第八章 自动引导小车
自动引导小车(AGV)的结构设计-开题报告
毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述摘要简要地介绍了自动引导小车的现状和定义以及所涉及的技术，列举了典型的机械结构特点，综合阐述了自动引导小车的关键技术，并对自动引导小车的发展进行展望，最后总结了研究本科题的意义。
关键词定义结构特点技术展望随着工业自动化、计算机集成系统技术的提高、柔性制造系统(FMS)和物流业的发展[1]，无人搬运车系统（简称AGVS)已成为柔性制造系统和自动化仓储系统中物流运输的有效手段[2]。
无人搬运车系统的核心设备是无人搬运小车（AGV)[3]，载重量从几十公斤到上百吨，在港口、码头、机床、化工、汽车、家电、军械、邮政、电工、飞机制造和自动化仓储系统等场所得到了广泛应用[4]。
1. AGV的定义自动引导小车简称为AGV，是英文Automated Guided Vehicle 的缩写。
AGV是采用自动或人工方式装载货物，按设定的路线自动行驶或牵引着载货台车到指定的地点，再用自动或人工方式装卸货物的工业车辆[5]。
按日本JISD6801的定义：AGV是以电池为动力源的一种自动操纵行驶的工业车辆。
AGV只有按物料搬运作业自动化、柔性化和准时化的要求，与自动导向系统、自动装卸系统、通信系统、安全系统和管理系统等构成自动导向车系统（AGVS）才能真正发挥作用[6]。
2. AGV的结构AGV的各组成部分一般有：导向系统、车体、蓄电池及充电装置、驱动装置、转向装置、移栽装置、控制与通信系统、安全装置。
导向系统是AGV的核心部分，用来保证AGV按设定的路线自动行驶[7]。
车体由车架、减速器、电动机、车轮等组成，车架常采用焊接刚结构，要求有足够的刚性。
蓄电池常采用24V或48V直流工业蓄电池，供电周期为20h左右[8]。
驱动装置由车轮、减速器、制动器、电动机及速度控制器等部分组成，并由计算机或人工进行控２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：1 本课题要研究的问题本课题主要研究的是自动引导小车的结构和系统设计，通过查阅相关资料后，对自动引导小车的结构有了一定的了解，因此要完成此次设计主要考虑以下几个方面的设计问题：（1）确定传动方案（2）蜗轮蜗杆的设计（3）轴的设计（4）控制系统的设计2 拟采用的研究手段通过观察研究，自动引导小车的结构和系统主要包含以下几部分的设计：（1）确定传动方案通过查阅相关资料，在三轮机构与四轮机构之间比较，三轮机构虽然成本较低，但没有四轮机构的较大的负载能力及较好的平稳性。
自动引导小车(AGV)的结构设计-任务书
毕业设计（论文）任务书5．本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起迄日期工作内容20XX年3 月 9日~ 3月 23 日 3 月 24 日~4月 6 日4 月 7 日~ 5月 11日5 月 12 日~5月 31 日6 月 1 日~ 6月 9 日6月 10日~ 6月 14 日熟悉课题，准备相关资料，完成资料翻译设计自动引导小车的结构，进行相关传动零件的设计，绘制装配图设计单片机的控制系统，绘制控制系统原理图控制系统的软件流程图设计，编写圆弧插补程序撰写并打印设计说明书，整理相关资料准备论文答辩所在专业审查意见：负责人：20XX年月日系部意见：系部主任：20XX年月日本科生毕业设计（论文）选题、审题表系部指导教师姓名专业技术职务课题名称自动引导小车(A VG)的结构设计适用专业机械工程及自动化课题性质A B C D E课题来源A B C D √√课题预计工作量大小大适中小课题预计难易程度难适中易√√课题简介AGV小车是一种装备有磁性或光学等自动导引装置，能沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输小车。
本课题紧密结合学生所学的机械技术课程，它能强化提高学生所学的知识和提高学生的初步设计能力，通过完成该课题，可以使学生理解AGV小车的实现原理和应用范围，对机械装置的结构设计过程有更深入的认识了解。
课题应完成的任务和对学生的要求1、完成AGV小车的结构设计，画出相关的零件图和总装配图；2、完成AGV小车的自动引导系统设计；3、3000字以上的英文翻译；4、撰写设计说明书。
要求学生具备机械设计的能力，能在实际生产中得到应用。
所在专业审定意见：专业负责人(签名)：年月日注：本课题由同学选定，学号：文）选题使用；2．有关内容的填写见背面的填表说明，并在表中相应栏内打“√”；3．课题一旦被学生选定，此表须放在学生“毕业设计（论文）资料袋”中存档。
自动引导小车AGV的结构原理与功能
自动引导小车AGV的结构原理与功能自动引导小车AGV（Automated Guided Vehicle）是一种通过自动化引导系统进行导航和操作的无人驾驶车辆。
它使用激光、视觉、超声波等传感器来感知周围环境，并通过内置的计算机控制系统进行路径规划和控制操作。
AGV广泛应用于物流和制造业领域，用于自动化运输、装载和卸载货物。
