《頂升式AGV結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(共34頁(yè))》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《頂升式AGV結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(共34頁(yè))（33頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 編號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目 頂升式AGV結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng)信承諾書(shū) 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（題目： 頂升式AGV結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ）是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。盡本人所知，除了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。 作者簽名： 年 月 日 （學(xué)號(hào)）： 專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)

2、業(yè) 頂升式AGV結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘要 頂升式AGV全稱(chēng)自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)，它是在計(jì)算機(jī)控制下，通過(guò)數(shù)字圖像處理裝置導(dǎo)引并沿設(shè)定的路徑運(yùn)行完成作業(yè)的無(wú)人駕駛自動(dòng)小車(chē)，伺服驅(qū)動(dòng)，頂升執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它為現(xiàn)代制造業(yè)、現(xiàn)代物流提供了一種高度柔性化和自動(dòng)化的運(yùn)輸方式。 本文介紹了AGV在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用情況，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題要求，設(shè)計(jì)了頂升式AGV。其中研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 1.論述了AGV系統(tǒng)的組成、視覺(jué)導(dǎo)引方式及原理。 2.介紹AGV車(chē)體機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，并根據(jù)小車(chē)驅(qū)動(dòng)方式和工作要求，對(duì)電機(jī)、蓄電池等進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選型。 3.根據(jù)AGV系統(tǒng)的控制和工藝要求，對(duì)其執(zhí)行機(jī)

3、構(gòu)頂升裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 4.在總結(jié)全文的基礎(chǔ)上，對(duì)頂升式AGV的設(shè)計(jì)和研究提出了展望。 關(guān)鍵詞：AGV，視覺(jué)導(dǎo)引，頂升裝置  JACK-UP TYPE AGV Abstract Jack-up type AGV full name is Automatic Guided Vehiele,it is under the control of the computer,the digital image processing device guiding and along a set path running finish homework unmanned aut

4、omatic vehicle，servo drive,lifting execting machanism.It is a modern manufacturing industry,modern logistics to provide a highly flexible and automatic mode of transport. This paper introduces the AGV in the domestic and foreign development status and application situation,on this foundation,combin

5、ing the subject of graduation design requirements,design of jack-up type AGV.The research contents include the following aspects: 1.The discusses the AGV system composition, visual guidance mode and principle. 2 Introduction to AGV body of mechanism design, and in accordance with the car driving m

6、ode and work requirements, the motor, batteries for the design and selection of. 3 According to AGV system control and process requirements, the executive mechanism lifting device is designed. 4.On the base of summarizing the dissertation, the jacking type AGV puts forward the design and research

7、prospect. Key Words: AGV, vision guidance, jack-up device  目 錄 第一章 緒論 1.1 AGV概述 自動(dòng)引導(dǎo)小車(chē) (Automated Guided Vehicle ，簡(jiǎn)稱(chēng) AGV)，指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車(chē)，工業(yè)應(yīng)用中不需駕駛員的搬運(yùn)車(chē)，以可充電之蓄電池為動(dòng)力來(lái)源。一般可通過(guò)電腦來(lái)控制其行進(jìn)路線以

8、及行為,或利用電磁軌道(electromagnetic path-following system)來(lái)設(shè)立其行進(jìn)路線，電磁軌道黏貼於地板上，無(wú)人搬運(yùn)車(chē)則依循電磁軌道所帶來(lái)的訊息進(jìn)行移動(dòng)與動(dòng)作。還可利用視覺(jué)導(dǎo)航技術(shù)，GPS 導(dǎo)航技術(shù)等進(jìn)行引導(dǎo)。 1.2 AGV在國(guó)際國(guó)內(nèi)的發(fā)展及應(yīng)用 1.2.1 AGV的發(fā)展 五十年代，第一臺(tái)自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)是由Barrett電子公司在美國(guó)開(kāi)發(fā)成功。但在六十年代和七十年代AGV技術(shù)主要在歐洲得到發(fā)展。八十年代，發(fā)展中心又轉(zhuǎn)移到美國(guó)目前在國(guó)內(nèi)AGV的應(yīng)用逐漸開(kāi)始推廣。從應(yīng)用的行業(yè)分析，分布面非常廣闊，有汽車(chē)工業(yè)、飛機(jī)制造業(yè).家用電器行業(yè)、煙草行業(yè)、機(jī)械加工、倉(cāng)庫(kù)

9、、郵電部門(mén)等。這說(shuō)明AGV在我國(guó)有一個(gè)潛在的廣闊市場(chǎng)。隨著社會(huì)科技的發(fā)展和市場(chǎng)需求水平的提高，AGV技術(shù)也有其自身的主要發(fā)展方向: 1、AGV的市場(chǎng)正向二極化方向發(fā)展，一個(gè)是向自動(dòng)化程度高的高檔市場(chǎng)發(fā)展;另一個(gè)是向流通領(lǐng)域、辦公室等大多數(shù)以人為接點(diǎn)的低檔市場(chǎng)發(fā)展。 2、AGV正向多導(dǎo)向方式、智能化發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)預(yù)定的搬運(yùn)計(jì)劃、發(fā)揮無(wú)人搬運(yùn)車(chē)的優(yōu)勢(shì)，關(guān)鍵取決于導(dǎo)向系統(tǒng)。電磁導(dǎo)向方式是最先開(kāi)發(fā)的AGV導(dǎo)向方式，目前應(yīng)用的范圍最為廣泛。但由于電磁導(dǎo)向方式的缺點(diǎn)，相繼出現(xiàn)了光學(xué)導(dǎo)向方式、磁石導(dǎo)向方式、激光導(dǎo)向、標(biāo)記追蹤導(dǎo)向及圖像傳感器導(dǎo)向方式等。多種導(dǎo)向方式充分體現(xiàn)了無(wú)人搬運(yùn)系統(tǒng)高柔性、高效率、高可

10、靠性、低成本的發(fā)展特點(diǎn)，并正向智能化方向發(fā)展，使AGV技術(shù)達(dá)到新水平。 3、對(duì)AGV進(jìn)行工程可行性分析驗(yàn)證時(shí)，愈來(lái)愈多的使用系統(tǒng)仿真方法。專(zhuān)用仿真語(yǔ)言將使用戶使用方便，仿真費(fèi)用將不斷降低，一般仿真系統(tǒng)包括有彩色圖形輸入與顯示系統(tǒng)，仿真處理機(jī)和仿真語(yǔ)言。 4、AGV/AGV模塊化設(shè)計(jì)研究，由于不同的AGV/AGV之間有許多的模塊的功能是相同的，因此為了能夠適應(yīng)不同的使用要求和縮短新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，最好是采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，將AGV的各功能模塊設(shè)計(jì)成不同的系列，再根據(jù)具體的使用要求進(jìn)行組合。 5、AGV系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)愈來(lái)愈多地具有跟蹤物料和儲(chǔ)存信息的功能，以支持“準(zhǔn)時(shí)制”生產(chǎn)，以便允許與AG

