AGV自动导引小车的设计分解.docx

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1、xxxxxxx毕业设计题目AGV自动导引小车的设计英文题目theDeSignOfAGVAUtOmatiCGUidCdVehiCIeS院系专业姓名年级指导老师二零一五年六月本科生毕业论文（设计）独创性声明本人声明所呈交的毕业论文（设计）是本人在导脚指导下进行的探讨工作及取得的探讨成果，除了文中特殊加以标注和致谢的地方外，本论文中没有抄袭他人探讨成果和伪造数据等行为.本科毕业设计答辩稿及学校提交的相像度检测文本完全一样。论文（设计）作者签名,日期：.指导教师签笥日期：本科生毕业论文（设计）运用授权声明九江学院有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被杳

2、阅和借阅。本人授权九江学院可以将本科毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采纳影印、缩印或其他复印手段保存、汇编毕业论文（设计）论文（设计）作者签名：日期：指导教师签名I.日期，摘要AGV是自动导引小车(AutomatedGuidedVehicle)的英文缩写。它是指电磁或光学自动导引装置的设备，能依据规定的行驶路径，并具有平安爱护功能的作用。本次设计主要对闩动导引小车的发展历史、种类以及小车结构设计和小车的技术参数进行说明，提出AGV导引小车设计的探讨内容：然后说明自动导引小车总体设计，对于传感器的选用及规格参数也进行具体的论述及说明；在自动导引小车的机械设计部分中对车

3、轮轴和轴承的选取和校核进行了比较全面的分析，这也是本次设计的主要部分，然后再从小车的结构动身，用Pr。/E对小车进行三维建模，具体伺服驱动电动机的选取，齿轮的设计及选取,还有驱动方式和车轮的选择，最终说明传感器的布置；接着对自动导引小车的驱动系统和行驶过程也进行了比较全面的分析论述，分析小车在行驶过程中的驱动力、行驶阻力、行驶的附着条件及附着率，以及主减速比的选择和电源部分选择，这些都用来提高小车的性能：最终说明本次设计的结论和展望。在目前自动化的物流系统当中，自动导引小车将能够充分发挥其高效率，高敏捷性以及经济性比较好的一些优点。【关键词】GV:H动导引小车：行走策略：传感器：电机驱动Abs

4、tractGVishomingcar(AutomatedGuidedVehicle)ofEnglishabbreviations.Itreferstotheequipmentofelectromagneticoropticalautomaticguidingdevice,candrivepathinaccordancewiththerelevantprovisions,andhavethefunctionofthesafetyprotectionfunction.Thisdesignmainlydevelopmenthistory,kindsofautomaticguidcdvehiclesa

5、ndthecarstructuredesignandtechnicalparametersofthecar,researchcontentforthedesignofAGVguidedthecar;Thenexplainoveral1designofautomaticguidedvehiclesfortheselectionofsensorsandthespecificationparametersarealsodiscussedindetai1andinstructions;Inthemechanicaldesignoftheautomaticguidedvehiclespartsandch

6、ecktheselectionofcaraxleandbearinghascarriedonthecomprehensiveanalysis,itisalsothemainpartofthedesign,andthenfromthestructureofthecar,carinPro/E3dmodeling,detailedselectionofservomotor,geardesignandselection,anddrivemodeandthechoiceofthewheel,andpointedoutthearrangementofsensors;Thenthedrivesysteman

7、dthedrivingprocessofautomaticguidedvehiclesisalsocarriedonthecomprehensiveanalysis,thispaperanalysisthecarinthedrivingforceintheprocessofdriving,drivingresistance,adhesionconditionsofroadandadhesionrate,aswellastheselectionofmainreductionratioandthepowerpart,theseareusedtoimprovetheperformanceofthec

8、ar;Finally,theconclusionandoutlookofthedesignaredescribed.Inthecurrentlogisticssystemofautomation,automaticguidedvehicleswillbeabletomakefulluseofitshighefficiency,highflexibi1ityandeconomybettersomeadvantages.KeywordsGV;automaticguidedvehicle;walkingstrategy;sensormotordrive前言O第一章绪论11.1 关于AGV的说明及探讨

9、11.2 AGV的种类21.3 国内外AGv发展历史及趋势21.4 AGV的结构31.5 AGV小车主要的技术参数51.6 课题探讨内容6其次章AGV总体设计72.1AGV机构部分72.2AGV电控部分82.2.1传感器的选用82.2.2AGv的限制部分122.2.3AGV的执行部分错俣I未定义书签.2.3本章小结15第三章AGV.机械部分的设计163.1 AGV机械结构的设计163.2 AGV小车机械结构与建模171 .2.1三轮布置的AGV小车结构与其建模183 .2.2四轮布置的AGV小车结构与其建模193.3 伺服驱动电动机的选取及其参数223.4 减速器的运用范围及选取263.5 轴