AGV的结构通常包括底盘、导航系统、感知传感器、计算机控制系统和执行器等组件。
底盘是AGV的主体部分，通常由金属结构和四个驱动轮组成。
导航系统通过传感器和计算机控制系统协同工作，实现AGV的自动导航和路径规划。
感知传感器主要用于感知周围环境，包括激光传感器、摄像头、超声波传感器等。
计算机控制系统是AGV的大脑，负责接收传感器数据、进行数据处理和决策，并控制执行器进行动作。
AGV的原理是通过导航系统感知周围环境，获取地图和位置信息，进行路径规划和导航操作。
首先，AGV通过激光传感器等感知器获取周围环境的数据，如障碍物、地标等。
然后，计算机控制系统将数据与地图进行匹配，确定当前位置和设定目标位置。
接下来，计算机控制系统通过路径规划算法计算出到达目标位置的最佳路径，并发送指令给执行器进行控制操作。
执行器驱动底盘的马达，使AGV按照设定路径进行移动，并根据环境变化进行实时调整。
AGV具有多种功能，包括自动导航、运输、装载和卸载等。
首先，AGV能够实现自动导航，无需人工操作，通过激光传感器等感知周围环境，避开障碍物并按照设定路径进行移动。
其次，AGV可以用于自动化运输，将货物从一个地点运输到另一个地点。
通过计算机控制系统的路径规划，AGV可以按照指定的路径自动运输货物，提高物流效率并降低人力成本。
此外，AGV还可以用于自动装载和卸载货物。
AGV上的执行器可以控制机械臂进行货物装载和卸载操作，实现自动化的装卸过程。
总之，自动引导小车AGV是一种通过自动导航和控制系统进行操作的无人驾驶车辆。
它通过激光、视觉和超声波等传感器感知周围环境，通过计算机控制系统进行路径规划和控制操作。
机械制造及自动化专业毕业论文--自动引导小车(AGV)的结构设计
1 绪论1.1 AGV自动引导小车简介AGV(Automatic Guided Vehicle),即自动引导车，是一种物料搬运设备，是能在某位置自动进行货物的装载，自动行走到另一位置，自动完成货物的卸载的全自动运输装置。
AGV是以电池为动力源的一种自动操纵的工业车辆。
装卸搬运是物流的功能要素之一，在物流系统中发生的频率很高，占据物流费用的重要部分。
因此，运输工具得到了很大的发展，其中AGV的使用场合最广泛，发展十分迅速。
1.2 自动引导小车的分类自动引导小车分为有轨和无轨两种。
所谓有轨是指有地面或空间的机械式导向轨道。
地面有轨小车结构牢固，承载力大，造价低廉，技术成熟，可靠性好，定位精度高。
地面有轨小车多采用直线或环线双向运行，广泛应用于中小规模的箱体类工件FMS中。
高架有轨小车（空间导轨）相对于地面有轨小车，车间利用率高，结构紧凑，速度高，有利于把人和输送装置的活动范围分开，安全性好，但承载力小。
高架有轨小车较多地用于回转体工件或刀具的输送，以及有人工介入的工件安装和产品装配的输送系统中。
有轨小车由于需要机械式导轨，其系统的变更性、扩展性和灵活性不够理想。
无轨小车是一种利用微机控制的，能按照一定的程序自动沿规定的引导路径行驶，并具有停车选择装置、安全保护装置以及各种移载装置的输送小车。
无轨小车按照引导方式和控制方法的分为有径引导方式和无径引导自主导向方式。
有径引导是指在地面上铺设导线、磁带或反光带制定小车的路径，小车通过电磁信号或光信号检测出自己的所在位置，通过自动修正而保证沿指定路径行驶。
无径引导自主导向方式中，地图导向方式是在无轨小车的计算机中预存距离表（地图），通过与测距法所得的方位信息比较，小车自动算出从某一参考点出发到目的点的行驶方向。
这种引导方式非常灵活，但精度低。
1.3 国内外研究现状及发展趋势AGV是伴随着柔性加工系统、柔性装配系统、计算机集成制造系统、自动化立体仓库而产生并发展起来的。
自动导引小车系统的设计与实现
四、创新点与不足之处
5、目前的避障算法主要针对静态障碍物，对于动态障碍物的避障还需进一步 研究和改进；
四、创新点与不足之处
6、无线传输技术可能会受到干扰，从而影响远程控制和数据传输的稳定性。
谢谢观看
2、电路控制
2、电路控制
电路控制部分是自动导引小车的核心，它主要由微处理器、传感器接口、电 源管理等模块组成。微处理器根据传感器采集的数据，通过事先编写的算法进行 路径规划和避障操作，从而实现小车的自主行驶。
3、机械传动
3、机械传动
机械传动部分将微处理器发出的电信号转化为小车的运动。它主要由电机、 编码器、传动装置等组成。电机负责驱动小车前进，编码器则将电机的旋转角度 转化为电信号反馈给微处理器，以便实现精确控制。
一、自动导引小车系统的整体设 计
一、自动导引小车系统的整体设计
自动导引小车系统主要由车体结构、电路控制和机械传动三部分组成。车体 结构负责承载货物和导航设备，电路控制部分负责实现小车的各种行为，机械传 动部分则负责将电信号转化为车辆运动。
1、车体结构
1、车体结构
车体结构是小车的核心部分，通常采用基于轮子的设计。这种设计通过调节 轮子之间的间距，可以适应不同场地的行驶需求。同时，车体上还安装有激光雷 达、摄像头等传感器，用于实现自动导航功能。
2、综合运用了多种算法，包括路径规划算法和避障算法，以实现最优路线规 划和安全避障；
四、创新点与不足之处
