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正文內(nèi)容

agv車轉(zhuǎn)向總承設(shè)計說明書(編輯修改稿)

2025-01-04 11:30 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 它一般由驅(qū)動輪、從動輪和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)組成 .形式有三輪、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,四輪或六輪一般采用雙輪驅(qū)動、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,也可采用工業(yè)控制計算機(jī),控制臺通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接受主控計算機(jī)下達(dá)的 AGV輸送任務(wù),通過無線通訊系統(tǒng)實時采集各 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)計的 C++語言來編程是一個很好的選擇。在編程時要注意的是 AGV系統(tǒng)的實時性較強(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,加山東輕工 業(yè)學(xué)院 20202 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 11 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、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。控制臺和各 AGV就組成了一點對多點的無線局域網(wǎng),在設(shè)計過程中要注意兩個問題 : ①無線電的調(diào)制問題 無線電通訊中,信號調(diào)制可以用調(diào)幅和調(diào)頻兩種方式。在系統(tǒng)的工作環(huán)境中,電磁干擾較嚴(yán)重,調(diào)幅方式的信號頻率范圍大,易受干擾,而調(diào)頻信號頻率范圍很窄,很難受干擾,所以應(yīng)優(yōu)先考慮調(diào)頻方式。而且調(diào)幅方式的波特率比較低,一般都小于 3200Kbit/s,調(diào)頻的波特率可以達(dá)到 9600K bit/s 以上。 ②通訊協(xié)議問題 在通訊中,通訊的協(xié)議是一個重要問題。協(xié)議的制定要遵從既簡潔又可靠的原則。簡潔有效的協(xié)議可以減少控制器處理信號的時間,提高系統(tǒng)運(yùn)行速度。 ( 8)導(dǎo)航系統(tǒng) 第二章 設(shè)計任務(wù) 山東輕工 業(yè)學(xué)院 20202 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 12 設(shè)計題目: AGV小車的轉(zhuǎn)向總承設(shè)計 設(shè)計背景: 題目簡述: 隨著工廠自動化程度的提高, AGV小車越來越受到人們的青睞,它本身的自動化集成度相當(dāng)高,只需要人們輸入相關(guān)的指令,小車便可按著預(yù)定的指令行走,并且電源的充電過程都可以自動的完成。 國內(nèi)外制作設(shè)計的 AGV 小車的類型有很多,可用于不同的場合,針對不同的場合,設(shè)計出不同 的傳動機(jī)構(gòu),本文所做的小車完全應(yīng)用于工廠車間的物料搬運(yùn),工作環(huán)境相對穩(wěn)定,所以設(shè)計用蝸桿渦輪進(jìn)行傳動。由渦輪帶動前輪驅(qū)動,后輪是萬向輪,負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向。 使用狀況: 室內(nèi)工作;動力源為直流電 90V 伺服電機(jī) ,電機(jī)雙向轉(zhuǎn)動,載荷較平穩(wěn);使用期限為五年,每年工作 200天,每天工作 2 小時;檢修期為三年大修。 生產(chǎn)狀況: 專業(yè)機(jī)械廠制造。 設(shè)計參數(shù) AGV小車的長度: 800mm AGV小車的寬度: 500mm AGV小車的行駛速度: 110mm/s。 設(shè)計任務(wù): 設(shè)計轉(zhuǎn)向 結(jié)構(gòu),包括動力裝置、傳動裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu),畫出總體機(jī)構(gòu)簡圖。 選取電機(jī),計算電機(jī)所需功率。 設(shè)計總體傳動方案 設(shè)計主要傳動裝置,完成總體裝配圖( A0) 。 設(shè)計主要零件,完成零件圖。 編寫設(shè)計說明書。 第三章 AGV 機(jī)械結(jié)構(gòu)和驅(qū)動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計 山東輕工 業(yè)學(xué)院 20202 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 13 AGV 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計 AGV小車結(jié)構(gòu)示意圖 31。小車采用兩前輪獨(dú)立驅(qū)動差速轉(zhuǎn)向,兩后輪為萬向輪的四輪結(jié)構(gòu)形式。伺服電機(jī)經(jīng)減速器后通過驅(qū)動輪提供驅(qū)動力,當(dāng)兩輪運(yùn)動速度不同 時就可以實現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向。 1后輪, 2減速器, 3電瓶, 4光感應(yīng)器, 5前輪, 6單片機(jī), 7車架, 8伺服電機(jī)驅(qū)動器, 9伺服電機(jī) 圖 31 AGV 結(jié)構(gòu)示意圖 車架 車架是整個 AGV 小車的機(jī)體部分,主要用于安裝輪子、光感應(yīng)器、步進(jìn)電機(jī)和減速器。車架上面安裝步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、 PCD 板和電瓶。