11、V間或任何其他控制器進(jìn)行通信。 6、把AGV和移動(dòng)機(jī)器人的能夠進(jìn)行靈活操作的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，使之具有更高的科技含量和取得更前沿的應(yīng)用。 1.2.2 AGV的應(yīng)用 AGV已經(jīng)成為許多制造其余提高生產(chǎn)效率和系統(tǒng)智能化水平的重要手段，具體使用領(lǐng)域如下： 1、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù); 2、柔性加工系統(tǒng); 3、柔性裝配系統(tǒng)(以AGV作為活動(dòng)裝配平臺(tái)); 4、機(jī)械、電子、卷煙、醫(yī)療。食品、造紙、紡織、化工等行業(yè)的物料輸送; 5、在車(chē)站、機(jī)場(chǎng).郵局的物品分撿中作為運(yùn)輸工具; 6、也有用在辦公室、醫(yī)院、賓館的AGV: 7、危險(xiǎn)場(chǎng)所和特種行業(yè)。AGV被用于物品運(yùn)送，這樣就減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度， 避免

12、了危險(xiǎn)環(huán)境對(duì)人的傷害。 1.3 AGV 的分類(lèi)及引導(dǎo)方式 　AGV從發(fā)明至今已經(jīng)有50年的歷史，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，其種類(lèi)和形式變得多種多樣。常常根據(jù)AGV自動(dòng)行駛過(guò)程中的導(dǎo)航方式將AGV分為以下幾種類(lèi)型： 　　1.電磁感應(yīng)引導(dǎo)式AGV 　　電磁感應(yīng)式引導(dǎo)一般是在地面上，沿預(yù)先設(shè)定的行駛路徑埋設(shè)電線，當(dāng)高頻電流流經(jīng)導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線周?chē)a(chǎn)生電磁場(chǎng)，AGV上左右對(duì)稱(chēng)安裝有兩個(gè)電磁感應(yīng)器，它們所接收的電磁信號(hào)的強(qiáng)度差異可以反映AGV偏離路徑的程度。AGV的自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)這種偏差來(lái)控制車(chē)輛的轉(zhuǎn)向，連續(xù)的動(dòng)態(tài)閉環(huán)控制能夠保證AGV對(duì)設(shè)定路徑的穩(wěn)定自動(dòng)跟蹤。這種電磁感應(yīng)引導(dǎo)式導(dǎo)航方法目前在絕大多

13、數(shù)商業(yè)化的AGVS上使用，尤其是適用于大中型的AGV。 　　2.激光引導(dǎo)式AGV 　　該種AGV上安裝有可旋轉(zhuǎn)的激光掃描器，在運(yùn)行路徑沿途的墻壁或支柱上安裝有高反光性反射板的激光定位標(biāo)志，AGV依靠激光掃描器發(fā)射激光束，然后接受由四周定位標(biāo)志反射回的激光束，車(chē)載計(jì)算機(jī)計(jì)算出車(chē)輛當(dāng)前的位置以及運(yùn)動(dòng)的方向，通過(guò)和內(nèi)置的數(shù)字地圖進(jìn)行對(duì)比來(lái)校正方位，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搬運(yùn)。 　　目前，該種AGV的應(yīng)用越來(lái)越普遍。并且依據(jù)同樣的引導(dǎo)原理，若將激光掃描器更換為紅外發(fā)射器、或超聲波發(fā)射器，則激光引導(dǎo)式AGV可以變?yōu)榧t外引導(dǎo)式AGV和超聲波引導(dǎo)式AGV。 　　3． 視覺(jué)引導(dǎo)式AGV 　　視覺(jué)引導(dǎo)

14、式AGV是正在快速發(fā)展和成熟的AGV，該種AGV上裝有CCD攝像機(jī)和傳感器，在車(chē)載計(jì)算機(jī)中設(shè)置有AGV欲行駛路徑周?chē)h(huán)境圖像數(shù)據(jù)庫(kù)。AGV行駛過(guò)程中，攝像機(jī)動(dòng)態(tài)獲取車(chē)輛周?chē)h(huán)境圖像信息并與圖像數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較，從而確定當(dāng)前位置并對(duì)下一步行駛做出決策。 　　這種AGV由于不要求人為設(shè)置任何物理路徑，因此在理論上具有最佳的引導(dǎo)柔性，隨著計(jì)算機(jī)圖像采集、儲(chǔ)存和處理技術(shù)的飛速發(fā)展，該種AGV的實(shí)用性越來(lái)越強(qiáng)。 此外，還有鐵磁陀螺慣性引導(dǎo)式AGV、光學(xué)引導(dǎo)式AGV等多種形式的AGV 1.4 頂升式AGV 頂升式AGV又稱(chēng)舉升式AGV或升降式AGV,分為單舉升式和雙舉升式。 單舉

15、升式AGV具有可任意旋轉(zhuǎn)和升降的工作平臺(tái)，工作平臺(tái)分專(zhuān)用和通用，專(zhuān)用平臺(tái)適合大量裝配同一產(chǎn)品。整臺(tái)AGV可單獨(dú)作為移動(dòng)裝配工作平臺(tái)，其升降動(dòng)力可以通過(guò)AGV本身電源和動(dòng)力機(jī)構(gòu)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)類(lèi)似鉸鏈等省力機(jī)構(gòu)手動(dòng)實(shí)現(xiàn)。安裝大體積零件時(shí)降低工作臺(tái)以方便工人安裝,升高工作臺(tái)到合適高度用來(lái)進(jìn)行小部件的裝配。通過(guò)對(duì)頂升式AGV的合理利用，可以實(shí)現(xiàn)在流水線裝配過(guò)程中一組零件對(duì)應(yīng)一臺(tái)頂升式AGV,通過(guò)AGV在各個(gè)工位之間運(yùn)動(dòng)代替原有的傳送帶或其他傳送方式，此舉可以省去大量反復(fù)拆裝移栽被裝配零件的時(shí)間，提高勞動(dòng)效率，降低成本。該AGV的頂升裝置要求具有360度的旋轉(zhuǎn)和多角度的定位功能，同時(shí)其升降機(jī)構(gòu)要求

