【文章內(nèi)容簡介】 檢測到有彎道時將結(jié)束。（2）特殊路徑的行進(jìn) 用于特殊路徑的慢速前進(jìn)，如在小車的行走中，由于導(dǎo)航白線折彎，前置傳感器丟失了白線，小車減速行走，當(dāng)中置傳感器檢測到白線后，根據(jù)時間的長短來判定，使小車向探測到白線的哪一個中置傳感器方向轉(zhuǎn)彎，直到兩個前置傳感器回到白線上，當(dāng)前置傳感器檢測到白線將結(jié)束此過程。其特點是兩個前置傳感器同時在線外的時候，小車自動旋轉(zhuǎn)尋回直線。（3）左轉(zhuǎn)彎時 用于向左的轉(zhuǎn)彎，當(dāng)小車在行進(jìn)過程中需要左轉(zhuǎn)彎時，此時小車左邊的中置傳感器探測到白線，會使小車向左轉(zhuǎn)彎，直到兩個前置傳感器回到白線上，前置傳感器檢測到白線將結(jié)束整個過程。（4）右轉(zhuǎn)彎時 用于向右的轉(zhuǎn)彎，當(dāng)小車在行進(jìn)過程中需要右轉(zhuǎn)彎時，此時小車右邊的中置傳感器探測到白線，會使小車向右轉(zhuǎn)彎，直到兩個前置傳感器回到白線上，前置傳感器檢測到白線將結(jié)束整個過程。（5）停車時 用于停車，最后結(jié)束。 本章小結(jié)本章是自動導(dǎo)引小車總體設(shè)計，主要針對機構(gòu)部分和電控部分作了詳細(xì)的說明，電控分別對傳感器、控制部分和執(zhí)行部分進(jìn)行了討論和分析，以及紅外傳感器和超聲波傳感器的選擇以及確定詳細(xì)的規(guī)格進(jìn)行了說明，還有傳感器的布局參數(shù)分析。第三章 AGV機械部分的設(shè)計 AGV機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計自動導(dǎo)引小車在機械設(shè)計的總體規(guī)劃根據(jù)不同的應(yīng)用場合，它的外觀造型是尤為重要。如果小車的造型完美大氣，那么在工作場合會給繁忙的人們一種很好的親和力和一定的安全感，緩解人們緊張的心里狀況可能會有所幫助。所以在小車機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要注意它的外觀造型。自動導(dǎo)引小車的整車框架是用來裝配零件的主要的支撐支架，也是小車在運行過程中比較重要的一個裝置，其主要分為兩部分：第一部分是主框架結(jié)構(gòu)，是一個垂直的用于各種控制和通信設(shè)備的安裝框架，也就是立體型的框架結(jié)構(gòu)。；第二個部分是副框架結(jié)構(gòu)，驅(qū)動電機和各種傳感器，還有小車的輪子就安裝在副框架上。為了維修和拆卸的方便，主框架結(jié)構(gòu)和副框架結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)結(jié)是可拆卸的。自動導(dǎo)引小車的整車框架小車的主要部分，其對小車的整個車的精度有非常大的影響，所以在設(shè)計過程AGV小車應(yīng)保證：(1)整個車的強度和剛度應(yīng)該符合其加速和承載時的要求。(2)確保小車強度和剛度的前提下來降低車身重量，這樣一來可以更多加大小車的承載貨物的多少。(3)為了使不發(fā)生側(cè)翻或者危險的側(cè)傾，盡量降低小車的重心。(4)防止與其他物體發(fā)生碰撞，小車外面輪廓盡量不要出現(xiàn)突出的部分。所以為了更好地滿足實際任務(wù)的需要，自動導(dǎo)引小車設(shè)計參數(shù)及性能指標(biāo)設(shè)計為：外型尺寸：額定載重：承載高度：行走車速：最高時速設(shè)定為 正常運行時速設(shè)定為 。 機械傳動方式：三輪布置結(jié)構(gòu)和四輪布置結(jié)構(gòu)（本次設(shè)計采用四輪布置結(jié)構(gòu)）充電方式：外置充電器車輪直徑：自動導(dǎo)引小車體外部其它一些輔助系統(tǒng)安裝會對小車行駛和轉(zhuǎn)向造成一定的影響，為了使不發(fā)生側(cè)翻或者危險的側(cè)傾，盡量降低小車的重心。圖為車體實物外型。