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1、目录摘要ABSTRACT目录第1章绪论第2章 AGV的总体设计第3章AGV机械结构和驱动转向系统的设计第4章控制系统与行走策略摘要： 随着工厂自动化、计算机集成制造系统技术的逐步发展以与柔性制造系 统、自动化立体仓库的广泛应用， AGV(Automatic Guided Vehicle)即自动导引车作为联系和调节离散型物流系统以使其作业连续化的必要的自动化搬运装卸手段， 其应用范围和技术水平得到了迅猛的发展。AGV 是以微控制器为控制核心、 蓄电池为动力、 装有非接触导引装置的无人驾 驶自动导引运载车，其自动作业的基本功能是导向行驶、认址停准和移交载荷。作 为当代物流处理自动化的有效手段和柔性
2、制造系统的关键设备， AGV 已经得到了越 来越广泛的应用，对 AGV 的研究也具有十分重要的理论意义和现实意义。本文介绍了 AGV 在国内外的发展现状和应用情况，在此基础上，结合毕业设 计的课题要求，设计了红外导引 AGV 小车。其研究内容主要包括以下几个方面 :1. 论述了 AGV 系统的组成、路径导引方式与原理，结合课题要求，选择“红外 导引”作为该系统的导引方式。2. 介绍了 AGV 车体机械结构的设计， 并根据小车的驱动方式和工作要求， 对底 盘、电机、蓄电池等进行了设计和选型。3. 根据 AGV 系统的控制和工艺要求， 确定了控制系统的总体框架结构。 硬件方 面，选择合适的传感器、
3、单片机以与电机驱动器，对传感检测电路和 关键词 :红外导引； AGV ；单片机；驱动控制电路；行走策略；控制策略。THE DESIGN OG AGV SYSTEMABSTRACTWith the growing of Factory Automation, Computer Integrated Manufacture System and extensive application of Flexible ManufactureSystem 、 Automatic Warehouse, the application field and technical level of AGV whic
4、h contact and adjust the discrete logistics system, make the mission continuous, has greatly enlarged and improved.AGV is the unmanned driver automatic guided vehicle which has its untouched guided equipment, its control center is the microcontroller and storage battery is driving power, its basic f
5、unction of automatic action is guided driving, recognizing the address to stop precisely and remove the load. As the valid measure of contemporary logistics processing automation and the key equipment of flexible manufacture system, the AGV has already got more and more extensive application, so tha
6、t the research on AGV has very important theory meaning and realistic meaning.The dissertation introduced the applications and developments of AGV at home and abroad. Combining with the request of this graduation project topic, we designed a whole infrared rays guided vehicle.The main work in this d
7、issertation was arranged as follows:1. The constitution of AGV system, the path guided means and their principles were discussed. According to the requests of the topic, infrared rays guided method was used in the AGV system.2. The design of AGV mechanical structure was introduced, in terms of drivi
8、ng manner and working requests, the type of the chassis, electrical motor and storage battery etc. was chosen and designed.3. According to the control and the craftworkrequests of the AGVS, the total frame structure of control system was designed. About hardware, the right sensor, MCU and motor cont
