哈工大 制造系统自动化 作业一 自动导引式物料搬运小车系统设计(完美高分版).doc

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1、哈工大-制造系统自动化-作业一—自动导引式物料搬运小车系统设计（完美高分版）第一部分设计任务书%1.自动导引搬运小车功能示意图二、基木要求与参数三、工作量.3第二部分设计四、设计内容及说明说明书小车轮系结构的设计与分析自动导引方案的设计及传感器的选择与分析三、小车驱动及运动控制方案的设计与分析四.考文献控制流程的设计以及控制程序的编写作业一自动导引式物料搬运小车系统设计第一部分设计任务书一、自动导引搬运小车功能示意图自动导引搬运小车结构示意图小车运行线路示意图二、基木要求与参数木作业要求完成一种口动导引式物料搬运小车系统设计。小车主要实现的功能是自动寻迹并

2、且完成物料的搬运。如上图所示,小车首先在A区装载物料,然后开始沿着指定轨迹（黑色导引线）自动运行,导引线宽为20mm,小车上要求装有相应的传感器用來完成寻迹和小车运行轨迹调节，保证小车始终沿着指定轨迹运行不偏离。运行到C区以后停止，卸货后沿原路径返冋A区再次装载物料，如此往复。A、C区各有一條与导引线垂直的黑色边界线，线宽为20mni,要求小车在A、C区停止时，不能超出边界线限定范围。（小车由蓄电池供电）相关设计参数：（1）小车运动方武：全自动导引武。（2）小车载重能力:15Kg,自重不超过15Kg。（3）小车运动距离：5000mm。（4）小车运行速度：不

3、小于0.5m/So三、工作量（1）小车轮系结构的设计与分析;（2）自动导引方案的设计及传感器的选择与分析；（3）小车驱动及运动控制方案的设计与分析；（5）设计说明书一份°四、设计内容及说明（1）根据要求选择合适的传感器，设计搬运小车的自动导引系统，并进行可行性分析，保证小车能够沿着给定的路径运动。（2）确定小车的轮系结构，如主动轮与从动轮的个数以及转向方式。设计小车的驱动方案，确定电机的个数与类型，计算小车载重、行驶速度等技术指标，并分析论证轮系结构与驱动方案的合理性，满足设计要求。（3）小车控制系统设计，包拾确定控制方案、控制核心器件的选择、自动导引功能

4、的实现原理、绘制控制流程框图、编制控制程序。第二部分设计说明书一、小车轮系结构的设计与分析；1、常川自动导引小车机械结构分析AGV的轮系结构是整个机械部分的核心，也是整个AGV非常关键的部分。轮系结构设计的合理性不但会影响小车的循迹精度，而且还决定了小车的最小转弯半径、瑕人运行速度等重要指标。因此在小车轮系结构设计Z前，我先对1=1前市场上常见的儿款同类小车的轮系结构进行了分析和比较，取长补短，设计出一款适合本系统的轮系结构。轮系结构一般由驱动轮、从动轮和转向机构组成，日前市场上常见的同类AGV的轮系结构按照不同的性能要求主要有三种：三轮结构、四轮结构和六

5、轮结构等，其小三轮结构一般采用前轮转向和驱动，而四轮和六轮一般采用双轮驱动、差速转向或独立转向方式。(1)三轮结构三轮结构常采用前轮驱动与转向轮合成为一个组合轮、后轮为两个支撐定向轮的方式，其机械结构视觉图如图所示。三轮结构是一款非常灵活的轮系结构，载荷行走为拖动型，常用于路血比较差的环境。它的机械构造和控制非常简单，成木低，但是它的缺点也较为明显：首先由于两个从动轮无法定向，一般将导向传感器装在车体后边，因此三轮结构主要用于前进方向行走；其次这种轮系结构是3个轮子支撑车体，所以载重时应把货物放在车体屮心或后轮附件的位置，这样才能更好的保证车体平衡性；尤为

6、值得注意的是在行走过程吋，当车体运动过快时，在转弯时由于离心力的作用，很容易使重心移向转向轮的两侧，而使车体发生侧翻，因此这种结构史适合于低速的场合。(2)四轮结构四轮结构是日前最为常见的一种AGV轮系结构它一般釆用转向轮为主动轮式和转向轮为从动轮，定向轮为主动轮式两种方式。%1转向轮为从动轮，定向轮为驱动轮式。这种方式是日前最常见的一种四轮结构，其机械结构视觉图如图所示。这种车型结构前血两个力向轮为转向轮，使用步进电机來精确控制转向角度，可以用连杆或同步带來做转向传动；后端两个定向轮为驱动轮，可以用一个电机通过安装差速器驱动两个轮子，也可以用两个电机分别

7、驱动，这样可以避免出现一个主动轮悬空空转导致驱动力下降的问题，而且还可以省去安装差速器。因为驱动轮在小车后端，所以前轮的转动角度就不能太大，但是如果转动精度要求不高，则可以采用连杆传动机构。这种四轮结构虽然控制简单，而fl机械结构也不是很复杂，但是它只适合与单向行驶，而且由于驱动轮在后端，所以最小转弯半径较人。%1转向轮为骡动轮式。在这种结构屮，前曲两个为用真流步进电机控制转向角度的转向轮，同时在每个转向轮上安装一个驱动电机以驱动轮子，后面两个轮子为从动轮。为了保证两个转向轮转向角度的一致，可以使用和汽车结构类似的连杆传动方式，如果要求转弯半径较小，也可采

8、用图屮所示的同步带传动方式。因为这种结构屮从动轮部分机械结构较简单