3、采用了无线传输技术，实现了远程控制和数据传输功能，使用户可以更加 方便地对小车进行操控和监控。尽管自动导引小车系统具有以上优点和创新点， 但仍存在一些不足之处：
四、创新点与不足之处
响；
自动导引小车系统的设计与实 现
自动引导小车(AGV)的结构设计
摘要AGV即自动引导小车，它集声、光、电、计算机技术于一体，综合了当今科技领域先进的理论和应用技术。
广泛应用在柔性制造系统和自动化工厂中，具有运输效率高、节能、工作可靠、能实现柔性运输等许多优点，极大的提高生产自动化程度和生产效率。
本文在分析研究国内外AGV现状与发展的基础上，设计了两后轮独立驱动的自动引导小车，其主要工作内容包括：小车机械传动设计、直流伺服电机的选择、AT89C51单片机控制系统硬件电路、运动学分析、控制系统软件设计及圆弧插补程序。
所设计的小车能够实现自主运行、运动轨迹（圆弧、直线）的控制等功能，达到了沿着设定的路线行驶。
关键词自动引导小车单片机控制设计 PWM技术AbstractThe AGV namely Automatic Guided Vehicle, it collect sound, the light, the electricity, the computer technology in a body, and synthesizes the technical domain advanced theory and the application technology. It widespread applied in the flexible manufacturing system and the factory automation, and has the merits of high transportation efficiency, the energy conservation, the work reliable, the flexible transportation. It enormously enhanced production automaticity and production efficiency.Based on the analysis of the domestic and foreign AGV present situation and its development foundation, AGV with two wheel independent drive is designed. The content of the paper includes: design of mechanical structure and drive of the car, the choice of direct current servo motor, the hardware electric circuit of AT89C51 control system, the kinematic analysis, the software design of control system and the procedure of interpolation the circular arc. The designed car can realize the functions of independent movement, the path (circular arc, straight line) control and so on, and has achieved to travel along the hypothesis route.Keywords Automatic Guided Vehicle Singlechip computer control of design PWM Technique目录1绪论 (1)1.1AGV自动引导小车简介 (1)1.2自动引导小车的分类 (1)1.3国内外研究现状及发展趋势 (1)2机械部分设计 (3)2.1设计任务 (3)2.2确定机械传动方案 (3)2.3直流伺服电动机的选择 (4)2.4联轴器的设计 (7)2.5蜗杆传动设计 (7)2.6轴的设计 (10)2.7滚动轴承选择计算 (18)3控制系统的设计 (22)3.1控制系统总体方案 (22)3.2鉴向 (23)3.3计数的扩展 (24)3.4中断的扩展 (25)3.5数摸转换器的选择 (27)3.6电机驱动芯片选择 (29)3.7运动学分析 (33)3.8控制软件的设计 (34)结束语 (42)致谢 (43)参考文献 (44)1 绪论1.1 AGV自动引导小车简介AGV(Automatic Guided Vehicle),即自动引导车，是一种物料搬运设备，是能在某位置自动进行货物的装载，自动行走到另一位置，自动完成货物的卸载的全自动运输装置。
自动引导小车AGV的结构、原理与功能上课讲义
自动引导小车A G V的结构、原理与功能自动引导小车AGV的结构、原理与功能一、AGV简介无人搬运车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。
