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1、 毕 业 论 文（设 计）论文（设计）题目：无轨运输小车设计姓 名学 号院 系专 业年 级指导教师 目 录第1章 绪论51.1 AGV自动引导小车简介51.2 自动引导小车的分类51.3 国内外研究现状及发展趋势51.4选题依据和研究意义6第2章 机械部分设计72.1 设计任务72.2 确定机械传动方案72.3 直流伺服电动机的选择82.4 联轴器的设计112.5 蜗杆传动设计122.6 轴的设计142.7 滚动轴承选择计算22第3章 控制系统的设计273.1 控制系统总体方案的确定273.2 鉴向273.3 计数的扩展283.4 中断的扩展293.5 数摸转换器的选择313.6 电机驱动芯片
2、选择343.7 运动学分析383.8 控制程序的设计39第4章总结与展望47参考文献48致 谢492摘 要自动引导小车AGV在当今科技领域中，它是通过计算机网络技术把光电声等物理量集于一体并且把无轨运输技术与先进理论整合在一起的具有先进科技的小车。自动无轨运输导引小车具有高效，运作灵活及环保等优点，在工作过程中可以极大地提高生产效率，因此在柔性制造系统中得到了广泛的应用。通过对自动无轨运输导引小车的驱动系统分析及国内外无轨小车的发展状况的研究，本次毕业设计主要包括电机的参数容量等选择。联轴器的结构型号选择，以及蜗轮蜗杆传动的设计。轴承的选择及控制系统中硬件的设计、软件程序的编程。在小车整个运行
3、中，小车可以实现按照预先设计的轨迹自主运行。关键词 ： 无轨运输；自动引导；单片机；PWMAbstractAutomatic guided vehicle AGV in today in the field of science and technology, it is through the computer network technology, the physical quantities such as sound, light and electricity set in one and the non rail transportation technology and adv
4、anced theory integrated in together with the advanced technology of the car. Automatic rail transport guided vehicle has the advantages of higher efficiency, and flexible operation and environmental protection so on, which can greatly improve the production efficiency in the process of work, so it i
5、s widely used in flexible manufacturing system. Through the automatic rail guided vehicle drive system analysis and no rail car development status of the domestic and foreign research, the design content mainly includes: the design of DC motor, coupling and worm drive design, bearing selection and c
6、ontrol system hardware design, software programming. In the whole operation of the car, the car can be achieved in accordance with the pre designed track to run autonomously.Keywords ： Rail transport；Automatic guiddance；Singlechip；PWM5第1章 绪论1.1 AGV自动引导小车简介 轻型无轨运输小车AGV是一种以计算机控制整个中央系统，利用物理信息（磁条，激光等）指导
7、小车按照设定的轨迹行驶的无人驾驶小车。在整个控制系统中，一般都是利用计算机作为整个控制的合理，然后结合导航以及对周边运行的时候能够起到辅助设备，最后在加上多个AGV系统，从而组成了一个总的AGV系统。在工作中，他主要是充分发挥了计算机系统的功能，利用计算机实施实时的监控，并随时针对情况进行调控，然后AGV就可以根据既定的路线进行运动，从而达到一个行程，完成预期的工作。在正常的工作中，由于AGV自身带有电源，所以计算机需要随时监控电量，需要根据剩余电量的多少看是否要在预定的地方充电。1.2 轻型无轨运输小车的特点与分类轻型无轨运输小车的主要特点有以下几种：（1）自动化程度很高系统运行稳定可靠，物