圖31小車車體實物外型 AGV小車機械結(jié)構(gòu)與建模自動導(dǎo)引小車機械結(jié)構(gòu)尤為重要的部分，也是其核心的部分是它的輪系結(jié)構(gòu)。小車的最大運行速度、最小轉(zhuǎn)彎半徑以及小車的運行在導(dǎo)引路徑的精度的準(zhǔn)確性等都受到了其輪系結(jié)構(gòu)的直接影響。驅(qū)動輪、從動輪和轉(zhuǎn)向機構(gòu)是AGV小車輪系結(jié)構(gòu)的主要組成部分，現(xiàn)在的AGV小車的常見結(jié)構(gòu)根據(jù)AGV小車不同的適用場合的不同以及性能的要求的不同現(xiàn)在比較常見的輪系結(jié)構(gòu)有三輪布置的結(jié)構(gòu)和四輪布置的結(jié)構(gòu)。利用前輪來進(jìn)行轉(zhuǎn)向和驅(qū)動輪的小車其輪系結(jié)構(gòu)是三輪布置的結(jié)構(gòu)，利用兩個驅(qū)動輪、差速轉(zhuǎn)向或者前面兩個輪子進(jìn)行轉(zhuǎn)向的小車其輪系結(jié)構(gòu)是四輪布置的結(jié)構(gòu)。 三輪布置的AGV小車結(jié)構(gòu)與其建模三輪布置結(jié)構(gòu)的自動導(dǎo)引小車的結(jié)構(gòu)布局具有優(yōu)點是其機構(gòu)的組成比較簡單，只要考慮車體的重心位置的合理性就可以了，而且車輪與地面的是否可以接觸不需要特殊的其它設(shè)備來保持，主要原因是三輪布置結(jié)構(gòu)的小車前輪是一個自由輪，兩個后輪差速進(jìn)行驅(qū)動。如圖32所示：圖32三輪布置結(jié)構(gòu)圖用三維軟件Pro/E對小車建模：（1）打開pro/e軟件,點擊【 文件 】【 新建 】【 零件 】【 實體 】【mmns_part_solid】確定。然后選擇FRONT作為草繪基準(zhǔn)平面，通過拉伸特征建立如圖33所示車架的實體結(jié)構(gòu)：圖33（2）選擇合適的基準(zhǔn)平面，通過拉伸特征，鏡像特征建立如圖34所示的車輪、支架、軸的實體結(jié)構(gòu)： 圖34（3）選擇選擇合適的基準(zhǔn)平面，通過拉伸特征，鏡像特征，旋轉(zhuǎn)特征，【掃描】【伸出項】特征建立如圖35所示的轉(zhuǎn)向輪電機、前輪、皮帶輪、主動輪電機、梯形帶、軸承支架實體的結(jié)構(gòu)：圖35 三輪布置效果圖 三輪布置的結(jié)構(gòu)的實體效果圖如圖35，其一般用兩個后輪作為其定向輪保持不變，前面的一個輪子不僅用來驅(qū)動AGV小車的行駛，而且還用來AGV小車的轉(zhuǎn)向功能（可以轉(zhuǎn)動的萬向輪），所配備的兩個電機：一個裝配在萬向輪是用來驅(qū)動小車的交流減速電機；另一個裝配在車架上的是用來控制小車方向的精度比較高的步進(jìn)電機，所以三輪布置的前輪可以說是一個組合輪。由上我們可以得知三輪布置結(jié)構(gòu)的小車的輪系結(jié)構(gòu)機動性比較好，這種結(jié)構(gòu)通常用在路面不好的地方，其行走的方式以拖動型為主。三輪布置的優(yōu)點是機械構(gòu)造和控制系統(tǒng)都比較簡單，單價不怎么高，但是由于兩個從動輪不能夠定向，通常把導(dǎo)向傳感器裝在整車的后邊，向前的行走通常是三輪布置結(jié)構(gòu)；其次由于三輪布置的結(jié)構(gòu)是由3個輪子來支撐整車，因而在載重的時候應(yīng)把貨物放在盡量放在小車的中心或者是后輪方向的地方，便能比較好的保持小車在行進(jìn)過程中的平衡性。但是三輪布置的缺點是如果AGV小車在運行的過程中速度相對比較快，那么小車會受離心力的作用很容易發(fā)生側(cè)翻的危險，所以三輪布置的結(jié)構(gòu)應(yīng)用于低速場合將比較合適。 四輪布置的AGV小車結(jié)構(gòu)與其建模目前很多自動導(dǎo)引小車其輪系結(jié)構(gòu)采用的是四輪布置的結(jié)構(gòu)，其通常以從動輪作為為轉(zhuǎn)向輪，驅(qū)動輪作為定向輪或者轉(zhuǎn)向輪為驅(qū)動輪兩種方式。跟三輪建模一樣，打開pro/e軟件,點擊【 文件 】【 新建 】【零件】【實體】【mmns_part_solid】確定，選擇FRONT作為草繪基準(zhǔn)平面。