一般可透过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道(electromagnetic path-following system)来设立其行进路线，电磁轨道贴在地板上，无人搬运车则依循电磁轨道所带来的信息进行移动与动作。
AGV以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。
与物料输送中常用的其他设备相比，AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置，不受场地、道路和空间的限制。
因此，在自动化物流系统中，最能充分地体现其自动性和柔性，实现高效、经济、灵活的无人化生产。
二、AGV的结构AGV控制系统分为地面（上位）控制系统、车载（单机）控制系统及导航/导引系统，其中，地面控制系统指AGV系统的固定设备，主要负责任务分配，车辆调度，路径（线）管理，交通管理，自动充电等功能；车载控制系统在收到上位系统的指令后，负责AGV的导航计算，导引实现，车辆行走，装卸操作等功能；导航/导引系统为AGV单机提供系统绝对或相对位置及航向。
1 .地面控制系统AGV地面控制系统（Stationary System）即AGV上位控制系统，是AGV系统的核心。
其主要功能是对AGV系统（AGVS）中的多台AGV单机进行任务分配，车辆管理，交通管理，通讯管理等。
2. 任务管理任务管理类似计算机操作系统的进程管理，它提供对AGV地面控制程序的解释执行环境；提供根据任务优先级和启动时间的调度运行；提供对任务的各种操作如启动、停止、取消等。
3. 车辆管理车辆管理是AGV管理的核心模块，它根据物料搬运任务的请求，分配调度AGV执行任务，根据AGV行走时间最短原则，计算AGV的最短行走路径，并控制指挥AGV的行走过程，及时下达装卸货和充电命令。
自动引导小车
五、控制系统
AGV控制系统通常包括车上控制器和地面 (车外)控制器两部分,目前均采用微型计算 机,由通信系统联系。通常,由地面(车外)控 制器发出控制指令,经通信系统输入车上控 制器控制AGV运行。
车上控制器完成AGV的手动控制、安全装 置启动、蓄电池状态、转向极限、制动器 解脱、行走灯光、驱动和转向电机控制与 充电接触器的监控及行车安全监控等。
第二节 AGV的基本构成
AGV的基本构成包括：车体、能源储 存装置、转向和驱动系统、安全系统、 控制与通信系统、引导系统 。
1、车体 车体包括底盘、车轮、车架、壳体和控
制室等，是AGV的运动的主要部件和 装配其他装置的主要支撑。
图1所示是一种三轮AGV的结构示意图, 主要由底盘车、动力装置和控制系统等 组成,采用后轮驱动、前轮转向运行方式。
四、安全系统
AGV的安全措施至关重要,必须确保AGV在运行过 程中的自身安全,以及现场人员与各类设备的安全。
一般情况下,AGV都采取多级硬件和软件的安全监 控措施。如在AGV前端设有非接触式防碰传感器 和接触式防碰传感器,AGV顶部安装有醒目的信号 灯和声音报警装置,以提醒周围的操作人员。对需 要前后双向运行或有侧向移动需要的AGV,则防碰 传感器需要在AGV的四面安装。一旦发生故 障,AGV自动进行声光报警,同时采用无线通讯方式 通知AGV监控系统。
1、光学与磁性导航方式
光学与磁性导航方式是AGV较早开始使 用的导航方式，使用方便。
光学导航方式是在地面上连续铺设一条 用发光材料制作的带子，或者用发光涂 料涂抹在规定的运行路线上，在AGV的 底部左右对称安装有2个检测反射光的 传感器。
通过偏差测定来控制驱动与转向电机， 达到调整AGV前进方向的目的 。
自动引导小车AGV的结构、原理与功能
自动引导小车AGV的结构、原理与功能一、AGV简介无人搬运车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。
一般可透过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道(electromagnetic path-following system)来设立其行进路线，电磁轨道贴在地板上，无人搬运车则依循电磁轨道所带来的信息进行移动与动作。
AGV以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。
与物料输送中常用的其他设备相比，AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置，不受场地、道路和空间的限制。
因此，在自动化物流系统中，最能充分地体现其自动性和柔性，实现高效、经济、灵活的无人化生产。
二、AGV的结构AGV控制系统分为地面（上位）控制系统、车载（单机）控制系统及导航/导引系统，其中，地面控制系统指AGV系统的固定设备，主要负责任务分配，车辆调度，路径（线）管理，交通管理，自动充电等功能；车载控制系统在收到上位系统的指令后，负责AGV 的导航计算，导引实现，车辆行走，装卸操作等功能；导航/导引系统为AGV单机提供系统绝对或相对位置及航向。
