AGV自动导引小车的设计.doc

1、XXXXXXX毕 业 设 计题 目 AGV 自动导引小车的设计英文题目 the Design of AGV AutomaticGuided Vehicles 院 系 专 业 姓 名 年 级 指导教师 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)是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文中没有抄袭他人研究成果和伪造数据等行为。本科毕业设计答辩稿与学校提交的相似度检测文本完全一致。论文(设计)作者签名： 日期： 指 导 教 师 签 名： 日期： 本科生毕业论文(设计)使用授权声明九江学院有权保留并向国家有关部

2、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)被查阅和借阅。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，可以采用影印、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： 日期： 摘 要AGV 是自动导引小车（Automated Guided Vehicle）的英文缩写。它是指电磁或光学自动导引装置的设备，能按照规定的行驶路径，并具有安全保护功能的作用。本次设计主要对自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 导引小车设计的研究内容；然后说明自动导引

3、小车总体设计，对于传感器的选用及规格参数也进行详细的论述及说明；在自动导引小车的机械设计部分中对车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出发，用 Pro/E对小车进行三维建模，详细伺服驱动电动机的选取，齿轮的设计与选取，还有驱动方式和车轮的选择，最后说明传感器的布置；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、行驶的附着条件与附着率，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；最后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

4、，高灵活性以及经济性比较好的一些优点。【关键词】 AGV；自动导引小车；行走策略；传感器；电机驱动IAbstractAGV is homing car (Automated Guided Vehicle) of English abbreviations. It refers to the equipment of electromagnetic or optical automatic guiding device, can drive path in accordance with the relevant provisions, and have the function of the

5、safety protection function. This design mainly development history, kinds of automatic guided vehicles and the car structure design and technical parameters of the car, research content for the design of AGV guided the car; Then explain overall design of automatic guided vehicles for the selection o

6、f sensors and the specification parameters are also discussed in detail and instructions; In the mechanical design of the automatic guided vehicles parts and check the selection of car axle and bearing has carried on the comprehensive analysis, it is also the main part of the design, and then from t

7、he structure of the car, car in Pro/E 3 d modeling, detailed selection of servo motor, gear design and selection, and drive mode and the choice of the wheel, and pointed out the arrangement of sensors; Then the drive system and the driving process of automatic guided vehicles is also carried on the

8、comprehensive analysis, this paper analysis the car in the driving force in the process of driving, driving resistance, adhesion conditions of road and adhesion rate, as well as the selection of main reduction ratio and the power part, these are used to improve the performance of the car; Finally, I

9、Ithe conclusion and outlook of the design are described. In the current logistics system of automation, automatic guided vehicles will be able to make full use of its high efficiency, high flexibility and economy better some advantages. 【Key words】AGV; automatic guided vehicle; walking strategy; sen

10、sor motor driveIII目 录前 言 .1第一章 绪论 .21.1 关于 AGV 的说明及研究 .21.2 AGV 的种类 .21.3 国内外 AGV 发展历史及趋势 .31.4 AGV 的结构 .31.5 AGV 小车主要的技术参数 .51.6 课题研究内容 .6第二章 AGV 总体设计 .72.1 AGV 机构部分 .72.2 AGV 电控部分 .82.2.1 传感器的选用 .82.2.2 AGV 的控制部分 .112.2.3 AGV 的执行部分 .122.3 本章小结 .14第三章 AGV 机械部分的设计 .153.1 AGV 机械结构的设计 .153.2 AGV 小车机械结

11、构与建模 .163.2.1 三轮布置的 AGV 小车结构与其建模 .163.2.2 四轮布置的 AGV 小车结构与其建模 .183.3 伺服驱动电动机的选取及其参数 .213.4 减速器的使用范围及选取 .253.5 轴的设计及其参数的计算 .263.5.1 轴的设计方法 .263.5.2 驱动后轮轴的设计 .273.5.3 车轮轴的受力分析和校核 .283.5.4 车轮轴承的受力分析和校核 .29IV3.6 齿轮的设计和选取 .313.7 驱动方式的选择和车轮的选择 .333.8 本章小节 .34第四章 AGV 驱动系统的设计 .354.1 驱动系统的部件 .354.2 AGV 行驶过程的分

12、析 .364.2.1 AGV 小车行驶阻力的计算 .364.2.2 AGV 小车行驶驱动力的计算 .384.3 AGV 行驶的附着条件与附着率分析 .384.4 主减速比的选择 .404.5 电源的选择 .424.6 本章小节 .43第五章 结论 .44参考文献 .45谢 辞 .470前 言随着经济社会的发展，自动化的设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，更加的快捷方便；其次采用自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；还有自动化设备有助于提高社会生产力，系统推动工业飞速发展，

13、提高生产能力，工作质量，使工作地的安全性和可靠性都能得到显著的提高，而且调整和维修方便。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与生产效率，自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，主要针对自动导引小车的传感器，车轮轴与轴承，伺服电动机，传动齿轮进行了详细的论述和分析，对它们选取过程以及校核等进行了说明；其次重点针对自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详细的说明。这也是本次设计研究的重点问题，更多的细节问题将会在下面的章节中进行更为细致的讨论。1第一章 绪论1.1 关于 AGV 的

14、说明及研究AGV(Automatic Guided Vehicle),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提供者，但现在有些制造商使用非接触能量传输系统作为 AGV 小车的动力源。自动导引小车运动特性跟其它车辆一样采用的是轮子，与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，而且控制性和操作性比较简单，安全性方面也是特别可靠的。AGV 小车还有一个比

15、较好的优点是如果在其使用的路径上有其它的运输设备，则这些设备不需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，道路和空间的使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别好，而且显现出其无人操作的自动化的高水平。自动导引小车一些自动化的动作也就是命令，还有它工作过程中行走的路径都是由电脑来进行操作控制的，有的一些小车以电磁轨道作为它的行进路径。在现在自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使用的次数是最多的，也是物流费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

16、够充电，而且外表精巧简洁，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使用，其发展势头非常好，所以 AGV 小车的发展的速度也非常快。1.2 AGV 的种类自动导引小车的种类：无轨型和有轨型两种。在地面上或者在一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。有轨型的自动导引小车的结构比较牢靠，承载的能力也比较大，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可靠性好，定位的准2确精度较高，在直线或环线的双向物流系统中经常用到。自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

17、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，最后来到了中国。1913，该公司第一次使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，电磁导引的自动导引小车就是英国最先研发出来的。原先得 AGV 小车需要铺设轨道，而电磁导引使用使 AGV 小车摆脱这些缺点，因此 AGV 的运用变得更加的简单。到了 60 年代初期，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 年代，日本对这一方面进行了进一步的研究，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

18、升，自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入交流，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省人力，而且还能节省不必要的成本，以及提高工作的效率具有非常好的效果，因此近些年来自动导引小车在国内也得到了很快的发展。从自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非常广泛的应用，现在一些企业采用的主要是激光导引，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非常大的兴趣和关注度。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，控制器会根据检测出的偏差信号对电动机的转速进行调整，然后偏差将会被纠正，这样会让 AGV 小车能根据预先设定的路径运动。因此，小车在行驶过程中，数字编码器需要连续检测来调整电机的速度，避免出现偏差以对整个系统进行很好的控制。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，它的作用除了转向外还有支撑跟平衡的作