然后選擇選擇合適的基準(zhǔn)平面，通過拉伸特征，鏡像特征，旋轉(zhuǎn)特征，【掃描】【伸出項】特征建立四輪布置結(jié)構(gòu)的小車。第一種：從動輪為轉(zhuǎn)向輪，驅(qū)動輪為定向輪，如圖36所示：圖36 四輪布置結(jié)構(gòu)圖（1）從動輪作為為轉(zhuǎn)向輪，驅(qū)動輪作為定向輪這種布置的四輪輪系結(jié)構(gòu)是現(xiàn)在比較多的一種結(jié)構(gòu)，圖37是這種輪系結(jié)構(gòu)的效果圖。與普通汽車的車身結(jié)構(gòu)，在圖中我們可以看出小車前面兩個輪子為萬向輪，它在這里作為轉(zhuǎn)向輪來使用，在這里小車的轉(zhuǎn)向角度通過步進(jìn)電機來進(jìn)行比較精確的控制，其轉(zhuǎn)向傳動可以用傳動帶或者連桿；小車后面兩個輪子為兩個定向輪，在這里其作為驅(qū)動輪來使用，這兩個定向輪的驅(qū)動可以用兩個電機分別進(jìn)行，也可以在一個電機上安裝差速器來實現(xiàn)。使用兩個電機的優(yōu)點是當(dāng)小車在運行的過程中有一個主動輪沒有接地空轉(zhuǎn)，那么另外的一個電機提供的驅(qū)動力可以使小車?yán)^續(xù)正常工作。圖37 四輪布置效果圖（1）由于小車的后面兩個輪子是驅(qū)動輪，那么兩個前輪轉(zhuǎn)向的角度不要過大，但在小車轉(zhuǎn)向角度要求不高時候可以用連桿傳動機構(gòu)來進(jìn)行轉(zhuǎn)向。采用這種四輪布置結(jié)構(gòu)的AGV小車的操作控制很簡單，機械結(jié)構(gòu)也不怎么復(fù)雜，但它一般用于單向的運行，再加上后端作為驅(qū)動輪，所以四輪布置結(jié)構(gòu)的小車最小轉(zhuǎn)彎半徑是比較大的。第二種：轉(zhuǎn)向輪為驅(qū)動輪，如圖38所示：圖38 四輪布置結(jié)構(gòu)圖（2）以轉(zhuǎn)向輪為驅(qū)動輪的輪系結(jié)構(gòu)的自動導(dǎo)引小車現(xiàn)在企業(yè)使用的叉車的結(jié)構(gòu)是差不多的，所以這種輪系結(jié)構(gòu)的小車也是市場比較常見的，其四輪布置效果圖如圖39所示。在圖中我們可以看出，這種輪系結(jié)構(gòu)的AGV小車前面兩個主動輪即萬向輪的轉(zhuǎn)向角度用交流步進(jìn)電機來進(jìn)行控制，還可以在在兩個主動輪分別裝備有驅(qū)動電機，這兩個驅(qū)動電機是用來驅(qū)動輪子以帶動小車運行。為了保證兩個輪子的轉(zhuǎn)向的角同向且角度相同，可以用連桿傳動機構(gòu)來進(jìn)行轉(zhuǎn)向，當(dāng)AGV小車的轉(zhuǎn)彎半徑要求不怎么大時可用轉(zhuǎn)向電機帶動同步帶傳動進(jìn)行轉(zhuǎn)向。圖39 四輪布置圖效果圖（2）由于此輪子結(jié)構(gòu)的AGV小車的前輪不僅是驅(qū)動輪又是轉(zhuǎn)向輪，那么它的后輪部分的機械結(jié)構(gòu)相對前輪來說簡易了許多。為了增加小車的平穩(wěn)性，在其后面裝備一個減震結(jié)構(gòu)，減震結(jié)構(gòu)如圖310所示。與車體骨架相連的是一個活動臂，活動臂與小車的部分減震的阻尼彈簧向連接，當(dāng)小車行走在路面不平的地段時，通過活動臂與阻尼彈簧的共同作用，可以減輕小車的抖動，也可以避免其上面貨物的滑落。還有為了減少小車的轉(zhuǎn)彎半徑，所以后面的兩個輪子即從動輪不能同軸轉(zhuǎn)動，必須使內(nèi)側(cè)和外側(cè)的車輪存在速度差可以解決這一問題，因而這種四輪布置的輪系結(jié)構(gòu)小車在驅(qū)動和轉(zhuǎn)向控制上一般都是比較自如的，比較小的轉(zhuǎn)彎半徑都是能夠適應(yīng)的。相對于第一種四輪布置的結(jié)構(gòu)來說，第二種必然增加了整車的小車機械部分的復(fù)雜性，所以這種結(jié)構(gòu)的小車整車重量和成本都是比較高的。圖310減震結(jié)構(gòu)車體外飾的設(shè)計也是一個比較重要的一個單元，考慮到小車維護和修理的方便性，其結(jié)構(gòu)形式和安裝方法應(yīng)簡單。