1.地面控制系统AGV地面控制系统（Stationary System）即AGV上位控制系统，是AGV系统的核心。
其主要功能是对AGV系统（AGVS）中的多台AGV单机进行任务分配，车辆管理，交通管理，通讯管理等。
2.任务管理任务管理类似计算机操作系统的进程管理，它提供对AGV地面控制程序的解释执行环境；提供根据任务优先级和启动时间的调度运行；提供对任务的各种操作如启动、停止、取消等。
3.车辆管理车辆管理是AGV管理的核心模块，它根据物料搬运任务的请求，分配调度AGV执行任务，根据AGV行走时间最短原则，计算AGV的最短行走路径，并控制指挥AGV的行走过程，及时下达装卸货和充电命令。
自动引导小车结构及控制系统设计
本科毕业论文（设计）论文（设计）题目：自动引导小车结构及控制系统设计学院：＿＿机械工程专业：机械设计制造及其自动化＿班级：＿＿＿＿＿＿＿学号：＿＿＿＿学生姓名：＿＿＿＿＿＿指导教师：＿＿＿＿2012年6月5日诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的本科毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。
毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
特此声明。
论文（设计）作者签名：日期：2012.06.05目录摘要 ........................................................................................................................................ I V ABSTRACT .. (V)第一章绪论 (1)1.1 AGV小车简介 (1)1.2 国内外AGV的发展概况 (2)1.3 AGV自动引导车的发展趋势 (3)1.4 自动引导车的关键技术 (3)1.4.1 传感技术 (4)1.4.2 导引跟踪与定位技术 (4)1.4.3路径规划 (5)1.4.4 智能控制技术 (5)第二章系统的总体方案 (6)2.1 国内常见的几款AGV特点及其设计方案的分析 (6)2.1.1 电磁感应引导式AGV (6)2.1.2激光引导式AGV (6)2.1.3视觉引导式AGV (7)2.1.4 惯性导引式AGV (7)2.1.5光学控制带导引式AGV (7)2.1.6 GPS导引式AGV (8)2.2 本设计的基本思路 (8)2.2.1 硬件部分 (8)2.2.2 机械部分 (9)第三章自动导引小车的硬件设计 (10)3.1 硬件系统整体介绍 (10)3.2 硬件的选型原则 (10)3.3 单片机及其扩展 (11)3.3.1 AT89C51主控芯片 (11)3.3.2 程序存储器的扩展 (13)3.3.3 数据存储器的扩展 (16)3.3.4 并行I/O接口电路的扩展 (17)3.3.5译码电路设计 (19)3.3.6 AT89C51的时钟电路 (20)3.3.7 复位电路 (21)3.4 PWM信号发生电路设计 (21)3.4.1 PWM的基本原理 (21)3.4.2 PWM信号发生电路设计 (22)3.4.3 PWM发生电路主要芯片的工作原理 (23)3.5 电机驱动单元 (24)3.6 传感器单元 (26)3.7 电源管理单元 (27)3.8 操作及显示单元 (29)第四章自动引导小车的机械设计 (31)4.1 常用自动导引车的运动机构分析 (31)4.1.1 三轮结构 (32)4.1.2 四轮结构 (32)4.2 自动导引小车轮系结构的设计 (33)4.3 自动引导小车的技术指标 (34)4.3.1 小车的行驶阻力的计算 (34)4.3.2 电机的选择 (35)4.3.3 确定小车的驱动轮直径 (36)4.3.4 确定的小车的最小转弯半径 (36)4.4 整车的机械设计 (36)4.5 小车的轨迹规划 (38)第五章总结 (39)参考文献 (40)致谢 (41)自动引导小车结构及控制系统设计摘要自动导引小车是一种无人操纵的物料搬运设备，是自动化工厂重要的运输工具之一。
自动引导小车(AGV)的结构设计-任务书
毕业设计（论文）任务书5．本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起迄日期工作内容20XX年3 月 9日~ 3月 23 日 3 月 24 日~4月 6 日4 月 7 日~ 5月 11日5 月 12 日~5月 31 日6 月 1 日~ 6月 9 日6月 10日~ 6月 14 日熟悉课题，准备相关资料，完成资料翻译设计自动引导小车的结构，进行相关传动零件的设计，绘制装配图设计单片机的控制系统，绘制控制系统原理图控制系统的软件流程图设计，编写圆弧插补程序撰写并打印设计说明书，整理相关资料准备论文答辩所在专业审查意见：负责人：20XX年月日系部意见：系部主任：20XX年月日本科生毕业设计（论文）选题、审题表系部指导教师姓名专业技术职务课题名称自动引导小车(A VG)的结构设计适用专业机械工程及自动化课题性质A B C D E课题来源A B C D √√课题预计工作量大小大适中小课题预计难易程度难适中易√√课题简介AGV小车是一种装备有磁性或光学等自动导引装置，能沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输小车。