16、能在工作行程的任意位置鎖死，以方便工人在任意方位裝配。 雙舉升式AGV主要用于大型零部件的搬運(yùn)工作。AGV直接鉆入零件下方，升起兩個(gè)托盤(pán)以使被搬運(yùn)零件離地，搬運(yùn)至目標(biāo)位置后降下工作臺(tái)，車(chē)體和零件分離，AGV直接從零件下方鉆出，完成零件的搬運(yùn)工作 。 頂升式AGV在國(guó)內(nèi)應(yīng)用不如其他幾類(lèi)AGV多，相關(guān)資料文獻(xiàn)較少。但是頂升式AGV用途廣泛，使用方便，優(yōu)勢(shì)明顯，在未來(lái)的AGV發(fā)展中必將有更廣闊的前景。 1.5 畢設(shè)任務(wù) 本畢設(shè)的主要任務(wù)是：在綜合考慮線路，傳感器，控制系統(tǒng)布局的情況下，設(shè)計(jì)能夠承載500公斤，行走速度在0.5m/s的視覺(jué)頂升AGV機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。

17、 第二章 AGV的總體設(shè)計(jì) 2.1 視覺(jué)導(dǎo)引 目前，AGV多采用電磁感應(yīng)導(dǎo)引來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)路徑的自動(dòng)跟蹤，但是這種導(dǎo)引方式靈活性較差，使用成本高，安裝維護(hù)和改造也很不方便。因此，人們力圖尋找一種新的方法，使AGV具有更高的柔性和經(jīng)濟(jì)性，激光、超聲波、藍(lán)牙等高科技先后被用于實(shí)現(xiàn)AGV的自動(dòng)導(dǎo)引。最近，隨著數(shù)字視頻技術(shù)的不斷完善和高性能數(shù)字處理芯片的大量涌現(xiàn)，AGV的視覺(jué)導(dǎo)引開(kāi)始成為研究開(kāi)房的熱點(diǎn)。該方法通過(guò)CCD或者CMOS攝像頭拍攝路面圖像送交DSP芯片或者PC進(jìn)行數(shù)字圖像處理，結(jié)果用于實(shí)現(xiàn)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)控制。由于視覺(jué)導(dǎo)引方法不需要人為埋設(shè)路徑，因此成本低，安裝維護(hù)方便，并在理論上具有

18、最佳的柔性。 視覺(jué)作為人類(lèi)最主要獲取信息的感官，也被越來(lái)越多的應(yīng)用到工業(yè)控制中。機(jī)器視覺(jué)就是利用計(jì)算機(jī)模擬人眼的視覺(jué)功能，從圖像或圖像序列中提取信息，對(duì)客觀世界的三維景物和物體進(jìn)行形態(tài)和運(yùn)動(dòng)識(shí)別。機(jī)器視覺(jué)研究的目的之一就是尋找人類(lèi)的視覺(jué)規(guī)律，從而開(kāi)發(fā)出從圖像輸入到自然景物分析的圖像理解系統(tǒng)。機(jī)器視覺(jué)可以代替人類(lèi)的視覺(jué)從事檢驗(yàn)、目標(biāo)跟蹤、機(jī)器人導(dǎo)向等方面的工作，特別是在那些需要重復(fù)、迅速地從圖像中獲取精確信息的場(chǎng)合。視覺(jué)技術(shù)理論涉及圖像處理、模式識(shí)別、人工智能等方面。 目前，視覺(jué)導(dǎo)引技術(shù)主要有兩個(gè)導(dǎo)引方向： （1）真正的智能視覺(jué)導(dǎo)引技術(shù)，它能夠模擬人視覺(jué)原理以識(shí)別路徑。其識(shí)別方法就是在智能

19、車(chē)輛上安裝若干臺(tái)攝像機(jī)采集視頻數(shù)據(jù)，然后通過(guò)一定的算法來(lái)識(shí)別路徑，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)航。這種方法對(duì)處理計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)的要求很高，計(jì)算量大，目前而言在實(shí)時(shí)性上還很難滿足要求。 （2）計(jì)算機(jī)視覺(jué)導(dǎo)引技術(shù)，這種技術(shù)相比起第一種方法簡(jiǎn)單實(shí)用。其原理是先在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)一定的路徑信息并針對(duì)路徑特征進(jìn)行算法設(shè)計(jì)，在行駛過(guò)程中將采集到的視頻信息和原始的路徑信息進(jìn)行匹配，從而完成道路的識(shí)別和跟蹤。這種技術(shù)與第一種方法比較起來(lái)無(wú)疑具有更加好的圖像處理速度和實(shí)時(shí)性，所以本文選用該方法。 基于視覺(jué)引導(dǎo)的自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)輛是利用CCD采集路徑標(biāo)線和標(biāo)志的圖像信息，經(jīng)過(guò)車(chē)載計(jì)算機(jī)對(duì)圖像的處理來(lái)識(shí)別路徑，并根據(jù)車(chē)輛與路徑軌跡之間

20、相對(duì)位置的判斷結(jié)果，來(lái)控制車(chē)輛運(yùn)行方向的一種引導(dǎo)方式。此外，利用機(jī)器視覺(jué)還可識(shí)別各種標(biāo)識(shí)，如加速、減速、停車(chē)和工位號(hào)等，對(duì)車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制。 由CCD采集的路徑標(biāo)線的圖像，包含著車(chē)輛在某一時(shí)刻相對(duì)于路徑標(biāo)線的未知信息，即車(chē)輛的縱軸線與路徑的夾角（a）以及與路徑之間的偏移距離（e），如圖1所示。但在所采集的圖像中，除包括路徑和標(biāo)志信息外，還可能存在著因?yàn)榈孛娣垂饣驑?biāo)線污染等干擾信息。所以，必須對(duì)圖像進(jìn)行處理，才能達(dá)到可靠引導(dǎo)的目的。 圖2.1 CCD采集的路徑標(biāo)線圖像 2.2 輪系的布局和選用 AGV的驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)有不同的方式?；跈C(jī)器視覺(jué)導(dǎo)引采用了兩輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)差速轉(zhuǎn)向的設(shè)

21、計(jì)方案，兩輪差速轉(zhuǎn)向是將控制使兩驅(qū)動(dòng)輪同軸線平行對(duì)立地固定與車(chē)體的中部，通過(guò)調(diào)速控制兩驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生不同的速度來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。由于采用兩輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)差速轉(zhuǎn)向的驅(qū)動(dòng)方式，因此，兩個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的速度同步性，成為車(chē)輛穩(wěn)定運(yùn)行的重要指標(biāo)。 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由直流電機(jī)、減速器和車(chē)輪組成。電動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)及減速器的規(guī)格型號(hào)的確定直接決定著整車(chē)的動(dòng)力性，即車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)速度和驅(qū)動(dòng)力。車(chē)輪尺寸不僅影響到車(chē)輛的高度，而且也影響到車(chē)輛的離地間隙。 采用鑄鐵橡膠面驅(qū)動(dòng)輪不僅承載能力大，而且橡膠與地面的附著系數(shù)大，保證了足夠的驅(qū)動(dòng)能力。另外，在車(chē)架的四角還設(shè)置了四個(gè)具有減震能力的萬(wàn)向輪。 圖2.2 輪系分布 2.3 差

