工程學(xué) 各種創(chuàng)新的小車由于車間里的小車長期處于工作狀態(tài)，不必將小車存放起來，所以設(shè)計(jì)折疊的電動(dòng)小車意義不大；同時(shí)對于輕量化設(shè)計(jì)中，小車采用的大多是碳纖維的材料，價(jià)格昂貴，不適合在車間里普遍推廣；對于車間中的小車，它應(yīng)該具有良好的穩(wěn)定性，偏心輪設(shè)計(jì)也就不用考慮了。所以，比較了各種電動(dòng)自行車的模型后， 決定采用符合人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)方案。在完成了對兩個(gè)電動(dòng)小車的建模工作后對電動(dòng)小車的各個(gè)部件功能有了一個(gè)清晰的認(rèn)識，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)以及人機(jī)工程學(xué)的相關(guān)原理對電動(dòng)小車的結(jié)構(gòu)做出了創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出了躺式電動(dòng)小車，人可以躺在電動(dòng)小車上對車間通道兩側(cè)的機(jī)器進(jìn)行操作。 各種小車結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)的比較兩輪電動(dòng)小車體積較小，靈活輕便，工人能夠駕著小車在狹窄的車間通道靈活行走。但是兩輪電動(dòng)小車的平衡性較差，工人駕車時(shí)要時(shí)刻集中精神，很容易疲勞。對通道兩側(cè)的機(jī)器進(jìn)行檢測、維修時(shí)往往需要下車，比較麻煩。而且小車對于操作工人的駕車技術(shù)有一定的要求。三輪電動(dòng)小車相比兩輪小車而言，最大的優(yōu)點(diǎn)是平穩(wěn)性較好，工人可以在小車上對通道兩側(cè)的機(jī)器進(jìn)行操作，設(shè)計(jì)時(shí)將三輪小車的座椅設(shè)計(jì)成可以旋轉(zhuǎn)的，當(dāng)發(fā)現(xiàn)通道上機(jī)器故障了，工人只需將座椅旋轉(zhuǎn)來對著故障了的機(jī)器就可以進(jìn)行操作了，在平時(shí)的駕車過程中，工人可以靠著座椅，相對于兩輪小車的坐墊更為舒適。躺式電動(dòng)小車與兩輪和三輪電動(dòng)小車相比，舒適性更好好常規(guī)電動(dòng)車車騎時(shí)間長了，肩、背、腰、手臂、手掌易疲勞。 躺車騎行時(shí)，腰、背、肩、手臂、手掌完全處于放松狀態(tài)，故躺車長時(shí)間騎行也不易疲勞。安全性更好，操作人員臨時(shí)停車來維修機(jī)器時(shí)，兩腳自然落地躺車仍可站立。躺車重心低，即使摔倒其勢能也低，不會像騎常規(guī)電動(dòng)車車那樣，一個(gè)跟斗栽下去，最多只是車倒側(cè)滑。同時(shí)，躺式小車也存在著明顯的缺點(diǎn)，躺式小車的車身長度略長，靈活性不足。更適合于車間通道稍微寬一點(diǎn)的操作。 本章小節(jié) 本章中主要是電機(jī)的選用設(shè)計(jì)過程，其中對小車驅(qū)動(dòng)功率、電機(jī)扭矩的計(jì)算作了詳細(xì)的論述。根據(jù)計(jì)算、分析選擇直流電動(dòng)機(jī)和蓄電池，選擇輪胎，設(shè)計(jì)控制器和蓄電池的安放位置。并且比較了常規(guī)的電動(dòng)車與設(shè)計(jì)的躺式電動(dòng)車的優(yōu)缺點(diǎn)。3 AGV小車的設(shè)計(jì) AGV小車的結(jié)構(gòu)組成 AGV由車載控制系統(tǒng)、車體系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、移載系統(tǒng)和安全與輔助系統(tǒng)組成。 （1）車載控制系統(tǒng) 車載控制系統(tǒng)是AGV的核心部分，一般由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、單片機(jī)及工控機(jī)等。導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)導(dǎo)航方式不同可分為電磁導(dǎo)航、磁條導(dǎo)航、激光導(dǎo)航和慣性導(dǎo)航等不同形式。