本课题紧密结合学生所学的机械技术课程，它能强化提高学生所学的知识和提高学生的初步设计能力，通过完成该课题，可以使学生理解AGV小车的实现原理和应用范围，对机械装置的结构设计过程有更深入的认识了解。
课题应完成的任务和对学生的要求1、完成AGV小车的结构设计，画出相关的零件图和总装配图；2、完成AGV小车的自动引导系统设计；3、3000字以上的英文翻译；4、撰写设计说明书。
要求学生具备机械设计的能力，能在实际生产中得到应用。
所在专业审定意见：专业负责人(签名)：年月日注：本课题由同学选定，学号：文）选题使用；2．有关内容的填写见背面的填表说明，并在表中相应栏内打“√”；3．课题一旦被学生选定，此表须放在学生“毕业设计（论文）资料袋”中存档。
自动导引小车系统的设计
自动导引小车系统的设计自动导引小车（AGV）系统是一种基于先进的自动控制技术和导航技术，能够实现自动导航和自主移动的无人驾驶小车系统。
本文将对AGV系统的设计进行详细说明。
AGV系统的设计需要考虑以下几个方面：1.导航系统：AGV系统需要具备自主导航的能力，可以通过各种导航技术如激光导航、视觉导航、惯性导航等来实现。
导航系统需要能够感知环境，并根据环境信息做出相应的导航决策。
2.传感器系统：AGV系统需要配备各种传感器，如激光传感器、摄像头、超声波传感器等，用于感知周围环境的障碍物和其他物体。
传感器系统需要能够准确地感知环境，并将感知到的信息传输给导航系统进行处理。
3.控制系统：AGV系统的控制系统是整个系统的核心部分，负责控制小车的移动、转向等动作。
控制系统需要根据导航系统提供的导航决策，结合传感器系统提供的环境信息，实时调整小车的运动状态，以确保小车能够安全、高效地完成各项任务。
4.通信系统：AGV系统需要与其他设备进行通信，如与中央控制系统进行通信以接收任务指令，与其他AGV小车进行通信以协调工作等。
通信系统需要能够实现可靠的数据传输和实时的通信功能。
5.电源系统：AGV系统需要提供稳定的电源供给，以支持系统的正常运行。
电源系统需要能够满足小车的能量需求，并具备一定的电池寿命和充电管理功能。
在设计AGV系统时，需要充分考虑系统的可靠性、安全性和可扩展性。
可靠性是指系统能够在各种环境条件下正常工作，并能够识别和应对各种故障情况。
安全性是指系统能够保证人员和设备的安全，避免碰撞和其他意外事故的发生。
可扩展性是指系统能够适应不同规模和复杂度的任务需求，具备一定的灵活性和可调整性。
在实际应用中，AGV系统可以应用于各种场景，如仓储物流、生产线自动化、医院物流等。
通过设计合理的AGV系统，可以提高工作效率，减少人工成本，提升生产力和竞争力。
综上所述，AGV系统的设计需要考虑导航系统、传感器系统、控制系统、通信系统和电源系统等方面，并需要充分考虑系统的可靠性、安全性和可扩展性。
自动引导小车的设计
自动引导小车的设计一、引言物料运输是一项繁重复杂的工作，传统的物料运输方式是由人工操作，不仅浪费人力资源，而且危险系数高。
自动引导小车，简称AGV（Automated Guided Vehicle），装备有自动引导装置，作为新兴的物料运输方式，现场无需人工操控即可完成搬运、避障、装载等工作。
自动导引车系统（AGVS）集传感器、信号处理、自动控制、图像处理等多种技术于一体，是现代物流系统中的关键设备。
随着科学技术的发展，物流技术在制造业、第三方物流、电子商务等方面迅速发展，AGV在縮短生产周期和提高经济效益等方面都有着显著的作用，因此得到了越来越广泛的应用[1]。
二、自动引导小车的发展历史及现状1953年，美国Barrett Electric公司制造了世界上第1台采用埋线电磁感应方式跟踪路径的自动导向车，也被称作“无人驾驶牵引车”。
到了20世纪70年代中期，具有载货功能的AGV在欧洲得到了应用并被引入到美国。
这些自动导向车主要用于自动化仓储系统和柔性装配系统的物料运输。
在20世纪70年代和20世纪80年代初，AGV的应用领域扩大而且工作条件也变得多样化，因此，新的导向方式和技术得到了更广泛的研究与开发[2]。
20世纪80年代中期，57%的AGV用于汽车制造业。
另外，根据对国外公司物料搬运系统装备类型的统计，采用自动导向车、有轨搬运车、起重机、辊子输送机、悬挂运输机的比例分别占41%、29%、9%、10%和11%。
AGV在我国的研究及应用起步较晚。
20世纪70年代后期，北京起重运输机械研究所研制了三轮式AGV。
20世纪80年代后期，北京机械工业自动化研究所为二汽研制了应用在立体化仓库中的AGV，沈阳自动化研究所为金杯汽车公司研制了汽车发动机装配专用AGV。
20世纪90年代，清华大学国家CIMS 工程中心将从国外引进的AGV成功地应用于CIMS的实验研究；清华大学计算机技术应用系研制了用于邮政中心的AGV；昆明船舶设备研究所研制了激光导向式AGV以及吉林工业大学智能车辆课题组为汽车装配线研制了视觉导向AGV等。
