循环自动小车设计.docx

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1、摘要AGV全称自动导引小车(AUtonIatedGuidedVehiCIe,简称AGV),通隅也称为AGV小车指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，伺服控制，具有安全保护以及各种移栽功能的运输车，J1.业应用中不需驾驶协的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。一般可通过电脑来控制其行进路线以及行为，城利用IU-轨道(e1.ectromagneticpath-fo1.1.owingSyStem)来设立其行进路线，电磁凯道黏贴于地板上，无人搬运车则依靠电磁凯道所带来的讯息进行移动与动作。目前AGV小车广泛应用在制造业，物流仓储业，汽车，造纸等行业。随着技术的发展，设计更为简便

2、，操作更加合理的AGV小车，来适应更多的领域，是AGV未来发展的方向。关键词：AGV电磁工业应用第一章绪论1.1 AGV研究的背景及意义AGV(AutonaticGuidedVehiC1.e),自动导向车.自动导向车不仅可以用于物料运输,还具仃装载货物的功能“它也可以自动移动到另一个地方，自行卸载装载的货物。自动小车通常使用电池作为动力来源，但现在一些制造商使用非接触式能量传输系统作为八GV汽车的动力来源。AGV的运动特性与其他车辆相同.与其他不以车轮运动(爬行或行走机器人)为特征的车辆相比，AGV在速度、效率和结构上具有突出的优势，其控制和操作相对简单，安全性特别可靠。AGV车也有一个很好的

3、优势，如果在其路径上有其他运输设备，这些设备不需要铺设额外的轨道或其他设备，并且车辆到现场的宽度，道路和空间的使用相对较低。因此，住一些企业自动化物流系统中，自动导向车的性能非常好，显示了其无人J作的高度自动化。AGV的一些自动操作是命令,它在工作过程中的路径由计算机控制.有些汽车使用电磁轨道作为行般路径。在目前的自动化运输物流过程系统中，装卸是一个关键的环节，因为装卸在物流运输过程中使用次数最多，同时也占物流成本的较大比例.正是因为AGV小车的自动化程度比较高，不仅可以充电，而且外观精致简洁，所以可以成为企业。该行业的形象已经提升到另一个层次。总之，AGV是一种可以在各种场合使用的工具。它的

4、发展势头非常好，因此AGV的发展速度非常快。1.2 AGV小车的种类AGV小车的类型：有轨型和无轨型两种。在地面上或在一定空间内中具有机械导向轨道称为有轨型自动导向小车。有轨自动导向车结构相对可推，承载能力较大，成本不高。目前来说有轨技术相对成熟可靠，定位精度高。它常用于直线或环线的双向物流系统中经常用到。自动沿计算机预先设置好的路径工作的小车称为无轨自动小车。1.3 国内AGV发展历史AGV小车导引车起源于美国，然后在欧洲发展，然后在日本，最后来到中国。1913年，公司首次在美国使用福特导引车进行跟踪，这是AGV小车的早期发展。继福特汽车公司在美国上市后，AGV汽车在英国得到J迅速的改进。电

5、磁导引AGV小车最早是在英国开发的。原AGV车需要铺轨，电磁导引的使用使AGV车克服了这些缺点，使AGV的使用变得更加简单。20世纪60年代初.随着欧洲经济的发展,AGV得到了更好的推广应用。20世纪80年代，日本对此进行了进一步的研究。为此，介绍了采用磁导航技术的自动导向器，大大提高了自动导向器的稳定性，并在汽车导线中得到了广泛的应用。领域，并且随若中日企业的深入交流，许多国内企业也觉得自动导向车不仅可以为企业节省人力，而且节省不必要的成本，提高工作效率有着很好的效果，所以近年来，自动导向车也得到/发展。PED在中国迅速发展。从AGV的各个技术方面来看，AGV最关键和最重要的技术是AGV。磁