22、速控制原理 轉(zhuǎn)向時(shí)由控制器向車(chē)輛發(fā)出轉(zhuǎn)向信號(hào)，轉(zhuǎn)向電機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)向信號(hào)正向或反向旋轉(zhuǎn)一定角度，電機(jī)通過(guò)齒輪、齒條系統(tǒng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向架擺動(dòng)一定角度，最終帶動(dòng)與轉(zhuǎn)向架固定在一起的萬(wàn)向輪偏擺一定角度。車(chē)輛在轉(zhuǎn)向時(shí)由于內(nèi)外側(cè)的車(chē)輪的轉(zhuǎn)變半徑不同，所以內(nèi)外側(cè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速也不相同。四角為萬(wàn)向輪，會(huì)根據(jù)轉(zhuǎn)變角度的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)內(nèi)外側(cè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速；而驅(qū)動(dòng)輪為主動(dòng)輪，其轉(zhuǎn)速分別由兩個(gè)電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，不會(huì)根據(jù)轉(zhuǎn)變半徑自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。因此小車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，控制系統(tǒng)在控制轉(zhuǎn)向電機(jī)的同時(shí)還需要根據(jù)轉(zhuǎn)向角度的大小向兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，調(diào)節(jié)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速使之產(chǎn)生特定的轉(zhuǎn)速比，從而使轉(zhuǎn)彎順利進(jìn)行。在這里，轉(zhuǎn)彎的角度、轉(zhuǎn)速均與小車(chē)的尺寸及轉(zhuǎn)

23、變半徑有關(guān)。 車(chē)架 車(chē)輪 頂升裝置 安全裝置 轉(zhuǎn)向裝置 2.4 頂升式AGV結(jié)構(gòu)組成 機(jī)械系統(tǒng) 運(yùn)行電機(jī) 蓄電池 轉(zhuǎn)向電機(jī) 頂升裝置 頂升式AGV 動(dòng)力系統(tǒng) 信息傳輸和處理系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)控制裝置 轉(zhuǎn)向控制裝置 移栽控制裝置 安全控制裝置 控制系統(tǒng) 頂升式AGV由車(chē)載控制系統(tǒng)、車(chē)體系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、移栽系統(tǒng)和安全與輔助系統(tǒng)組成。 （1）車(chē)載控制系統(tǒng) 車(chē)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)、操作面板及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可采用PLC、單片機(jī)

24、及工控機(jī)等。通過(guò)導(dǎo)航系統(tǒng)能使AGV確定其自身未知，并能沿正確的路徑行走。通訊系統(tǒng)是AGV和控制臺(tái)之間交換信息和命令的橋梁，由于無(wú)線電通訊具有不受障礙物阻擋的特點(diǎn)，一般在控制臺(tái)和AGV之間采用無(wú)線電通訊，而在AGV和移栽設(shè)備之間為了定位精確采用光通訊，操作面板的功能主要是在AGV調(diào)試時(shí)輸入指令，并顯示相關(guān)信息。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)電機(jī)和直流伺服電機(jī)等。 （2）車(chē)體系統(tǒng) 它包括底盤(pán)、車(chē)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(chē)體的結(jié)構(gòu)特征。 （3）行走系統(tǒng) 它采用六輪式，即四個(gè)萬(wàn)向輪，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，差速轉(zhuǎn)向，獨(dú)立運(yùn)行的。

25、 （4）移栽機(jī)構(gòu) 它是用來(lái)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(chǎng)地環(huán)境下，可以選用不同的移栽機(jī)構(gòu)，本文選用頂升式。 （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(guò)AGV工作路線時(shí)出現(xiàn)碰撞，AGV一般都帶有障礙物探測(cè)及避撞、警音、警視、緊急停止等裝置。另外，還有自動(dòng)充電、避障板等輔助裝置。 2.5 電池的選擇 目前AGV大多使用鎳鎘蓄電池，鎳氫蓄電池、鋰電池和鉛酸蓄電池．下面就對(duì)以上幾 種類(lèi)型的電池進(jìn)行簡(jiǎn)單比較： 1 、鎳鎘蓄電池 內(nèi)阻小，可供大電流放電，放電時(shí)電壓變化小與其他種類(lèi)電池相比之下，鎳鎘電池可 耐過(guò)充電或放過(guò)電，操作簡(jiǎn)單方便放電電壓依據(jù)其放電電流多少

26、有些差異，大體上是 1. 2V 左右鎳鎘電池的放電終止電壓為 1. OV/cell，實(shí)使用溫范圍在－20 C－60 C，在此范圍內(nèi) 可進(jìn)行放電。可重復(fù) 500 次以上的充放電。 2、鎳氫蓄電池 鎳氫電池能量比鎳鎘電池大二倍,用專(zhuān)門(mén)的充電器充電可在一小時(shí)內(nèi)快速充電,自放電 特性比鎳鎘電池好，充電后可保留更長(zhǎng)時(shí)間,可重復(fù) 500 次以上的充放。 3、鋰電池 擁有高能量密度。與高容量鎳鎘電池相比，體積能量是其 1. 5 倍，能量密度是其 2 倍。 高電壓，平均使用電壓為 3. 6V，是鎳鎘電池、鎳氫電池的 3 倍，使用電壓平坦并且高容 量，廣泛的使用溫度-200C-600C。充放電壽

27、命長(zhǎng)，經(jīng)過(guò) 500 次放電后其容量至少還有 70% 以上由于鋰電池具備了能量密度高電壓高，工作穩(wěn)定等特點(diǎn)。 4、鉛酸蓄電池 鉛酸電池是一種使用最廣泛的電池，它以海綿狀的鉛作為負(fù)極，二氧化鉛作為正極， 我們把這二種物質(zhì)稱(chēng)為活性物質(zhì)，用硫酸水溶液作為電解液，它們共同參與電池的電化學(xué) 反應(yīng)。鉛酸蓄電池具有良好的可逆性、電壓特性平穩(wěn)、使用壽命長(zhǎng)、適用范圍廣、原材料豐富（且可再生使用）及造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。主要應(yīng)用在交通運(yùn)輸、礦山、港口、國(guó)防、計(jì) 算機(jī)、科研等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，是社會(huì)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)和人類(lèi)生活中不可缺少的產(chǎn)品。 這種低成本運(yùn)行模式對(duì)AGV蓄電池是有嚴(yán)格要求的，突出的是要求電池具備大電