10、的设计及其参数的计算273 .5.1轴的设计方法274 .5.2驱动后轮轴的设计285 .5.3车轮轴的受力分析和校核296 .5.4车轮轴承的受力分析和校核303.6 齿轮的设计和选取323.7驱动方式的选择和车轮的选择343.8本章小节35第四章AGV驱动系统的设计36-1.1驱动系统的部件364.2 AGV行驶过程的分析374. 2.1AGV小车行驶阻力的计算375. 2.2AGV小车行驶驱动力的计算404.3 AGV行驶的附着条件与附着率分析404.4 主减速比的选择424.5 电源的选择444.6 6本章小节45第五章结论46参考文献47谢辞49前言随着经济社会的发展，IiI动化的设

11、备越来越得到人们的青睐。首先，自动化的设备能使企业的生产操作更加人性化，更加的快捷便利;其次采纳A动化的设备可以把一些比较繁重的体力劳动交给自动化的设备来进行处理，这样可以极大地提高企业的劳动生产率，降低企业的生产成本；还有H动化设备有助于提高社会生产力，系统推动工业S速发展，提高生产实力，工作质量，使工作地的平安性和牢靠性都能得到显著的提高，而且调整和修理便利。目前，在自动化设备的发展过程中，企业越来越看重自己的生产成本及生产效率，Fl动导引小车就是结合企业在自动化生产中的这个需求得到了广泛的应用和发展。本次设计的课题是AGV自动导引小车设计，主要针对Fl动导引小车的传感器，车轮轴及轴承，伺

12、服电动机，传动齿轮进行了具体的论述和分析，对它们选取过程以及校核等进行了说明；其次重点针对H动导引小车行驶过程中所受到的各种力以及小车行驶条件进行了具体的说明。这也是本次设计探讨的重点问题，更多的细微环节问题将会在下面的章节中进行更为细致的探讨。第一章绪论1.1关于AGV的说明及探讨AGV(AutomaticGuidedVehic1e),自动导引AGV小车。自动导引小车不仅可以用于物料的输送，而且具有装载货物的功能，还可以全自动移动到另一个地方，把所载的货物自行能够卸下来的一个智能自动化的小车。自动导引小车通常以电池作为其的动力的供应者，但现在有些制造商运用非接触能量传输系统作为AGV小车的动

13、力源。自动导引小车运动特性跟其它车辆一样采纳的是轮子，及其它不是以轮子运动为特性的(爬行或者是步行机器人)相比较，AGV小车不管是在其速度上，工作效率上，还是在其结构上优点都是比较突出，而且限制性和操作性比较简洁，平安性方面也是特殊牢靠的。AGV小车还有一个比较好的优点是假如在其运用的路径上有其它的运输设备，则这些设备不须要另外铺设轨道或者是其它的一些装置，而且小车对场地的宽度，道路和空间的运用相对来说都是比较低的。所以在现在企业比较自动化物流的一些系统中，自动导引小车的性能发挥的特殊好，而且显现出其无人操作的自动化的高水平。自动导引小车一些Fl动化的动作也就是吩咐，还有它工作过程中行走的路径

14、都是由电脑来进行操作限制的，有的一些小车以电磁轨道作为它的行进路径。在现在Fl动化的运输物流过程的系统中，搬运和装卸是无非是一个比较关键的节点，因为它在物流运输过程中运用的次数是最多的，也是物流班用中占比比较大的部分，正是因为自动导引小车的自动化程度比较高，不仅能够充电，而且外表精致简洁，所以可以将企业的侧面形象提升到另一个层面。综上，自动导引小车是作为一种工具，在各种场合都可以配上它来运用，其发展势头特别好，所以AGV小车的发展的速度也特别快。1. 2AGV的种类自动导引小车的种类：无轨型和有轨型两种。在地面上或者在肯定的空间中具有机械式导向的轨道称为是有轨型的自动导引小车。有轨型的自动导引