自動導(dǎo)引小車車體面板采用的是塑料的PVC板，厚度為2mm，之所以用PVC板的原因是它的加工和安裝都是比較簡單的，而于固定硬件電路板都是很方便的。小車車身外部周圍應(yīng)盡量不要有突出的部分，這樣可以避免不必要的碰撞。小車車身顏色也是比較重要的，容易出現(xiàn)危險的地方應(yīng)該用比較鮮亮醒目的顏色（比如車架可以用紅色），其它地方的顏色應(yīng)盡量靠近所工作環(huán)境的效果。 伺服驅(qū)動電動機的選取及其參數(shù)自動導(dǎo)引小車動力來源是蓄電池，由蓄電池給電機提供能量來驅(qū)動小車的運行。小車的驅(qū)動力是由伺服驅(qū)動電機是用來控制的，為整個小車提供動力，所以伺服電機的選取與小車的運動狀態(tài)，即小車的運行快慢，以及所產(chǎn)生的扭矩和驅(qū)動力有很大的關(guān)系。交流電機的控制系統(tǒng)比較簡單，速度也比較方便調(diào)節(jié)，不需要逆變器，由于自動導(dǎo)引小車在工作的時候所需的功率并不是特別的大，所以本次設(shè)計采用的是交流伺服電機。本次設(shè)計的自動導(dǎo)引小車的載重量為，設(shè)正常運行的速度為，速度最高時為。伺服電機的選取過程：（1）選擇電機的容量電動機所需要的功率 由式 因此： 由電動機到AGV小車輪軸的總效率 式中：是滾動軸承，是齒輪傳動，是聯(lián)軸器，是輪軸的傳動效率。取 ），（不包括軸承效率），，則 所以 （2）確定電動機的轉(zhuǎn)速輪軸工作轉(zhuǎn)速為：二級圓柱齒輪減速器傳動比為，那么總的傳動比合理范圍為。所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為:—AGV小車車輪前進(jìn)所需功率，；— 電動機到AGV小車輪軸的總效率；—AGV小車的運行阻力，即牽引力，；（由第四章計算的到為）— AGV小車輪的線速度，；— AGV小車車輪直徑。綜上所述，本次自動導(dǎo)引小車的設(shè)計選擇額定功率的交流伺服電機作為其驅(qū)動電機，所采用的交流伺服電機品牌是ADTECH，型號:ACH13150A。ACH13150A伺服電機高速力矩，平穩(wěn)性好，低噪音，低震動，精度高，外觀精美而且易于安裝。下圖311是ACH13150A交流伺服電機實物圖：圖311 ACH13150A電機下表31為ACH13150A電機的參數(shù)：表31 ACH13150A電機參數(shù)型號 ACH13150A額定功率（KW）相數(shù)、線電壓（V）3相220V額定轉(zhuǎn)速（rpm)1500rpm最高轉(zhuǎn)速（rpm）1750rpm最高機械轉(zhuǎn)速（rpm）2000rpm額定轉(zhuǎn)矩（）最大轉(zhuǎn)矩（）17額定線電流（A）3轉(zhuǎn)子慣性（）12而自動導(dǎo)引小車在轉(zhuǎn)向的時候所需要的動力不怎么大，轉(zhuǎn)向電機可以選用功率相對小點的，所以直接選取60JSF系列伺服電機，即型號為JSF 604030DF1000作為轉(zhuǎn)向電機（圖312為其轉(zhuǎn)向電機實物圖），JSF 604030DF1000電機的調(diào)速范圍寬，低噪音，高效率，運行平穩(wěn)，高性能釹硼磁鋼設(shè)計能提供3倍以上峰值扭矩。圖312 轉(zhuǎn)向電機下表32為JSF 604030DF1000電機的參數(shù)：表32 JSF 604030DF1000電機參數(shù)電 機型 號額定功率(W)電壓(VDC)電流(A)額定轉(zhuǎn)速(Rpm)額定扭矩(Nm)峰值扭矩(Nm)JSF 604030DF1000400723000（3）聯(lián)軸器和鍵的選擇通過電動機和減速器的結(jié)構(gòu)尺寸來決定取載荷系數(shù),那么聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩為通過計算轉(zhuǎn)矩、最小軸徑、軸的轉(zhuǎn)速，查標(biāo)準(zhǔn)或手冊，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，電動機和減速器之間的聯(lián)軸器型號