28、流充電接受能力，不會(huì)因?yàn)榇箅娏鞫斐葾GV小車(chē)的破壞，同時(shí)AGV蓄電池能適應(yīng)較高的環(huán)境溫度。所以，本課題我們選擇用 8 塊 40Ah 的鋰電池串聯(lián)方式構(gòu)成電源，其輸出電壓為 3.6×8=28.8V。 第三章 頂升式AGV詳細(xì)設(shè)計(jì) 3.1 車(chē)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 車(chē)架一般采用框架結(jié)構(gòu)，在保證足夠剛度的條件下，應(yīng)盡量減輕車(chē)架的重量，以提高有效承載重量。車(chē)架形式的確定主要考慮AGV的功用和移栽機(jī)構(gòu)的布置與安裝等因素。作為基準(zhǔn)型AGV的車(chē)架應(yīng)能夠?yàn)橐圃詸C(jī)構(gòu)提供方便的安裝連接基礎(chǔ)，同時(shí)還能適應(yīng)于不同形式的移栽機(jī)構(gòu)的布置。車(chē)架的尺寸在一般情況下，主要取

29、決于蓄電池的數(shù)量和體積。同時(shí)，引導(dǎo)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向形式對(duì)車(chē)體結(jié)構(gòu)尺寸也有影響。 車(chē)體的外飾設(shè)計(jì)也不容忽視，外飾擋板除具有裝飾作用外，還具有防護(hù)功能，其材料選擇和加工工藝值得重視。結(jié)構(gòu)形式和安裝方法應(yīng)考慮維護(hù)和修理的方便性。此外，車(chē)體的外廓不應(yīng)有突出部分，以防止碰撞其他物體。 3.2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) AGV的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是整個(gè)AGV的動(dòng)力來(lái)源，沒(méi)有它AGV將寸步難行。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能直接影響到車(chē)體運(yùn)動(dòng)性能。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)及減速器的規(guī)格型號(hào)的確定直接決定整車(chē)的動(dòng)力性，即車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)速度和驅(qū)動(dòng)力直接決定整車(chē)的動(dòng)力性。 3.2.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)電機(jī)的選

30、擇及扭矩和轉(zhuǎn)矩計(jì)算 自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)是電動(dòng)車(chē)的一種，而電機(jī)是電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)源，給整車(chē)提供動(dòng)力。目前的電動(dòng)車(chē)輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有三種: 第一種是直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，20世紀(jì)90年代前的電動(dòng)汽車(chē)幾乎全是直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的。直流電機(jī)本身效率低，體積和質(zhì)量大，換向器和電刷限制了它轉(zhuǎn)速的提高，其最高轉(zhuǎn)速為6000-8000r/min。但出于其缺點(diǎn)目前除了小型車(chē)外，電動(dòng)車(chē)很少采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 第二種是感應(yīng)電機(jī)交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，目前尚處于發(fā)展完善階段。電機(jī)一般采用轉(zhuǎn)子鼠籠結(jié)構(gòu)的三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。電機(jī)控制器采用矢量控制的變頻調(diào)速方式。其具有效率搞、體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、免維護(hù)

31、、易于冷卻和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，該系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，而且‘能實(shí)現(xiàn)低速恒轉(zhuǎn)速，高速恒功率運(yùn)轉(zhuǎn)，但交流電機(jī)控制器成本較高。目前，世界上眾多著名的電動(dòng)汽車(chē)中，多數(shù)采用感應(yīng)電機(jī)交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 第三種是永磁式同步電機(jī)交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中永磁式同步電機(jī)包括無(wú)刷直流電機(jī)和三相永磁同步電機(jī)，而永磁同步電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī)相比，永磁同步電機(jī)交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率較高，體積小，質(zhì)量小，也無(wú)直流電機(jī)的換向器和電刷等缺點(diǎn)。但該類(lèi)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)永磁材料成本較高，只在小功率的電動(dòng)汽車(chē)中得到一定的應(yīng)用。但永磁同步電機(jī)是最有希望的高性能電機(jī)，是電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)的發(fā)展方向。 出于直流電機(jī)本身具有空盒子系統(tǒng)簡(jiǎn)單，調(diào)速方便，不需要逆變裝置等優(yōu)點(diǎn)，并且本

32、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。 由于這次車(chē)體不是很大，頂升裝置總重500KG，所以為了節(jié)省原材料和不必要的能源浪費(fèi)，所以電動(dòng)機(jī)的選取尤為重要，此次我選取了額定功率為1.5KW的電機(jī)足以保證給車(chē)體提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力及其達(dá)到不必要的浪費(fèi)。選取的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為ACH-13150A（1500W）；而轉(zhuǎn)向需要的動(dòng)力不必這么大，所以轉(zhuǎn)向電機(jī)選擇的功率相對(duì)較小些，選取的轉(zhuǎn)向電機(jī)為JSF 60-40-30-DF-1000 1.阻力分析 AGV 在水平道路上等速行駛時(shí)必須克服來(lái)自地面的滾動(dòng)阻力和空氣阻力。滾動(dòng)阻力以符號(hào)Ff表示，由于AGV行駛速度為0

33、.5m/s，空氣阻力小到可以忽略不計(jì)。當(dāng)AGV在坡道上行駛時(shí)，還必須克服重力沿坡道的分力，稱(chēng)為坡度阻力，以符號(hào)表示，鑒于AGV主要設(shè)計(jì)用于平地，暫時(shí)忽略坡度阻力。AGV加速行駛需要克服的阻力稱(chēng)為加速阻力，以符號(hào)Fa表示。因此AGV行駛的總阻力為： F=Fa+Ff (3.1) (1) AGV 的滾動(dòng)阻力的計(jì)算： (3.2) 式中，f 為滾動(dòng)阻力系數(shù)，根據(jù)摩擦系數(shù)表，由路面情況（平滑水泥路）和輪子表面材料（聚氨酯），取f = 0.02；Q為車(chē)輪載荷，AGV自身質(zhì)量預(yù)計(jì)在1000kg，載重要

34、求為500kg，則。代入公式得滾動(dòng)阻力為： Ff=294N (2) AGV的加速阻力的計(jì)算 Fa=m×a (3.3)式中，a為AGV的加速度，設(shè)小車(chē)在2內(nèi)加速到，則；m為AGV與貨物的總質(zhì)量，。代入公式得加速阻力為： Fa=375N (3) AGV總運(yùn)動(dòng)阻力 AGV不同于道路行駛的高速車(chē)輛，時(shí)速最大只有0.5，因此空氣阻力對(duì)AGV行駛的影響可忽略不計(jì)。AGV工作于室內(nèi)，道路狀況較好，坡度較小，坡度阻