自动引导小车(AGV)的结构设计-任务书
毕业设计（论文）任务书5．本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起迄日期工作内容20XX年3 月 9日~ 3月 23 日 3 月 24 日~4月 6 日4 月 7 日~ 5月 11日5 月 12 日~5月 31 日6 月 1 日~ 6月 9 日6月 10日~ 6月 14 日熟悉课题，准备相关资料，完成资料翻译设计自动引导小车的结构，进行相关传动零件的设计，绘制装配图设计单片机的控制系统，绘制控制系统原理图控制系统的软件流程图设计，编写圆弧插补程序撰写并打印设计说明书，整理相关资料准备论文答辩所在专业审查意见：负责人：20XX年月日系部意见：系部主任：20XX年月日本科生毕业设计（论文）选题、审题表系部指导教师姓名专业技术职务课题名称自动引导小车(A VG)的结构设计适用专业机械工程及自动化课题性质A B C D E课题来源A B C D √√课题预计工作量大小大适中小课题预计难易程度难适中易√√课题简介AGV小车是一种装备有磁性或光学等自动导引装置，能沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输小车。
本课题紧密结合学生所学的机械技术课程，它能强化提高学生所学的知识和提高学生的初步设计能力，通过完成该课题，可以使学生理解AGV小车的实现原理和应用范围，对机械装置的结构设计过程有更深入的认识了解。
课题应完成的任务和对学生的要求1、完成AGV小车的结构设计，画出相关的零件图和总装配图；2、完成AGV小车的自动引导系统设计；3、3000字以上的英文翻译；4、撰写设计说明书。
要求学生具备机械设计的能力，能在实际生产中得到应用。
所在专业审定意见：专业负责人(签名)：年月日注：本课题由同学选定，学号：文）选题使用；2．有关内容的填写见背面的填表说明，并在表中相应栏内打“√”；3．课题一旦被学生选定，此表须放在学生“毕业设计（论文）资料袋”中存档。
自动引导小车(AGV)的结构设计
摘要AGV即自动引导小车，它集声、光、电、计算机技术于一体，综合了当今科技领域先进的理论和应用技术。
广泛应用在柔性制造系统和自动化工厂中，具有运输效率高、节能、工作可靠、能实现柔性运输等许多优点，极大的提高生产自动化程度和生产效率。
本文在分析研究国内外AGV现状与发展的基础上，设计了两后轮独立驱动的自动引导小车，其主要工作内容包括：小车机械传动设计、直流伺服电机的选择、AT89C51单片机控制系统硬件电路、运动学分析、控制系统软件设计及圆弧插补程序。
所设计的小车能够实现自主运行、运动轨迹（圆弧、直线）的控制等功能，达到了沿着设定的路线行驶。
关键词自动引导小车单片机控制设计 PWM技术AbstractThe AGV namely Automatic Guided Vehicle, it collect sound, the light, the electricity, the computer technology in a body, and synthesizes the technical domain advanced theory and the application technology. It widespread applied in the flexible manufacturing system and the factory automation, and has the merits of high transportation efficiency, the energy conservation, the work reliable, the flexible transportation. It enormously enhanced production automaticity and production efficiency.Based on the analysis of the domestic and foreign AGV present situation and its development foundation, AGV with two wheel independent drive is designed. The content of the paper includes: design of mechanical structure and drive of the car, the choice of direct current servo motor, the hardware electric circuit of AT89C51 control system, the kinematic analysis, the software design of control system and the procedure of interpolation the circular arc. The designed car can realize the functions of independent