工业物流中自动导引小车及其调度方法研究

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1、工程硕士学位论文工业物流中自动导引小车及其调度方法研究作者姓名郑东泽工程领域机械工程校内指导教师李伟光教授校外指导教师王春宝高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年1月TheresearchofautomatedguidedvehicleinindustriallogisticsanditsschedulingmethodADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhengDongzeSupervisor：Prof.LiWeiguang

2、SouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要随着工业生产自动化水平的不断提高，传统制造业面临着向智能制造转型升级的历史性路口。自动导引小车（AGV）能够有效提高工业生产过程物料和产品的物流运输效率，推动企业转型升级。本文设计了一款全向运行AGV，能够满足工厂车间生产过程中的物料和产品运输要求，主要的研究工作内容如下：（1）结构设计方面：AGV采用麦克纳姆轮四轮驱动，实现全向行驶；车体为一体式的框架式结构，底盘和车身都采用方形钢管通过机加工折弯并焊接而成；驱动电机

3、采用交错安装的布局方式，采用简单高效的齿轮传动机构和顶升拖曳机构。（2）硬件系统方面：根据AGV的运动控制和任务运输要求，建立控制系统的整体方案，针对各部分需要实现的功能对元器件进行计算和选型，包括上位机和下位机的控制板选型和通讯实现，无线通讯模块的设计，安全避障模块设计。（3）算法研究方面：研究AGV路径规划与调度方法，采用拓扑地图法建立环境电子地图，分析比较A*算法、Dijkstra算法和Floyd算法三者的优缺点；提出一种改进的Floyd算法，即根据实际生产过程中出现的路径繁忙和拥堵冲突情况，对电子地图中相关

4、路径加入热度值和权重值，使路径规划符合实际情况。（4）软件系统方面：基于VC++开发AGV运输管理调度系统，进行AGV路径规划和调度监控管理。结合工厂实际环境，搭建完善的AGV实验平台和控制管理系统，对改进的Floyd算法进行实验验证；针对运行过程中可能出现的冲突问题，对调度策略和冲突问题进行研究并提出解决方法。经过工厂实际环境实验验证，结果表明本文所设计的AGV及其控制管理系统能够满足工厂车间生产过程中的物料和产品运输要求，符合项目的要求。关键词：AGV；结构设计；控制系统；Floyd算法；运输管理系统IAbst

5、ractWiththecontinuousimprovementofautomationinindustrialproduction,thetraditionalmanufacturingindustryisfacingahistoricjunctureinthetransformationandupgradingofsmartmanufacturing.Automaticguidedvehicles(AGV)caneffectivelyimprovetheefficiencyoflogisticsandtrans

6、portationofmaterialsandproductsinindustrialprocessesandpromotethetransformationandupgradingofproduction.Inthispaper,anomni-directionalAGVisdesignedtomeettherequirementsofmaterialandproducttransportationintheproductionprocessofthefactoryworkshop.Themainresearch

7、contentsareasfollows:(1)Structuraldesign:theuseoffour-wheeldrivetoachieveomnipotence,whichbodyframestructurewithone-pieceframestructure,chassis,bodyaremadeofsquaresteeltubebybendingandwelding;bodyframeintegralstructure,chassisandbodyaremadeofsquaresteeltubesby

8、machiningbendingandwelding;thedrivemotorwithstaggeredlayoutinstallation,thegeartransmissionmechanismissimpleandefficientandliftdragmechanism.(2)Thehardwaresystem:accordingtotheAGVm