35、力也可以忽略不計(jì)。因此根據(jù)公式(3.1)，AGV總的運(yùn)動(dòng)阻力為： F=Ff+Fa=294+375=669N (3.4) 2. 驅(qū)動(dòng)輪及電機(jī)扭矩和轉(zhuǎn)速的計(jì)算 由于現(xiàn)在市面上電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪類(lèi)型、運(yùn)動(dòng)參數(shù)十分完備，考慮到盡量節(jié)約成本，以及精度、效率以及外形尺寸方面的要求，經(jīng)指導(dǎo)老師推薦，決定選取一款電機(jī)、減速器和驅(qū)動(dòng)輪三者一體式的驅(qū)動(dòng)輪，一方面能節(jié)省支出，同時(shí)又能提高電機(jī)效率。擬定減速比為。 輪子的扭矩為： (3.5)式中， d為驅(qū)動(dòng)輪的直徑，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研的結(jié)果，選擇驅(qū)動(dòng)輪的直徑為252mm；N為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的數(shù)量

36、，N=2。代入公式得輪子的扭矩為： 輪子的轉(zhuǎn)速為： v=nπd=.14159n=0.5m/s (3.6) n=37.9r/min 輪荷： Q=1500/2=750kg 電機(jī)功率： Pd=FV/2η (3.7) 其中，η為從電機(jī)到輪子的傳動(dòng)效率 η=η1η24η32 η4。 (3.8) η1為聯(lián)軸器傳動(dòng)效率；η2為軸承傳動(dòng)效率；η3為齒輪對(duì)傳動(dòng)效率；η4為第二個(gè)聯(lián)軸器傳動(dòng)效率。 查表得：η1=0.99；η2=0.99；η3=0.97

37、；η4=0.99。 η=η1η24η32 η4=0.990.9940.9720.99=0.886 Pd=6690.5÷0.886÷2=0.189kw 電機(jī)轉(zhuǎn)速： nd=in=37.930=1137 r/min (3.9) 出現(xiàn)方式：航空插頭或電纜線可選。 3.2.2 一體式驅(qū)動(dòng)輪 市面上常用電機(jī)有直流伺服電機(jī)、三相交流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等。由于AGV倚靠自身24V硫酸鉛蓄電池獨(dú)立供電，無(wú)外接電源。故可采用步進(jìn)電機(jī)和直流伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)成本低，但運(yùn)動(dòng)特性差，難以精確控制。

38、直流伺服電機(jī)相較步進(jìn)電機(jī)具有較硬的特性曲線，能做到高性能的閉環(huán)控制。故此次AGV設(shè)計(jì)選取直流伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 在了解了市面上各個(gè)品牌的直流伺服驅(qū)動(dòng)輪之后，本次設(shè)計(jì)最終選擇杭州拜特電驅(qū)動(dòng)有限公司的型號(hào)為3EL-DC直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪。該款產(chǎn)品集驅(qū)動(dòng)輪、電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、制動(dòng)機(jī)構(gòu)于一體，并可選購(gòu)光電編碼器，用于反饋控制。 選用了3EL DC 1.2的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)輪。 表3.2.2 性能參數(shù)： 型號(hào) 3EL DC/1.2 電機(jī)功率 KW 0.7 0.9 1.2 蓄電池電壓 V 24 24 24 齒輪傳動(dòng)比 i 1:30 1:30 1:30 最大載荷 K

39、g 800 800 800 輪子直徑 mm 252 252 252 最大回轉(zhuǎn)半徑 mm 160 160 160 最大車(chē)輪轉(zhuǎn)速 r/min 100 100 100 最大車(chē)輛扭矩 N.m 240 290 350 制動(dòng)扭矩 N.m 8 8 8 圖3.2.2 剖面及尺寸 3.2.3 傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)輪中較為重要的一部分，依據(jù)選購(gòu)的驅(qū)動(dòng)輪的尺寸設(shè)計(jì)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖3.2所示： 圖3.2.3 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 為方便設(shè)計(jì)，本文擬采用同軸式二級(jí)圓柱直齒齒輪減速結(jié)構(gòu)，體積小，效率高。 傳動(dòng)比的分配： i總=i1i2

40、 (3.10) 取i1=i2=i總=30=5.477 傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)如圖3.3 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速: I軸: n1= nd=1137 r/min II軸: n2= n1/i1=207.6 r/min III軸: n3= n2/i2=38 r/min IV軸: n4= n3=38 r/min 各軸輸入功率: 圖3.3.4 傳動(dòng)鏈簡(jiǎn)圖 I軸: P1= Pdη01=0.1890.99=0.18711kw

41、 (3.11) II軸: P2= P1η12=0..990.97=0.17968kw III軸: P3= P2η23=0..990.97=0.17255kw IV軸: P4= P3η34=0..990.99=0.16912kw 各軸輸出功率: I軸: P1'= P1η2=0..99=0.18524kw (3.12) II軸: P2'= P2η2=0..99=0.17788kw III軸: P3'= P3η2=0..99=0.17082 kw IV軸: P4'= P4η2=0..99=0.16743kw 各軸輸入轉(zhuǎn)矩:

42、 I軸: T1=9550P1/ n1=95500.18711/1137=1.57 Nm (3.13) II軸: T2= 9550P2/ n2=95500.17968/207.6=8.266 Nm III軸: T3= 9550P3/ n3=95500.17255/38= 43.365Nm IV軸: T4= 9550P4/ n4=95500.16912/38=42.5 Nm 各軸輸出轉(zhuǎn)矩: I軸: T1'=T1η2=1.570.99=1.5543 Nm (3.14) II軸: T2'=T2η2=8.2660.9

43、9=8.18334 Nm III軸: T3'=T3η2=43.3650.99=42.93Nm IV軸: T4'=T4η2=42.50.99=42.07 Nm 齒輪設(shè)計(jì): 采用軟齒面，大齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面平均硬度取270HBS 小齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面平均硬度取230HBS 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 初估圓周速度為0.95m/s，取8級(jí)精度 取小齒輪齒數(shù)為z1=17，z2=175.477=93 取齒寬系數(shù)φR=1 φdm=φRu2+12-φR=5.56 (3.