15、小车的结构比较牢靠，承载的实力也比较大，成本不高，尤其是无轨型的技术方面相对来说比较成熟以及牢靠性好，定位的精确精度较高，在直线或环线的双向物流系统中常常用到。H动沿着电脑预先设置好的路径工作的小车称为无轨型的自动导引小车。1.3 国内外AGV发展历史及趋势自动导引小车首先在美国起源，然后在欧洲发展，接着在日本发展，最终来到了中国。1913,该公司第一次运用美国福特汽车引导车跟踪，这是AGv自动导引车的早期发展。经过美国福特汽车公司以后，AGV小车在英国得到了很快的提高，电磁导引的闩动导引小车就是英国最先研发出来的。原先得AGV小车须要铺设轨道，而电磁导引运用使GV小车摆脱这些缺点，因此AGv

16、的运用变得更加的简洁。到了60年头初期，自动导引小车在欧洲经济的推动下使其得到了更好的推广和应用，到了80年头，本对这一方面进行了进一步的探讨，这样便推出了拥有磁导航技术的自动导引小车，使得自动导引小车的稳定性大大得到了提升，Fl动导引小车也大量运用在了汽车领域，而且随着中日企业的深化沟通，我们国内的很多企业也感觉到自动导引小车不仅能为企业节约人力，而且还能节约不必要的成本，以及提高工作的效率具有特别好的效果，因此近些年来自动导引小车在国内也得到了很快的发展。从Iil动导引小车各个技术层面来看，其最为关键也最为重要的一项技术自动导引技术。磁感应导引现在得到了特别广泛的应用，现在一些企业采纳的主

17、要是激光导引，而视觉导引也引起了人们的高度关注，现在惯性导引、超声波导引和磁钉一陀螺导引也引起了人们特别大的爱好和关注度。1.4 AGV的结构引导AGV小车的原理是通过电脑预先进行编程小车所要行走的路径，小车在行走的时候，当电压由数字编码器和预编程的轨迹的位置被检测到偏差信号时，限制器会依据检测出的偏差信号对电动机的转速进行调整，然后偏差将会被订正，这样会让AGV小车能依据预先设定的路径运动。因此，小车在行驶过程中，数字编码器须要连续检测来调整电机的速度，避开出现偏差以对整个系统进行很好的限制。自动导引小车通过两个固定式的后轮驱动使其能够运动，转向功能是通过差速来保证的，万向轮是两个前轮，它的

18、作用除了转向外还有支撑跟平衡的作用，这是四轮结构的形式.H动导引小车主要包括车体，车架，车轮，载荷传送装置，驱动装置以及动力系统六个大的部分。下面是每个部分的介绍：（1）车体由底盘、车架、壳体、限制室和相应的机械电气结构构成了整个车体，是AGv的基础部分。结构特征及一些电动车辆的相像，而且能够Fl动作业没有人驾驶小车的一些要求。车架焊接一般用钢构件而，假如小车的重心比较低，那么小车的抗倾翻实力就比较高。（2）车架车架是整个自动导引小车的支架，轮子、光感应器、伺服电机和减速器等都安装在车架上。车架设计的基本要求是它的强度和硬度都要比较大，所以车架材料一般选用铸造铝合金，以为铸造铝合金质量比较大，

19、在焊接的时候性能也比较好。（3）车轮一般用实心的橡胶轮胎作为H动导引小车的车轮。（4）载荷传送装置臼动导引小车的载荷传递装置是一种平板的结构，通过荷载传递装置运输箱型的东西到指定位置，也可以运输材料等。（5）驱动装置驱动装置是自动导引小车的驱动运行系统，能对小车的速度和制动进行限制。驱动电机、减速器、电机、限制及驱动器都是驱动装置所包含的。其一般是闭环和开环两种模式，以沟通伺服电机为主的闭环模式，步进电机为主的是开环模式。（6）动力系统现在蓄电池是Fl动导引小车动力系统驱动能量的来源，用蓄电池的电能转化为机械能驱动小车以及车上的附属设备依据预先设定轨迹行进。依据车型的不同，以及不同车型的运行和

20、载荷量的不同会有不同功率的蓄电池组合体，一般沟通电压有12V、24V、48V及721.1.5 AGV小车主要的技术参数图IT自动导引小车实物结构图（1） AGV小车的额定载重量：车体上总的物体的重量。（2） AGV小车自重：指AGM小车及其车上电池加起来的重量。（3） AGV小车的尺寸：是指小车的长度尺寸，宽度尺寸，外部的高度尺寸，这个尺寸应及AGV小车所放东西的尺寸以及小车所经过的道路的宽窄相兼容。（4）停位的精度：指AGV小车的停车的位置及预先设定好的位置的差值。（5） AGV小车最小转弯半径：在空载时的最低稳定转速转向，瞬时转向中心到汽车纵向中心线的距离。最小转弯半径是由车辆曲线确定，半