8、流系统能力强； (2)运行灵活，在行驶过程中可更改路径； (3)小车内部有检测电量装置，在小车电量不足时可以实现快速充电。轻型无轨运输小车的分类： 根据导航方式的不同：轻型无轨运输小车分为两种，分别是次导航和激光导航。两种导航方式各有不同的应用范围以及工作原理。根据工作的不同，又可以分为地盘总装配型小册，以及发动机装配型轻型无轨运输小车，变速箱装配型轻型无轨运输小车，运输型轻型无轨运输小车，搬运型轻型无轨运输小车，重载轻型无轨运输小车，智能巡检轻型无轨运输小车,特种轻型无轨运输小车。1.3 国内外研究现状及发展趋势轻型无轨运输小车是当今社会发展的第一动力，是工业及现实生活中重要设备。第一辆轻量
9、化，非轨道无轨运输小车诞生于1953年。1995年，英国第一个将轻型无轨运输小车运用到生产线上，这使得运输效率大为改观，同时也提高了工作效率。无轨运输技术在欧洲起源于80年代初，美国公司将单片机用作控制整个无轨小车的导引系统中，极大地促进了无轨技术的发展。在1996年，日本开设了第一家采用AGV技术的无轨小车制造厂，随着技术的发展，目前日本开设了更多更先进的无轨小车制造厂。在国外，轻型无轨运输小车起步焦躁，发展迅速，市场范围大，应用最广泛的是车辆制造行业。能够占到每年小车销量的百分之三十。是主要的市场。而在我国，由于一直以来对自动化程度的需求不是很大，所以整体发展较慢。目前国内主要是依靠真核引
10、进国外的技术进行研究发展。在国内我国着手研制轻型无轨运输小车的时间相对与外国来说有点晚。虽然国内研究的较晚，但是发展速度是突飞猛进的。现在昆仑的无轨技术其水平基本上代表了国内的最高水平。目前国内成系统的AGVS总共不到六十五个，普通的其他结构的无轨运输车也不过几百台。其中应用最为广泛的是烟草工业。目前已经有十几家在使用较为先进的激光引导运输小车。1.4选题依据和研究意义在现在一个科技发达的年代，工业及生活中劳动力逐渐由机器所代替，轻型无轨运输小车也成功在科技时代上演了重要角色。在工业中，自动引导无轨运输的方式多被采用，这种技术不但降低了劳动力，降低了生产成本，更重要的是操作简便，提高生产效率，
11、能为工业谋求最大利润。目前，轻型无轨运输小车得到了广泛的利用，成为搬运设备中核心设备。第2章 机械部分设计2.1 设计任务设计一台在工作过程中可以实现直走、倒退、转弯及根据需要及时进行停车的多功能无轨控制小车。整个小车的控制采用单片机控制。单片机的型号选择AT89C51。这是目前比较常用的单片机，能够满足小车的控制功能需求。本次设计的关于小车的基本参数是长度500mm，宽度300mm。要求在工作中的运行速度能够达到100mm/s。同时针对小车的基本技术要求如下：1、负载最大可以达到35kg；2、小车在运行中的转弯半径最小为71cm；3、在工作中小车能够达到的最大速度为10m/s。 2.2 机械
12、传动方案方案一：三轮式结构设计。无轨小车的方向是由方向盘控制万向轮实现的。小车的动力有电机提供，进而驱动小车两后轮实现行走动作，如下图1 所示为小车的驱动传动结构方案。图1 传动方案一方案二：四轮式结构设计。小车的前轮是一对通用车轮，小车的驱动是由后轮实现的。小车的差动转向是电机将动力传递给后轮，通过减速器实现两轮的速度不相同而完成的。下图2所示为四轮式结构设计动力系统图。图2 传动方案二根据上面两个传动以及结构方案的对比可以发现，四轮式结构的小车传动复杂，成本较高，但是四轮结构的稳定性较好，并且四轮结构采用双簧的蜗轮蜗杆的差动装置，其误差比三轮结构小。所以根据上面的对比，决定本次毕业设计选择
13、四轮式传动驱动方案。2.3 电动机的选择格局上面传动方案，本次设计的驱动采用的是电机驱动的方式，未来适应单片机的控制以及精度的要求，选择的是直流伺服电机。这种结构的电机的选择需要参考小车的基本参数进行计算得到，然后选择电机。1、根据前面章节给定的参数，小车在工作中运行的速度为100mm/s，所以车辆转动的速度计算如下： （1）在传动系统中可以看到，索泽的减速器是蜗轮蜗杆结构，根据对减速器的选择减速比取值为62，则可计算出所需要的电机的转速如下： （2）在正常的工作行走中，小车所需要承受的各种力的结构见图如下图所示。图3 四轮受力简图首先计算车辆自身的重量。 （3）根据已知参数，小车的最大负荷计
14、算 （4）根据小车手里的三维空间图，列车在工作中的平行方程。根据四轮式的结构可以看到，小车的前后轮是一个对策的结构形式，所以： ， ， （5） ， （6）计算可得： 无轨小车的后来手里情况如下图4所示，车轮在工作中的摩擦阻力局Mf是一个中间的之，计算公式如下： （7） （8）公式中的表示在工作所受到的摩擦阻力系数，根据相关的设计手册，取值为210，本次设计取值为6。则可计算牵引力公式如下： （9） 图4 后轮受力 图5 前轮受力（1） 根据上面的计算基本公式以及分析，通过力学转换计算在工作中电机锁需要承受的力矩，TL计算公式如下： （10）公式中的效率取值为0.7，称重取值为157.66N，取值为0.15。（2） 根据所计算的各种参数，计算作用到电机上的负荷惯性JL，计算公式如下： （11）公式中的J分别飙车车辆在工作过程中的
