【文章內(nèi)容簡介】 它一般由驅(qū)動(dòng)輪、從動(dòng)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(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，加山東輕工 業(yè)學(xué)院 20202 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(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?？刂婆_和各 AGV就組成了一點(diǎn)對多點(diǎn)的無線局域網(wǎng)，在設(shè)計(jì)過程中要注意兩個(gè)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(gè)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(shí)間，提高系統(tǒng)運(yùn)行速度。 （ 8）導(dǎo)航系統(tǒng) 第二章 設(shè)計(jì)任務(wù) 山東輕工 業(yè)學(xué)院 20202 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 設(shè)計(jì)題目： AGV小車的轉(zhuǎn)向總承設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)背景： 題目簡述： 隨著工廠自動(dòng)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(dòng)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(dòng)的完成。 國內(nèi)外制作設(shè)計(jì)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(jì)出不同 的傳動(dòng)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(jì)用蝸桿渦輪進(jìn)行傳動(dòng)。由渦輪帶動(dòng)前輪驅(qū)動(dòng)，后輪是萬向輪，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向。 使用狀況： 室內(nèi)工作；動(dòng)力源為直流電 90V 伺服電機(jī) ,電機(jī)雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shí)；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(jì)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(jì)任務(wù)： 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向 結(jié)構(gòu)，包括動(dòng)力裝置、傳動(dòng)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(jì)算電機(jī)所需功率。 設(shè)計(jì)總體傳動(dòng)方案 設(shè)計(jì)主要傳動(dòng)裝置，完成總體裝配圖（ A0） 。 設(shè)計(jì)主要零件，完成零件圖。 編寫設(shè)計(jì)說明書。 第三章 AGV 機(jī)械結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 山東輕工 業(yè)學(xué)院 20202 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 AGV 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) AGV小車結(jié)構(gòu)示意圖 31。小車采用兩前輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)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(dòng)輪提供驅(qū)動(dòng)力，當(dāng)兩輪運(yùn)動(dòng)速度不同 時(shí)就可以實(shí)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(dòng)器， 9伺服電機(jī) 圖 31 AGV 結(jié)構(gòu)示意圖 車架 車架是整個(gè) 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(dòng)器、 PCD 板和電瓶。對于車架的設(shè)計(jì)，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(shí)心橡膠輪胎。車體前面兩主動(dòng)輪為固定式驅(qū) 動(dòng)輪，與輪轂式電機(jī)相連。后面兩個(gè)隨動(dòng)輪為旋轉(zhuǎn)式隨動(dòng)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(jì) 車體框架是裝配 AGV 其他零部件的主要支撐裝置，是運(yùn)動(dòng)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(jì)（論文） 14 主框架和副框架兩個(gè)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(dòng)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(jì)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(shí)際任務(wù)的需要， AGV 整體尺寸設(shè)計(jì)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(dòng)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(shí)物外型。 圖 34 小車車體實(shí)物外型 驅(qū)動(dòng)方式的選擇 AGV 驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)方式，即前輪為轉(zhuǎn)向輪，后輪為驅(qū)動(dòng)輪，稱為舵輪型。前輪利用電機(jī)控制連接前輪的連桿，帶動(dòng)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(dòng)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(dòng)方式有不同的控制流程，第一種利用兩個(gè)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(jì)（論文） 15 轉(zhuǎn)向位置，當(dāng)位置正確時(shí)承載車則繼續(xù)前進(jìn)，反之，電機(jī)即會(huì)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(dòng)方式當(dāng)承載重量過大時(shí)，可能會(huì)因電機(jī)扭力不足無法動(dòng)作。而第二種則類似汽車轉(zhuǎn)向及傳動(dòng)方式。本課題中我們所選的驅(qū)動(dòng)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(gè)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制． 3. 2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部件的選擇與校核 AGV 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由驅(qū)動(dòng)電源、直流電動(dòng)機(jī)和減速器組成。電動(dòng) 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(dòng)力性，即車輛的運(yùn)動(dòng)速度和驅(qū)動(dòng)力直接決定整車的動(dòng)力性，即車輛的運(yùn)動(dòng)速度和驅(qū)動(dòng)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(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由環(huán)形分配器、功率驅(qū)動(dòng)裝置、步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成一個(gè)開環(huán)的定位運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)接受一個(gè)電脈沖信號時(shí)，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸將轉(zhuǎn)過一定的角度或移動(dòng)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(shí)，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(diǎn)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(dòng)器及步進(jìn)電機(jī)構(gòu)成，它們?nèi)咧g是相互配套的。 自動(dòng)引導(dǎo)車是電動(dòng)車的一種，而電機(jī)是電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)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(diǎn)，并且本課題設(shè)計(jì)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(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力源 。 我們設(shè)計(jì)的 AGV原理樣車載重總質(zhì)量為 75kg，最高時(shí)速設(shè)定為 ，正常運(yùn)行時(shí)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