21、径越小，显示其良好的可操作性。（6）运行速度：闩动导引小车在汽车在额定负载下运动达到的最高速度就是其运行速度。AGV小车的工作周期多少和效率的好坏都是由运行速度来确定的。（7）工作时间：指自动导引小车完成工作周期所需的时间。（8）运载类别：指H动导引小车所运输的物料的类型。（9）移栽方式：指自动导引小车以其它装置来进行行走和转向功能的一种运动形式。（10）驱动形式：指自动导引小车以其它装置为其供应驱动行驶和进行转向。1.6 课题探讨内容Fl动导引小车是智能化的汽车技术，作为目前一种较为重要的自动化设备，在当前企业物流系统中已被广泛应用于各个方面。本次设计主要从AGV的机械部分的设计动身，得出总

22、体设计的一些指标，然后再对其驱动系统进行分析，得到驱动方式跟车轮的选择以及驱动系统部件的选择及校准。其次章AGV总体设计2.1AGV机构部分上一章讲到载荷传送装置、车架、车体、驱动装置、动力系统和车轮是AGV的主要组成部分。Fl动导引小车的基础部分是车架和相应的机械部分和电气部分，也就是车体的部分。车架设计的基本要求是它的强度和硬度都要比较大，一般用lmn3ml钢焊接钢板或铝合金板，可以削减汽车的重量，要防侧脑则取决于小车的重心。自动导引小车一般用12V、24V、48V及72V电池作为其能量以驱动小车。电池要确保其工作至少8h多，由于不同的工作和不同的工作环境的影响，其应当满意基本的要求。H动

23、导引小车驱动吩咐由计克机发出，驱动的速度大小以及方向都是由计算机来进行限制的。在工作的过程中可以用不同的方法来调整速度，AGV小车在不同的工作状态下所要求的行驶速度是不一样的，高速直线转停0.2m/s-0.6mIs.接近站点时0.1，/SO一般由地面限制器发出的限制指令系统，它将通过通信系统返回地面限制器。连续模式和分散模式是通信系统中两种主要的模式。连续模式的通信系统可以在任何位置以允许自动导引小车在任何时间相对地面限制器可以运用射频的方法，或在通信电缆导向路径中发送和接收信息，如用红外激光通信法；分散模式的通信是系统在AGv小车安排好的地方及地面限制器传送，其一般通过感应光或者是利用光学的

24、方法来实现，当AGV小车及地面限制站得不到联系的时候说明两者通信之间存在故障。之所以现在很多车用这个缘由是由于分散模式相对于连续模式价格比较便宜。对AGV自动。导引小车平安性来说，其平安性首先关系到AGV小车本身的一些基本防护，最主要的是对人不会产生危急的状况，还有就是对一些地面设备和物品的爱护到位。Fl动导引小车的导引方式可分为两大类：一类是配备一个路径的导引装置到小车上，而把引导传感器放置在小车所要运行的路径上，其中电磁导引的方式就是这样的；另一类是没有冏定方式的自由路径进行导引，通过计算机的限制,AGV小车自动调整方位，然后自主地确定所要行驶路径。2. 2AGV电控部分2. 2.1传感器

25、的选用1、红外线传感器的选用(1)下面是红外传感器导引路径原理：由于地面的颜色和色带的颜色是不一样的，把地面颜色和色带的颜色对比，黑色带选择在光线光明的地面，白色带选择在光线灰暗的地面。自动导引小车配备的光源可以照亮色带。依据下图2-1可以形象的看出，小车上的光源经过反射后，通过光传感器进行接收，然后由传感器到达检测回路进行检测，当检测到小车行走的路径有偏差时，再到运算回路进行偏差的计算，最终到达驱动回路进行限制然后对小车的运行路径的偏差立刻进行一个订正回到原来的位置。因此，自动导引小车其可以始终沿着设定好的色带的轨迹运行。固态红外发光二极管和固态光敏二极管(或光敏三极管)都屈于红外线光电传感

26、器。图27光学导引原理图(2)红外线导引路径的方法方法一：发光利用的是发光二极管，接收利用的是光敏二极管。黑带用来汲取可见光，所以发光二极管发出的光到黑带将会被汲取。输出端的电平比较低的缘由是光敏二极管检测到的信号为高阻抗所导致的。光敏二极管接收到反射的可见光信号后其为低阻抗，输出端此时为高电平，这个可见光是由发光二极管发出的。由于环境对可见光光敏二极管有肯定的影响，所以其电路的稳定性不是很好。方法二：可见光用光敏电阻接收进行检测。该电路采纳T型网络，可以避开比较大的反馈电阻，也可以提高其输入的阻抗。可见光信号由光敏电阻检测。光敏电阻的检测到黑带输出端的电平相对较低，光是电路的输出是比较高的，