9、roller had been chosen, the sensing circuits and MCU controlling hard circuits was designed, about software, to achieve many system functions, and to realize serial communication between the MCU and motor controller, blocking programming method was employed.Kywordse: Infrared rays guided; AGV; MCU;
10、Drive and control circuit; Running strategy; Control strategy;Serial communication.1. 绪 论1 1 概述AGV(Automatic Guided Vehicle) 自动导引车是上世纪 50 年代发展起来 的智能搬运型机器人。 AGV 是现代工业自动化物流系统中的关键设备之一， 它是以 电池为动力，装备有电磁或光学等自动导航装置，能够独立自动寻址，并通过计算 机系统控制，完成无人驾驶与作业的设备。自从 1913 年美国福特汽车公司使用有 轨底盘装配车， 1954 年英国采用地下埋线电磁感应导向车以来，到九十年代
11、全世 界拥有 AGV(Automated Guided Vehicles)10 万台以上。近年来，自动化技术呈 现加速发展的趋势，国内自动化立体仓库和自动化柔性装配线进入发展与普与阶 段。其中，在自动仓库与生产车间之间，各工位之间，各段输送线之间， AGV 起了 无可替代的重要作用， 与传统的传送辊道或传送带相比， AGV 输送路线具有施工简 单、路径灵活，不占用空间、较好的移动性、柔性等优点。1.1.1 国外研究状况世界上第一台 AGV 是美国 Basrrett 电子公司于 20 世纪 50 年代开发成功的， 它是一种牵引式小车系统。小车中有一个真空管组成的控制器，小车跟随一条钢丝 索导引的
12、路径行驶。60 年代和 70 年代初，除 Basrrett 公司以外， Webb 和 Clark 公司在 AGV 市 场中也占有相当的份额。在这个时期，欧洲的 AGV 技术发展较快，这是由于欧洲 公司已经对托盘的尺寸与结构进行了标准化， 统一尺寸的托盆促进了 AGV 的发展。 欧洲的主要制造厂家有 Schindler-Digitron, Wogner HJC, ACS,BT. CFC, FATA,Saxby, Denford 和 Blecbert 等21 。70 年代中，欧洲约装备了 520 个 AGV 系 统，共有 4800 台小车， 1985 年发展到一万台左右，为美、欧、日之首。在机械制
13、 造行业 的应 用为 :汽车工业 (57%) ，柔 性制造 系统 FMS(8%) 和柔性 装配 系统 FAS(4%) 。欧洲的 AGV 技术于 80 年代初，通过在美国的欧洲公司以许可证与合资经营的 方式转移到美国。 芝加哥的 Keebler 分发中心从欧洲引进直接由计算机控制的 AGV 1981 年 John 公司将 AGV 连接到 AS/RS ，以提供在制造过程中物料自动输送和跟 踪。 1984 年，通用汽车公司便成为 AGV 的最大用户， 1986 年已达 1407 台(包括 牵引式小车、叉式小车和单元装载小车 ） ，1987 年又新增加 1662 台。美国各公司 在欧洲技术的基础上将
14、AGV 发展到更为先进的水平。他们采用更先进的计算机控 制系统 （可联网于 FMS 或 CIMS） ，运输量更大， 移载时问更短， 具有在线充电功能， 以便 24 小时运行，小车和控制器可靠性更高 31 。此时美国的 AGV 生产厂商从 23 家 （1983 年）骤增至 74 家 （1985 年）。日本的第一家 AGV 工厂于 1966 年由一家 运输设备供应厂与美国的 Webb 公司合资开设。到 1988 年，日本 AGV 制造厂已 达 20 多家，如大福、 Fanuc 公司、 Murata（ 村田 ）公司等。到 1986 年，日本己累 计安装了 2312 个 AGV 系统，拥有 5032
15、台 AGV 。1.1.2 国内发展情况六十年代开始研究；七十年代北京起重运输机械研究所研制的ZDB1 型自动搬运车是最早的实用型 AGV ；八十年代邮电部设计研究院等单位先后开始对 AGV 进行研究与实践； 九十年代沈阳自动化所为沈阳金杯汽车公司总装线上设计的九台 AGV 自动装 配系统，是国内较先进的实用型 AGV ；九十年代中期，昆船公司在引进国外最先 AGV 进技术的基础上，先后承担了 数十个 AGV 系统的设计、安装，其水平代表了目前国内的最高水平。九十年代以来，清华大学研制的智能车 THMR-V ，采用分层递阶的体系结构，1.1.3 AGV 系统技术研究方向（ 1 ）导引技术：八十、
16、九十年代，正当国内的一些院校厂所致力基于埋线电 磁导引技术并刚开始应用，基于 CCD 的光学磁带识别、周边图像识别导引技术停 滞不前之时，美国则以汽车行业为代表，应用推广了基于陀螺导航的定位技术；瑞 典的 NDC 公司则推出了基于激光反射测角定位技术。近年来，出现了激光测角与 测距相结合的导引技术，其导引头已经商品化。导引技术的进步，提高了行程路径 的柔性化，同时提高了停位精度，由 10 毫米，缩小至 5 毫米，乃致 3 毫米。 GPS 定位导航技术则在大型（最大可达 40t ）AGV 上得到应用。（2）移载技术：针对不同应用需求，出现了背辊式，背链式，推挽式，牵引 式，龙门式，侧叉式、前叉式、后叉式、三向叉式、升降伸缩叉式等。由于移载技 术，驱动技术、电池技术的进步，促进了载重/ 自重比的大幅提高，由 1:4 提高到1:1.2 ，即同样载重量，先进车型自重下降为落后车