通過導(dǎo)航系統(tǒng)能使AGV確定其自身位置，并能沿正確的路徑行走。通訊系統(tǒng)是AGV和控制臺之間交換信息和命令的橋梁，由于無線電通訊具有不受障礙物阻擋的特點(diǎn)，一般在控制臺和AGV之間采用無線電通訊，并顯示有關(guān)信息，通過RS232接口和計(jì)算機(jī)相連接。AGV上的能源為蓄電池，所以AGV的動(dòng)作執(zhí)行元件一般采用直流電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和直流伺服電機(jī)等。 （2）車體系統(tǒng) 它包括底盤、車架、殼體和控制器、蓄電池安裝架等，是AGV的軀體，具有電動(dòng)車輛的結(jié)構(gòu)特征。 （3）行走系統(tǒng) 它一般由驅(qū)動(dòng)輪、四輪、六輪及多輪等，三輪結(jié)構(gòu)一般采用前輪轉(zhuǎn)向和驅(qū)動(dòng)，四輪或六輪一般采用雙輪驅(qū)動(dòng)、差速轉(zhuǎn)向或獨(dú)立轉(zhuǎn)向方式。 （4）移載系統(tǒng) 它是用來完成作業(yè)任務(wù)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在不同的任務(wù)和場地環(huán)境下，可以選用不同的移載系統(tǒng)，常用的有滾道式、叉車式、機(jī)械手式等。（5）安全與輔助系統(tǒng) 為了避免AGV在系統(tǒng)出故障或有人員經(jīng)過AGV工作路線時(shí)出現(xiàn)碰撞，AGV一般都帶有障礙物探測及避撞、警音、警視、緊急停止等裝置。另外，還有自動(dòng)充電等輔助裝置。 （6）控制臺 控制臺可以采用普通的IBMPC機(jī)，如條件惡劣時(shí)，也可采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，控制臺通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接受主控計(jì)算機(jī)下達(dá)的AGV輸送任務(wù)，通過無線通訊系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集各AGV的狀態(tài)信息。根據(jù)需求情況和當(dāng)前各AGV運(yùn)行情況，將調(diào)度命令傳遞給選定的AGV。AGV完成一次運(yùn)輸任務(wù)后在待命站等待下次任務(wù)。如何高效地、快速地進(jìn)行多任務(wù)和多AGV的調(diào)度，以及復(fù)雜地形的避碰等一系列問題都需要軟件來完成。由于整個(gè)系統(tǒng)中各種智能設(shè)備都有各自的屬性，因此用面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)的C++語言來編程是一個(gè)很好的選擇。在編程時(shí)要注意的是AGV系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，為了加快控制臺和AGV之間的無線通訊以及在此基礎(chǔ)上的AGV調(diào)度，編程中最好采用多線程的模式，使通訊和調(diào)度等各功能模塊互不影響，加快系統(tǒng)速度。 （7）通訊系統(tǒng) 通訊系統(tǒng)一方面接受監(jiān)控系統(tǒng)的命令，及時(shí)、準(zhǔn)確地傳送給其它各相應(yīng)的子系統(tǒng)，完成監(jiān)控系統(tǒng)所指定的動(dòng)作:另一方面又接收各子系統(tǒng)的反饋信息，回送給監(jiān)控系統(tǒng)，作為監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)、管理、控制的依據(jù)。 由于AGV位置不固定，且整個(gè)系統(tǒng)中設(shè)備較多，控制臺和AGV間的通訊最適宜用無線通訊的方式。 AGV小車的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一臺自動(dòng)導(dǎo)引小車AGV，可以在水平面上按照預(yù)先設(shè)定的軌跡行駛。本設(shè)計(jì)采用ARM8019主板作為控制系統(tǒng)來控制