27、信号反馈给单片机，由点偏激限制小车的转向。由正负电源，加上环境对光敏电阻的影响，其电路的稳定性也不是很好。方法三：红外线放射用红外放射管，接收用红外线二极管进行。耦合放射和接收红外线信号，外面的可见光红外光敏三极管接收到的信号和辐射源输出隔离信号影响不大。变成电压信号以后，通过1.V399红外信号接收机进行比较，具有的高电平或者低电平最终回到了单片机。(3)具体设计的要求依据价格便宜，易于实现，牢匏性好的这三个原则，因此通过方法三，AGV小车的稳定性能得到提升。当出现较低的电平说明红外收发器遇到了黑带，要不然就是较高的电平。由程序限制AGV小车的方向是在中断查询的模式下进行的。不同的传感器会有

28、.不同的应用程序，其检测即感应的范围从儿亳米到几米远的范围。通过合理的选择，运用人S-359反射式红外线传感器，因为这个传感器相对于其它传感器安装比较简洁，并且为了满意垂宜距离5IOCm的检测目的，通常来说一般的红外线传感器做到这一点是比较难的，在电流40N放射过程中运用，没有剧烈的阳光(房间里的荧光灯)距离可达8cm进行干扰检测，完全可以满意探测距离要求。2、超声波传感器的选用(1)超声波感器避开碰撞的原理超声波放射后当遇到障碍物时，其波将会被反射回来，通过把超声波放射波和接收被反射回来波的总的时间，测得，则可求出距离S=CV2,此距离就是超声波所测的距离(其中C为超声波的波速)。我们知道由

29、于温度的改变会影响超声波的波速。，所以在运用的时候，超声波波速保持基本不变的前提温度改变的范围比较小，否则就要加以订正，一般用温度补偿的方法予以订正温度。下图2-2是超声波测距仪原理框图：图2-2超声波测仪原理图(2)超声波模块功能介绍1)依据三种不同的测距模式来选择跳线4：短距：l(km8()CM左右；中距：8()c7H4()Odm左右：可调距：其范围由可调整参数来选择。前两种模式都由由被测物表面的材料来进行选择。2）单模组和多模组的运用：单模组的运用：应用于测量及障碍物之间距离的或验，它是单传感器。多模组的运用：依据模组上供应的接口力、J6,由几个模组串联在一起组成阵列式的传感器组，它是阵

30、列式的传感器。3）应用便利:可用于小范围内的距离的测量，机器人检测，障碍物检测，可用于验证汽车倒车雷达及家居平安系统验证中的应用方案。（3）规格参数超声波传感器的谐振频率：40KHz模组传感器中的工作电压：4.5V9V模组接口的电压：4.5V5.5V尺寸：6.48tv,4.077j如下图2-3所示是Fl动导引小车导引系统传感器的安装位置。本次设计运用五个红外线传感器。AGV小车用于跟踪白色导引线的红外线传感器下图中间的2号、3号和5号，取黑色导引线宽为100mm,那么灰度传感器2号、3号和5号之间的距离也为100mnb这样有利于更好的接收信息。当自动导引小车处于垂宜交叉路口或者在拐弯的地方时由

31、左右两边的号和4号两个红外线传感器检测来传递信息，图2-4所示导引系统局部放大图。SJ灰度传速器图2-3导引系统安装位置图图2-4导引系统局部放大图2.2.2AGV的限制部分自动导引小车的限制过程分析：当红外传感器接收到反射信号将被马上传送给单片机，再由单片机推断有无反射信号然后进行处理，及此同时超声波传感器也将信号传送给单片机，感应的时间通过单片机分析后进行处理，依据输出的限制信号路径的综合分析，然后AGV小车的动作通过限制电路对限制信号进行肯定的放大后输入到电机后调整。整个限制过程无需光电编码器，在电动机状态没有反馈的状态下，通过传感器输入整个信息，这个过程属于开环限制。其电控系统示意图如