44、15) T1=9550P1/ n1=95500.18711/1137=1.57 Nm 工作情況系數(shù)KA=1 動(dòng)載系數(shù)Kv=1.09 齒向載荷分布系數(shù)Kβ=1.1 載荷系數(shù)K=KAKvKβ=11.091.1=1.199 (3.16) 設(shè)工作5年，每年300天，每天8小時(shí) 則總工作時(shí)間為th=53008=12000h 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： N1=60jn1th=0=8.186×108 (3.17) N2=60jn2th=.=1.495×108 壽命系數(shù)ZN1=0.9 ZN2=1.1 接觸疲勞極限σHl

45、im1=600MPa σHlim2=560MPa 安全系數(shù)SHmin1=SHmin2=1(失效概率1/100) 許用接觸應(yīng)力σH1=σHlim1ZN1/SHmin1=540 MPa (3.18) σH2=σHlim2ZN2/SHmin2=616 MPa 彈性系數(shù)ZE=189.8 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH=2.5 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1： d1=34KT1φR1-0.5φR2uZEZHσH2=341.-0.525..82.55402=16.2≈17 (3.19) v=πdn1/=3./=1.01 m/s

46、 (3.20) 和預(yù)估值相近 m=d1/z1=0.953，由標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)表取m=1 (3.21) d1= mz1=17mm d2= mz2=93mm (3.22) a=(d1+d2) /2=55 mm (3.23) b1=17mm b2=20mm 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： 確定壽命系數(shù)YN1=YN2=0.95 安全系數(shù)SFmin1=SFmin2=1.25 彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFlim1=220MPa σFl

47、im2=210MPa 尺寸系數(shù)YX1=YX2=1 許用彎曲應(yīng)力σF1=σFlim1YN1YX1/SFmin1=334.4 MPa (3.24) σF2=σFlim2YN2YX2/SFmin2=319.2 MPa 齒形系數(shù)YFa1=3.2 YFa2=2.25 應(yīng)力修正系數(shù)YSa1=1.52 YSa2=1.77 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： σF1=4KT1φR1-0.5φR2z12m3u2+1YFa1YSa1 (3.25) =4×1.199×1570×1.52×3.21×0.5×

48、0.5×17×1730 =91 MPa<σH1(3.25) σF2=σF1YFa2YSa2YFa1YSa1=74.5 MPa<σH2 (3.26) 經(jīng)校核，齒輪強(qiáng)度嚴(yán)格滿足要求[20]。 3.2.4 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì) 由于減速箱尺寸的限制，導(dǎo)致小齒輪分度圓直徑較小，因此選用齒輪軸作為傳動(dòng)軸。具體尺寸如圖3.4： 圖3.2.4 齒輪軸(軸II)具體尺寸 對(duì)傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核按軸所受的扭矩計(jì)算軸的強(qiáng)度。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： (3.27) 式中，為軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，；為軸所受的扭矩，

49、，AGV正常工作情況下，；為抗扭截面系數(shù)，，，其中為軸的最小直徑；為許用扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力，驅(qū)動(dòng)軸材料為45鋼，。代入數(shù)據(jù)可得： 驅(qū)動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力是許用扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力的1/2左右，降低許用扭轉(zhuǎn)剪切應(yīng)力后，嚴(yán)格滿足條件[21]。 3.3 頂升裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 頂升機(jī)構(gòu)是本文的一大特點(diǎn)，現(xiàn)在很少有AGV使用頂升機(jī)構(gòu)，本文選用液壓頂升機(jī)構(gòu)，這樣可以大大的節(jié)省人力物力，而且也能精確的完成AGV的自由升降。以便更好的承載貨物。 3.3.1 頂升機(jī)構(gòu)選擇 常見(jiàn)的幾種頂升機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)如下： 1、液壓頂升機(jī)構(gòu)：采用液壓技術(shù)，升降平穩(wěn)、噪音低。 2、垂直絲桿頂升機(jī)構(gòu)：采用絲桿傳動(dòng)方式，可以實(shí)現(xiàn)雙層臺(tái)面

50、的升降。根據(jù)需要可多塊組成升降臺(tái)群，能在行程范圍內(nèi)組成不同的臺(tái)階。 3、水平絲桿機(jī)械升降機(jī)構(gòu)：采用水平絲桿傳動(dòng)，通過(guò)剪叉實(shí)現(xiàn)臺(tái)面的升降運(yùn)動(dòng)，在行程范圍內(nèi)可任意停止。一般用在土建等。 4、鏈條式頂升機(jī)構(gòu)：有良好的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，可保證設(shè)備運(yùn)行時(shí)無(wú)傾斜。 5、齒輪式頂升機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)精確，造價(jià)高。 6、螺旋器頂升機(jī)構(gòu)：具有普通升降臺(tái)的全部功能，適用于劇場(chǎng)。 從本機(jī)構(gòu)體積，重量，成本等方面考慮，選擇液壓式頂升機(jī)構(gòu)，它升降平穩(wěn)、噪音低、使用壽命長(zhǎng)，承受荷載大而且控制相對(duì)簡(jiǎn)單。 3.3.2 液壓式頂升機(jī)構(gòu)工作原理 通過(guò)液壓泵控制頂升機(jī)構(gòu)的升降，液壓泵與頂升機(jī)構(gòu)行程一個(gè)油路，當(dāng)液壓泵沖壓時(shí)，頂升機(jī)構(gòu)上

51、升，能夠自鎖，液壓泵減壓時(shí)，頂升機(jī)構(gòu)下降。YZF電動(dòng)液壓千斤頂：是CLR/CLRG/QF/DYG電動(dòng)千斤頂產(chǎn)品升級(jí)替代產(chǎn)品，高強(qiáng)度加厚油缸，可避免脹缸現(xiàn)象，鍍鉻活塞桿底部及導(dǎo)向套焊銅處理，杜絕拉缸及活塞桿拉毛現(xiàn)象，讓千斤頂無(wú)需更換油封使其壽命達(dá)到最長(zhǎng)，雙油路設(shè)計(jì)，液壓回程可控，溢流閥讓接頭及油管堵塞后不會(huì)損壞千斤頂，并可防止突發(fā)性的超過(guò)壓力而損壞油缸，保壓閥讓安全得到有效保障，特殊的結(jié)構(gòu)對(duì)電動(dòng)液壓千斤頂起到多重保護(hù)作用，可承受的偏載負(fù)荷達(dá)液壓油缸額定噸位的5%，在大型工程施工中，人性化設(shè)計(jì)讓操作和控制更加簡(jiǎn)單。 選用的液壓泵是ZCB-700D(電子閥)電動(dòng)油泵系雙泵單油路高壓油泵、油箱等