6、感应制导已得到广泛应用。目前一些企业主要采川激光制寻，而视觉制寻也引起了很大的关注.目前，惯性制导、超声制导和磁螺陀螺制导也引起了人们的极大兴趣和关注。1.4 AGV小车的结构AGV小车的原理是通过计算机预先对小车的路径进行编程。当小车运行时，当磁条传感器的位苴和预先编程的轨迹的位宜检测到偏差时，控制潞根据检测到的偏差信号调整电机的速度，然后对偏差进行修正，使AGV小车可以根据预先设置的路径进行运动。因此，在小车行驶过程中，需要时磁条传感器进行连续检测，以调整电机的转速，避免出现偏差以便对整个系统很好地控制。自动小车通过在小车中间的两个可旋转一定角度的驱动轮使其能够运动。前后各有两个万向轮。它

7、不仅具有转向功能，而且还具有支撵和平衡功能。这是六轮结构的形式。自动导向车主要包括车体、车架、车轮、载荷传递装置机械手眄等。驱动装置和动力系统是六个主要部分。以下是各部分的介绍：车体整个车身由底盘、车架、壳体、控制室及相应的机电结构组成，是AGV的基本组成部分。结构特点与某些电动汽车相似，无需驾驶汽车即可自动运行。铜构件通常用于框架焊接，但如果汽车的重心相对较低，则汽车的抗帧卸能力相对较高.车架hupfanyi.haidu.conJtfhitpsWtezh(iavascriNvoid(0):乍架是整个自动导向车的支架。车架上安装了车轮、光传惑蝠、伺服电机和减速器-框架设计的基本要求是其强度和硬

8、度相对较大，因此棍架材料通常为铸铝合金，被认为是高质量和良好的焊接性能。车轮实心橡胶轮胎通常用作自动导向车的车轮。载荷传递装置AGV小车的负载转移装置为平板结构，可将箱形物运输到指定位置，也可运输物料等。驱动装苴驱动装置是自动导向车的驱动系统，可以控制汽车的速度和制动。驱动装置包括驱动电机、减速器、电机、控制装置和驱动耦。一般为闭环和开环模式，以交流伺服电机为主要闭环模式，步进电机为主要开环模式。动力系统目前，电池是汽车动力系统的驱动能量来源。电池能量转化为机械能，按照预定的轨迹驱动汽车及其附属设备。根据不同类型的车辆，以及不同型号的操作和负载，将有不同的动力电池组件，一般交流电压为12V、2

9、4V、48V和72V。机械手臂由伺服电机控制机械手转的动作，光电元件返回手臂的位置及动作状态，从而完成系统设定的工作任务。15AGV的技术参数(I)AGV乍额定载荷：车体总重量。(2)AGV小车自重：指AGV小车与其蓄电池组合的重量。(3)AGV尺寸：指车辆的长度、宽度和外部高度。该尺寸应与放置在AGV车辆上的物品的尺寸和车辆通过的道路宽度相匹配。(4)停车精度：指AGV车的停车位用与预设位置的差.(5)AGV车最小转弯半径：空载时以最低稳定速度转向，即瞬时转弯中心至车辆纵向中心线的距离。最小转弯半径由车辆曲线确定。半径越小，机动性越好。(6)行驶速度：汽车在额定载荷下行驶时所能达到的最高速度

10、为行驶速度。AGV的工作循环和效率由运行速度决定,种(7)工作时间：指完成GV小车工作循环所需的时间。(8)运输类别：指自动导向车运输的物料类型。(9)装载方式：是指自动导向车与其他装置一起进行行走和转向功能的一种运动形式。(10)架动形式：指小车带有其他装置提供驾驶和转向。1.6小结AGV小车是一种智能汽车技术。作为一种重要的自动化设备，它已广泛应用于行前企业物流系统的各个方面。本设计主要从AGV的机械部分设计入手，得出总体设计的一些指标，然后对其驱动系统进行分析,得出驱动方式和车轮选择，以及驱动系统部件的选择和校准。第二章AGV总体设计2.1机械部分上一章介绍AGV的主要组成部分，即负载转