32、图2-5所示。图2-5电控系统示意图信息源的多少是由开环限制的，在这里信息源和单片机分析分数据都是不怎么多的，通常把单片机作为限制除普遍运用。单一的信息源造成输入的信息是没有纠错实力是开环限制的主要的缺点。那么只有保证信息源的牢靠性是开环限制很好的一个方法。本次设计所运用的单片机是AT89C51（其实物图如图2-6所示），AT89C51单片机的优点是指令简洁，外围电路和I/O输入/输出操作也比较简洁，硬件设计便利，无方向寄存器，资源丰富，而且价格便宜，比较简洁购买。最终使整个自动导引小车完成所设计的限制任务。图2-6T89C51单片机由此确定自动导引小车的设计总体思路:通过红外传感器作为导航，

33、单片机为限制器，电机差动式实现转向，依据预设路途，实现AGv导航定位策略的方式及用最简洁的设置、最少的器械部件。须要部件如下表2T所示：表2-1名称数量红外传感器4超声波传感器1车体1沟通电动机2蓄电池2电源稳压模块1限制电路1单片机12. 2.3AGV的执行部分车轮机构的运动是在车轮驱动速度知道的前提下，通过小车的运行速度和车轮角速度运动的机制来分析的。由自动导引小车汽车底盘结构的形式我们可以确定小车的导向和驱动两个系统不能单独分开工作。本次自动导引小车的设计采纳的底盘为四轮式的底盘，后面的两个主动轮通过差速来进行小车的驱动以及进行小车的导向。在这个过程中，车轮的转速是通过限制两个沟通伺服电

34、机的电压来限制的，而这两个沟通伺服电机是用来驱动两个主动轮，即小车后面的两个轮子，转向是通过两个轮子的速度的不同来实现的。自动导引小车假如须要停车时只需按下小车操作面板的紧急制动按钮开关来对车轮进行制动，小车的转向系统是通过运用红外线导引技术来执行的。以下分析自动导引小车的转弯运动：图2-7是AGV小车在转弯时的状况分析：假设AGV小车质量分布是匀称的，并且以速度V匀速进行转弯：距离是。是AGV小车两个主动轮的间距;AGV小车转弯半径R为转弯圆心及两主动轮中心的距离;车轮半径为小M、N2为两轮的转速；G是车市；为小车及行驶路面的摩擦系数。可有：取Y=1.I小车质量G约为2501；取摩擦系数=0

35、.0196;取R=I(X)0(通过后面章节选取)图2-7小车转弯分析图下面是自动导引小车在行进过程中的动作：(1)直线行进时直线路径一般是小车在比较长的直线通道上的快速行进，直线上的行走能够节约时间，当检测到有弯道时将结束。(2)特殊路径的行进用于特殊路径的慢速前进，如在小车的行走中，由于导航白线折弯，前置传感器丢失了白线，小车减速行走，当中置传感器检测到向线后，依据时间的长短来判定，使小车向探测到白线的哪一个中置传感器方向转弯，直到两个前置传感器回到白线上，当前置传感器检测到白线将结束此过程。其特点是两个前置传感器同时在线外的时候，小车自动旋转寻回直线。(3)左转弯时用于向左的转弯，当小车在

36、行进过程中须要左转弯时，此时小车左边的中置传感器探测到白线，会使小车向左转弯，立到两个前置传感器回到白线上，前置传感器检测到臼线将结束整个过程。(4)右转弯时用于向右的转弯，当小车在行进过程中须要右转弯时，此时小车右边的中宣传感器探测到白线，会使小车向右转弯，宜到两个前置传感器回到白线上，前置传感器检测到臼线将结束整个过程。(5)停车时用于停车，最终结束。2.3本意小结本章是自动导引小车总体设计，主要针对机构部分和电控部分作了具体的说明，电控分别对传感器、限制部分和执行部分进行了探讨和分析，以及红外传感器和超声波传感器的选择以及确定具体的规格进行了说明，还有传感器的侦局参数分析。第三章AGV机

37、械部分的设计3. 1AGV机械结构的设计自动导引小车在机械设计的总体规划依据不同的应用场合，它的外观造型是尤为重要。假如小车的造型完备大气，那么在工作场合会给繁忙的人们一种很好的亲和力和肯定的平安感，缓解人们惊慌的心里状况可能会有所帮助。所以在小车机械结构设计中，须要留意它的外观造型。臼动导引小车的整车框架是用来装配零件的主要的支撑支架，也是小车在运行过程中比较重要的一个装置，其主要分为两部分：第一部分是主框架结构，是一个垂宜的用于各种限制和通信设备的安装框架，也就是立体型的框架结构;其次个部分是副框架结构，驱动电机和各种传感器，还有小车的轮子就安装在副框架上。为了修理和拆卸的便利，主框架结构