對于車架的設(shè)計,要有足夠的強(qiáng)度和硬度要求,故車架材料選用鑄造鋁合金,牌號為 6061。其中 6061 質(zhì)量比較輕,焊接性好。 車輪 車輪采用實心橡膠輪胎。車體前面兩主動輪為固定式驅(qū) 動輪,與輪轂式電機(jī)相連。后面兩個隨動輪為旋轉(zhuǎn)式隨動輪,起支承和平衡小車的作用。 載荷傳送裝置 AGV的載荷傳送裝置為一平板,其作用為運(yùn)輸箱體類零件到指定工位。主要用來裝載箱體類零件,運(yùn)送物料等。 車體尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計 車體框架是裝配 AGV 其他零部件的主要支撐裝置,是運(yùn)動中的主要部件之一,主要分為山東輕工 業(yè)學(xué)院 20202 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 14 主框架和副框架兩個部分。主框架為立體型框架結(jié)構(gòu),用于安裝各種控制和通訊設(shè)備。副框架則安裝輪子、各種傳感器和驅(qū)動電機(jī),主框架和副框架用可拆卸聯(lián)接,便于安裝和拆卸,總的來說 AGV 車架相當(dāng)于汽車底盤,是 AGV 機(jī) 械部分的關(guān)鍵。車架設(shè)計及工藝的合理性直接影響 AGV的定位精度, 根據(jù)以上所述要求,并能更好地滿足實際任務(wù)的需要, AGV 整體尺寸設(shè)計為 m(長寬高 )。除 AGV 車體以外的其他輔助系統(tǒng)的安裝直接影響著小車的驅(qū)動和轉(zhuǎn)向。 AGV 車體重心越低,越有利于抗傾翻。如圖 34 為車體實物外型。 圖 34 小車車體實物外型 驅(qū)動方式的選擇 AGV 驅(qū)動的方式大致可分成兩種,一種為兩臺電機(jī)各置于左、右兩邊,利用兩臺電機(jī)的動作與兩輪差速的方式達(dá)到左右轉(zhuǎn),前進(jìn)或停止,即差速型。另一種方式則類似汽車的轉(zhuǎn)向及傳動方式,即前輪為轉(zhuǎn)向輪,后輪為驅(qū)動輪,稱為舵輪型。前輪利用電機(jī)控制連接前輪的連桿,帶動前輪左、右轉(zhuǎn)向,而后輪直接利用步進(jìn)電機(jī)與減速機(jī)構(gòu)帶動承載車前進(jìn) 或停止。 圖 35差速型轉(zhuǎn)間流程圖 這兩種傳動方式有不同的控制流程,第一種利用兩個左 、右電機(jī)差速轉(zhuǎn)彎,因此控制流程圖如圖 35所示。經(jīng)由傳感器感應(yīng)地面軌道回傳轉(zhuǎn)向訊號后,馬上經(jīng)由控制系統(tǒng)判斷山東輕工 業(yè)學(xué)院 20202 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(論文) 15 轉(zhuǎn)向位置,當(dāng)位置正確時承載車則繼續(xù)前進(jìn),反之,電機(jī)即會繼續(xù)轉(zhuǎn)向直到傳感器與地面軌道子系統(tǒng)回傳直行訊號。此種傳動方式當(dāng)承載重量過大時,可能會因電機(jī)扭力不足無法動作。而第二種則類似汽車轉(zhuǎn)向及傳動方式。本課題中我們所選的驅(qū)動移載機(jī)構(gòu)就為差速型,即小車的后面兩輪為萬向輪,而前面兩輪分別由兩個直流電機(jī)驅(qū)動和控制. 3. 2 驅(qū)動系統(tǒng)部件的選擇與校核 AGV 的驅(qū)動系統(tǒng)主要由驅(qū)動電源、直流電動機(jī)和減速器組成。電動 機(jī)的性能參數(shù)及咸速器的規(guī)格型號的確定直接決定整車的動力性,即車輛的運(yùn)動速度和驅(qū)動力直接決定整車的動力性,即車輛的運(yùn)動速度和驅(qū)動力。 電機(jī)的選擇及聯(lián)軸器的選用 伺服電機(jī)是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移或直線運(yùn)動的執(zhí)行機(jī)構(gòu),由環(huán)形分配器、功率驅(qū)動裝置、步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成一個開環(huán)的定位運(yùn)動系統(tǒng),當(dāng)系統(tǒng)接受一個電脈沖信號時,伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸將轉(zhuǎn)過一定的角度或移動一定的直線距離,電脈沖輸入越多,電機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過的角度或直線位移就越多 。同時,輸入電脈沖的頻率越高,電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速或位移速度就越快。步進(jìn)電機(jī)控制的最大特點是沒 有積累誤差,常用于開環(huán)控制。步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)由控制器、驅(qū)動器及步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成,它們?nèi)咧g是相互配套的。 自動引導(dǎo)車是電動車的一種,而電機(jī)是電動車的驅(qū)動源,出于直流電機(jī)本身具有控制系統(tǒng)簡單,調(diào)速方便,不需逆變裝置等優(yōu)點,并且本課題設(shè)計的 AGV 不需要工作在高速大功率之上,因此,在本文仍采用直流電機(jī)作為驅(qū)動系統(tǒng)的動力源 。 我們設(shè)計的 AGV原理樣車載重總質(zhì)量為 75kg,最高時速設(shè)定為 ,正常運(yùn)行時速設(shè)定為 ~ 。 初步選擇電機(jī)的種類為直流伺服電機(jī),型號為 130SZD,相關(guān)的參數(shù)如表 31所示。 表 31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 ?m 額定轉(zhuǎn)速 3000r/min 額定功率 額定電壓 90v 額定電流 15A 峰值轉(zhuǎn)矩
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