11、移装置、车架、车体、驱动装置、动力系统和车轮。AGV的基本部件是车架和相应的机电部件，即车身部件。框架设计的基本要求是其强度和硬度应较大。一般情况3用1亳米3亮米的铜板焊接钢板或铝合金板可以减轻小车的重量，而防侧翻则取决于小车的重心。AGV小车通常使用12V、24V、48V和72V电池作为动力来袭动。电池应能工作至少8小时。由于不同的工作条件和不同的工作条件的影响，应满足基本要求。自动小车的驱动指令由计算机发出，驾咬速度和方向由计算机控制。在工作过程中，可以使用不同的方法来调整速度。AGV汽车在不同的工作条件下需要不同的行驶速度。直线0.3ms,靠近车站0.1.11s.一般由地面控制器发出的控

12、制指令系统通过通信系统返向地面控制器.连续模式和分散模式是通信系统中的两种主要模式。连续模式通信系统可以在任何位芭使用,使自动引导车辆可以随时使用相对于地面控制器的射频方法，或在通信电缆的引导路径上发送和接收信息，如红外激光通信方法。分散式通信是指与地面控制器进行系统的传输，在地面控制器规划有AGv车时，一般通过感应灯或光学方法，当AGV车与地面控制站不能连接时，表明它们之间存在通信故障。如今许多汽车被使用的原因是分散模式比连续模式便宜。AGV自动化。就导引车的安全性而言，共安全性首先关系到AGV车本身的一些基本保护。最重要的是，不会有人身危险，一些地面设备和物品的保护到位。AGV的导向方式可

13、分为两类：一类是在导向装置上设置一条通向车辆的路径，将导向传感器置于车辆运行的路径上，这是一种电磁导向方式：另一类是在无固定方式的自由路径上引导车辆，通过计算机控制，AGV车辆自动启动。调整它的方向，然后独立决定。设苴路线。机械手臂是自动取料小车的戊要组成，可以向XYZ泠方向自由移动，每一个轴由一个伺服电机驱动，到达预设判断位置,CCD拍照判断工位状态，从而驱动夹爪抓料或放料.当完成任务后，手皆回到原点，继续前进执行下一次任务。22AGV电控部分电气控制设计是自动化设计的重点内容，需要根据不同的需求选择不同的电气元件0电气控制主要有骄动元件，感应元件，执行元件，如感应元件有感应障碍物的障碍物传

14、感器，检测温度的温度传感器，检测液位的液位传感器，检测颜色的颜色传感器，检测电压电流的等。还有需要读取信息的有RFIDE驱动元件可以选择各种型号的单片机或P1.C执行元件一般为交流或直流伺服电机。2.2.1 AGV控制部分AGV小车控制过程分析：传感器接收到反射信号后，立即传送到P1.e.由P1.C判断是否有反射信号并进行处理。同时，超声波传感器也将信号传送给P1.C。感应时间经P1.C分析后处理,，根据输出控制信号路径的综合分析，控制信号经控制电路放大，输入电机后，调节AGV车的动作。整个控制过程不需要光电编码器。在无反馈电机状态下，整个信息通过传感器输入。这个过程属于开环控制。电子控制系统

15、原理图如图2-5所示。n流电机驱动器向服限动本次设计使用的P1.C是FP-XHGOtD,DC输入32点，输出28点，最大可扩展452点，根据需要可接通讯数字做模块，最多有6通道高速脉冲输出,最多可控制6台伺服电机。各通道的最高速度为100kHZ.可根据要求编写各种程序。AGV的总体设计思想是：以磁条传感器为导航，P1.C为控制器，控制前后四轮实现转向,根据预设路线，实现AGV导航定位策略的途径，向服电机为执行元件，采用最简单的设宜和最少的设备部件。所需部件如卜表2T所示：名称数量名称数量名称数量光电开关20槽形传感涔15P1.C1推杆电机2电源2Tro1.1.eybus触摸屏1地标传感器1磁条传感器1断路器4电机2DC-DC降压模块1交流接触器4驱动卡2AGV控制器1维电器20触摸屏1铝电池1伺服电机（绝对式）4急停开关1机械手1CCD1伺服卡4平衡轮4手操器1减速机4地标20锂电池22.2.2 AGV的执行1.部分在已知车轮行驶速度的前提下，通过小车行驶速度和车轮角速度运动的机理分析了车轮机构的运动。通过自动导向车的底盘结构形式，可以保证小车的导向和驱动系统不能单独工作。本次自动小车采用的底盘是六轮底盘.底盘中间的两