38、和副框架结构之间的联结是可拆卸的。自动导引小车的整车框架小车的主要部分，其对小车的整个车的精度有特别大的影响，所以在设计过程AGV小车应保证：(1)整个车的强度和刚度应当符合其加速和承载时的要求。(2)确保小车强度和刚度的前提下来降低车身重量，这样一来可以更多加大小车的承载货物的多少。(3)为了使不发生侧翻或者危急的侧倾，尽量降低小车的重心。(4)防止及其他物体发生碰撞，小车外面轮廓尽量不要出现突出的部分。所以为了更好地满意实际任务的须要，自动导引小车设计参数及性能指标设计为：夕卜型尺寸：920MX6(XM”“300额定载重：25()小承载高度：600mm行走车速：最高时速设定为S正常运行时速

39、设定为0.280.83m/s机械传动方式：三轮布置结构和四轮布置结构(本次设计采纳四轮伤置结构)充电方式：外置充电器车轮宜径：O=250”自动导引小车体外部其它一些协助系统安装会对小车行驶和转向造成肯定的影响，为了使不发生侧翻或者危急的侧倾，尽量降低小车的重心。图3/为车体实物外型。图3-1小车车体实物外型3.2AGM小车机械结构及建模自动导引小车机械结构尤为重要的部分，也是其核心的部分是它的轮系结构。小车的最大运行速度、最小转弯半径以及小车的运行在导引路径的精度的精确性等都受到了其轮系结构的干脆影响。驱动轮、从动轮和转向机构是AGV小车轮系结构的主要组成部分，现在的AGV小车的常见结构依据A

40、GV小车不同的适用场合的不同以及性能的要求的不同现在比较常见的轮系结构有三轮布置的结构和四轮布置的结构。利用前轮来进行转向和驱动轮的小车其轮系结构是三轮布置的结构，利用两个驱动轮、差速转向或者前面两个轮子进行转向的小车其轮系结构是四轮布置的结构。3.2.1三轮布置的AGV小车结构及其建模三轮布置结构的Fl动导引小车的结构布局具有优点是其机构的组成比较简洁，只要考虑车体的重心位置的合理性就可以了，而且车轮及地面的是否可以接触不须要特殊的其它设备来保持，主要缘由是三轮布置结构的小车前轮是一个自由轮，两个后轮差速进行驱动。如图3-2所示：图3-2三轮布置结构图用三维软件Pro/E对小车建模：（1）打

41、开pro/e软件,点击【文件】-【新建】-【零件】-【实体】-【mmns_part_solid】确定。然后选择ERONT作为草绘基准平面，通过拉伸特征建立如图3-3所示车架的实体结构：图3-3（2）选择合适的基准F面，通过拉伸特征，镜像特征建立如图3-4所示的车轮、支架、轴的实体结构：图3-4（3）选择选择合适的基准平而，通过拉伸特征，镜像特征，旋转特征，【扫描】-【伸出项】特征建立如图3-5所示的转向轮电机、前轮、皮带轮、主动轮电机、梯形带、轴承支架实体的结构：图3-5三轮布置效果图三轮布置的结构的实体效果图如图3-5,其一般用两个后轮作为其定向轮保持不变，前面的一个轮子不仅用来驱动AGV小

42、车的行驶，而且还用来AGV小车的转向功能（可以180转动的万向轮），所配备的两个电机：一个装配在万向轮是用来驱动小车的沟通减速电机；另一个装配在车架上的是用来限制小车方向的精度比较高的步进电机，所以三轮布置的前轮可以说是一个组合轮。由上我们可以得知三轮布置结构的小车的轮系结构机动性比较好，这种结构通常用在路面不好的地方，其行走的方式以拖动型为主。三轮布置的优点是机械构造和限制系统都比较简洁，单价不怎么高，但是由于两个从动轮不能够定向，通常把导向传感器装在整车的后边，向前的行走通常是三轮布置结构：其次由于三轮布置的结构是由3个轮子来支撑整车，因而在载重的时候应把货物放在尽量放在小车的中心或者是后

43、轮方向的地方，便能比较好的保持小车在行进过程中的平衡性。但是三轮布置的缺点是假如AGV小车在运行的过程中速度相对比较快，那么小车会受离心力的作用很简洁发生侧翻的危急，所以三轮布置的结构应用于低速场合将比较合适。3.2.2四轮布置的AGV小车结构及其建模目前很多自动导引小车其轮系结构采纳的是四轮布置的结构，其通常以从动轮作为为转向轮，驱动轮作为定向轮或者转向轮为驱动轮两种方式。跟三轮建模一样，打开pro/e软件,点击【文件】-【新建】-【零件】-【实体】-mmns_part_solid确定，选择FRONT作为草绘基准平面。然后选择选择合适的基准平面，通过拉伸特征，镜像特征，旋转特征，【扫描】-【