52、組成超高壓油泵，具有體積小、壓小高、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。該泵為了隨時(shí)能觀察工作時(shí)的壓力變化，特設(shè)有裝置壓力表備用接口，以便用戶安裝壓力表之用。 表3.3.2 液壓泵的技術(shù)參數(shù) 型號(hào) ZCB-700D（電子閥） 額定工作壓力 70MPA 高壓/低壓流量 0.6L/min 4L/min 電機(jī)功率 0.75KW 電壓 220v 外形尺寸 35*27*49CM 儲(chǔ)油容積 7.5L 3.4 動(dòng)力系統(tǒng)總設(shè)計(jì) 為了能夠更好的取得車(chē)體整體的動(dòng)力學(xué)模型，根據(jù)AGV的實(shí)際情況作出如下的簡(jiǎn)化： (1) 左右前輪和軸是一體的，再前行或后退的同時(shí)不打滑，只看做是純滾動(dòng)

53、，則有： (2) 車(chē)體設(shè)計(jì)左右是對(duì)稱(chēng)的，則有： (3) 左輪的直徑及其質(zhì)量和右輪 (4) 前輪左右也是一致的和后輪的大小重量以及有些不受力或比較想的部分我們可以忽略不計(jì)其的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，即： 在上述簡(jiǎn)化后的基礎(chǔ)上，聯(lián)立前述車(chē)體、左右驅(qū)動(dòng)后輪的動(dòng)力方程可以得到車(chē)體整體的動(dòng)力學(xué)方程。該動(dòng)力學(xué)方程中可以表示為左、右輪所受的動(dòng)力和左、右

54、輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之間的關(guān)系。 任何一種導(dǎo)引方法的實(shí)現(xiàn)最終都?xì)w結(jié)為路徑跟蹤控制的問(wèn)題上。對(duì)于固定路徑型的AGV由于具有體現(xiàn)路徑的導(dǎo)引媒介物，通過(guò)傳感器就可直接獲得車(chē)體對(duì)路徑的橫向偏差和車(chē)體方向偏差，以這種偏差作為誤差信號(hào)通過(guò)車(chē)體動(dòng)力學(xué)直接對(duì)車(chē)體進(jìn)行跟蹤控制。但是對(duì)于自由路徑型AGV，車(chē)體對(duì)路徑之偏差量的獲取就要困難得多，以車(chē)體方位推算導(dǎo)向的自由路徑AGV為例，其方位和對(duì)于路徑的偏差是通過(guò)對(duì)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度積分計(jì)算而獲得，其要實(shí)現(xiàn)需較大的計(jì)算量和通信量。作為一種較好的解決辦法是差速驅(qū)動(dòng)的自由路徑控制。其路徑可簡(jiǎn)化為一系列直線段和圓弧段的組合。只要保證左右輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度滿足給定的比例關(guān)系(即同步誤差為零

55、)，AGV就能跟蹤這種具有恒定半徑(直線和圓弧)的路徑。車(chē)體動(dòng)力學(xué)方程是實(shí)現(xiàn)差速驅(qū)動(dòng)的理論基礎(chǔ)之一，結(jié)合模糊控制方法，可以實(shí)現(xiàn)差速驅(qū)動(dòng)路徑跟蹤過(guò)程。  第四章 總結(jié)與展望 4.1 本文總結(jié) 本論文為頂升式AGV的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。AGV小車(chē)是一種無(wú)聊搬運(yùn)設(shè)備，是能自動(dòng)行走自動(dòng)進(jìn)行貨物的裝卸，頂升機(jī)構(gòu)是AGV的執(zhí)行元件，是AGV不可或缺的一部分。 4.2 研究展望 在本文設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)上，本人認(rèn)為以下幾個(gè)方面有待進(jìn)一步的研究: (1)結(jié)合控制理論，進(jìn)一步研究小車(chē)的運(yùn)動(dòng)控制及其控制策略的問(wèn)題，以提高對(duì) AGV 小車(chē)的控制精度 (2)研究關(guān)于無(wú)線通訊的基本理論，結(jié)合現(xiàn)在先進(jìn)的通訊技術(shù)，

56、實(shí)現(xiàn)上位機(jī)無(wú)線監(jiān)控 AGV 小車(chē)，并實(shí)時(shí)與小車(chē)通訊的功能 (4)進(jìn)一步研究 AGV 小車(chē)主動(dòng)避障的理論和方法，完善小車(chē)在遇到障礙物的情況下， 繞過(guò)障礙物繼續(xù)按預(yù)設(shè)的路徑行走的策略。 參考文獻(xiàn) [1]張素杰,程誠(chéng),王醒.北京科技大學(xué)天津?qū)W院二隊(duì)隊(duì)技術(shù)報(bào)告, 2007.8 [2]張健,齊華,程光偉. 基于紅外傳感器引導(dǎo)的AGV設(shè)計(jì), 國(guó)外電子元器件, 2008.3 [3]李君. 全局視覺(jué)導(dǎo)航AGV控制原理與技術(shù)的研究 ,2007.5 [4]楊濟(jì)豪 張自友. 紅外反射式傳感器在AGV中的應(yīng)用, 科苑論談 [5]李雯雯. 基于多種傳感器的自動(dòng)導(dǎo)航小車(chē)避障的研究, 2008.4

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59、直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，給我起到了指明燈的作用；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪，讓我很快就感到了設(shè)計(jì)的快樂(lè)并融入其中。其次我要感謝同組同學(xué)和學(xué)長(zhǎng)對(duì)我的幫助和指點(diǎn)，沒(méi)有他們的幫助和提供資料，沒(méi)有他們的鼓勵(lì)和加油，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)就不會(huì)如此的順利進(jìn)行。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷史半年，是我大學(xué)學(xué)習(xí)中遇到過(guò)的時(shí)段最長(zhǎng)、涉及內(nèi)容最廣、工作量最大的一次設(shè)計(jì)。用老師的一句話概括就是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)相當(dāng)是把以前的小課程設(shè)計(jì)綜合在一起的過(guò)程，只要把握住每個(gè)小課設(shè)的精華、環(huán)環(huán)緊扣、增強(qiáng)邏輯，那么這次的任務(wù)也就不難了。 俗話說(shuō)的好，“磨刀不誤砍柴工”，當(dāng)我每次遇到不懂的問(wèn)題時(shí)，我都會(huì)第一時(shí)間記在本子上面，然后第二天去問(wèn)老師，老師對(duì)于我提出來(lái)的問(wèn)題都一一解答，從來(lái)都不會(huì)因?yàn)槲业膯?wèn)題稍過(guò)簡(jiǎn)單加以責(zé)備，而是一再的告誡我做設(shè)計(jì)該注意的地方，從課題的選擇到最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，他真正起到了“傳道授業(yè)解惑”，讓人油然而生的敬佩。在此謹(jǐn)向錢(qián)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。最后我還要感謝我的母校對(duì)我的栽培。