44、伸出项】特征建立四轮布置结构的小车。第一种：从动轮为转向轮，驱动轮为定向轮，如图3-6所示：图3-6四轮布置结构图（1）从动轮作为为转向轮，驱动轮作为定向轮这种布置的四轮轮系结构是现在比较多的一种结构，图3-7是这种轮系结构的效果图。及一般汽车的车身结构，在图中我们可以看出小车前面两个轮子为万向轮，它在这里作为转向轮来运用，在这里小车的转向角度通过步进电机来进行比较精确的限制，其转向传动可以用传动带或者连杆：小车后面两个轮子为两个定向轮，在这里其作为驱动轮来运用，这两个定向轮的驱动可以用两个电机分别进行，也可以在一个电机上安装差速器来实现。运用两个电机的优点是当小车在运行的过程中有一个主动轮没

45、有接地空转，那么另外的一个电机供应的驱动力可以使小车接着正常工作。图3-7四轮布置效果图（1）由于小车的后面两个轮子是驱动轮，那么两个前轮转向的角度不要过大，但在小车转向角度要求不高时候可以用连杆传动机构来进行转向。采纳这种四轮布置结构的AGV小车的操作限制很简洁，机械结构也不怎么困难，但它一般用于单向的运行，再加上后端作为驱动轮,所以四轮布置结构的小车最小转弯半径是比较大的。其次种：转向轮为驱动轮，如图3-8所示：图3-8四轮布置结构图（2）以转向轮为驱动轮的轮系结构的FI动导引小车现在企业运用的义车的结构是差不多的，所以这种轮系结构的小车也是市场比较常见的，其四轮布置效果图如图3-9所示。

46、在图中我们可以看出，这种轮系结构的AGV小车前面两个主动轮即万向轮的转向角度用沟通步进电机来进行限制，还可以在在两个主动轮分别装备有驱动电机，这两个驱动电机是用来驱动轮子以带动小车运行。为了保证两个轮子的转向的角同向且角度相同，可以用连杆传动机构来进行转向，当AGV小车的转弯半径要求不怎么大时可用转向电机带动同步带传动进行转向。图3-9四轮布置图效果图（2）由于此轮子结构的AGV小车的前轮不仅是驱动轮又是转向轮，那么它的后轮部分的机械结构相对前轮来说箍易了很多。为了增加小车的平稳性，在其后面装备一个减筏结构，减宸结构如图3T0所示。及车体骨架相连的是一个活动臂，活动臂及小车的部分减震的阻尼弹黄

47、向连接，当小车行走在路面不平的地段时，通过活动臂及阻尼弹簧的共同作用，可以减轻小车的抖动，也可以避开其上面货物的滑落。还有为了削收小车的转弯半径，所以后面的两个轮子即从动轮不能同轴转动，必需使内侧和外侧的车轮存在速度差可以解决这一问题，因而这种四轮布置的轮系结构小车在驱动和转向限制上一般都是比较自如的，比较小的转弯半径都是能够适应的。相对于第一种四轮布置的结构来说，其次种必定增加了整车的小车机械部分的困难性，所以这种结构的小车整车重量和成本都是比较高的。图3T0减震结构车体外饰的设计也是一个比较重要的一个单元，考虑到小车维护和修理的便利性，其结构形式和安装方法应简洁。H动导引小车车风光板采纳的是那料的PVC板，厚度为2mm,之所以用PVC板的缘由是它的加工和安装都是比较简洁的，而于固定硬件电路板都是很便利的。小车车身外部四周应尽量不要有突出的部分，这样可以避开不必要的碰撞。小车车身颜色也是比较重要的，简洁出现危急的地方应当用比较鲜亮醒目的颜色（比如车架可以用红色），其它地方的颜色应尽量靠近所工作环境的效果。3.3伺服驱动电动机的选取及其参数自动导引小车动力来源是蓄电池，由蓄电池给电机供应能量来驱动小车的运行。小车的驱动力是由伺服驱动电机是用来限制的，为整个小车供应动力，所以伺服电机的选取及小车的运动状态，即小车的运行快慢，以及所产生的扭矩和驱动力有很大的关系。沟通电