movement, the path (circular arc, straight line) control and so on, and has achieved to travel along the hypothesis route.Keywords Automatic Guided Vehicle Singlechip computer control of design PWM Technique目录1绪论 (1)1.1AGV自动引导小车简介 (1)1.2自动引导小车的分类 (1)1.3国内外研究现状及发展趋势 (1)2机械部分设计 (3)2.1设计任务 (3)2.2确定机械传动方案 (3)2.3直流伺服电动机的选择 (4)2.4联轴器的设计 (7)2.5蜗杆传动设计 (7)2.6轴的设计 (10)2.7滚动轴承选择计算 (18)3控制系统的设计 (22)3.1控制系统总体方案 (22)3.2鉴向 (23)3.3计数的扩展 (24)3.4中断的扩展 (25)3.5数摸转换器的选择 (27)3.6电机驱动芯片选择 (29)3.7运动学分析 (33)3.8控制软件的设计 (34)结束语 (42)致谢 (43)参考文献 (44)1 绪论1.1 AGV自动引导小车简介AGV(Automatic Guided Vehicle),即自动引导车，是一种物料搬运设备，是能在某位置自动进行货物的装载，自动行走到另一位置，自动完成货物的卸载的全自动运输装置。
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O12:(xv-x1-P1)2+(yv-y1-Q1)2=P21+Q21,(3) O13:(xv-x1-P2)2+(yv-y1-Q2)2=P22+Q22.(4) 通过解方程(3)和(4),可得到小车的位置
为 (xv,yv)=[x1+k(Q2-Q1),y1-k(P2-P1)], (5)
4、视觉导航方式
昆船AGV应用
典型应用
AGV在休息点-烟丝搬运
新车装配线上的汽车发动机、后桥装配
青岛海尔国际物流中心
昆船AGV解决方案
1、昆船AGV输送集成系统ATIS
昆船ATIS （AGV Transport Integration System） 是建立在软件平台思想上，采用面向对 象技术， 适应复杂多变的AGV 运行路 径和运行流程， 并可支持多种导引方式 （ 惯性导引、电磁导引、激光导引等） 的AGV 控制系统。
系统特点
可视化的图形设计 -- 任意的图形缩放 -- 支持图形的选择、拖放 灵活的路径规划 -- 路径点、段图形编辑 -- 支持直线段、S型曲线、U型曲线等曲 线段 -- 支持多种驱动方式 高效的站台规划 -- 装卸货站台规划 -- 停位站台规划 -- 充电站台规划
系统特点
多种导航信息规划 -- 磁钉、反射板等导航目标规划 -- 多种导引方式系统规划 智能的交通规划 -- 动态规划交通模型 -- 动态调整交通管理参数 -- 自动报告小车碰撞区域 灵活的数据接口 -- 支持dwg、dxf等CAD文件格式 -- 规划模型数据的导入导出
第八章 自动引导小车
Automated Guided Vehicle，简称 AGV
第一节 概述
AGV是一种自动化的无人驾驶的智能化
搬运设备,属于移动式机器人系统， 可以 按照监控系统下达的指令，根据预先设 定的程序，依照车载传感器确定的位置 信息，沿着规定的行驶路线和停靠位置 自动驾驶。 AGV具有灵活性、智能化等显著特点,可 以方便地重组系统,达到生产过程的柔性 化运输。
五、控制系统
地面控制器完成AGV调度、控制指
令发出和AGV运行状态信息接收。
控制系统是AGV的核心。AGV的运
行、监测及各种智能化控制的实现, 均需通过控制系统实现。
第三节 AGV的导航技术
AGV的导航是指其决定AGV运行方向和
路径的方法。目前常用的AGV导航方式 主要有 预定路径方式和非预定路径方式 两种。 所谓车外预定路径导航方式是指在行驶 的路径上设置导航用的信息媒介物,AGV 通过检测其信息而得到导向的导航方式, 如电磁导引、光学导引、磁带导引(又称 磁性导引)等。
在地面上连续铺设一条金属磁 带，在AGV上安装磁性传感器, 检测磁带的磁场，通过磁场偏差 测定和控制驱动与转向电机来调 整车辆行驶方向，这就是磁性导 航方式。
2、电磁感应导航方式
在地面沿预先设定的行驶路径埋设电线,
当高频电流流经导线时,导线周围产生电 磁场,AGV上左右对称安装有2个电磁感 应器,它们所接收的电磁信号的强度差异 可以反映AGV偏离路径的程度。
三、转向和驱动系统
驱动装置由车轮、减速器、制动器、电
机及调速器等组成，是一个伺服驱动的 速度控制系统，驱动系统可由计算机或 人工控制，可驱动AGV运行并具有速度 控制和制动能力。 根据AGV运行方式的不同，常见的AGV 转向机构有铰轴转向式、差速转向式和 全轮转向式等形式。通过转向机构， AGV可以实现向前、向后，或能纵向、 横向、斜向及回转的全方位运动。
四、安全系统
AGV的安全措施至关重要,必须确保AGV在运行过 程中的自身安全,以及现场人员与各类设备的安全。
一般情况下,AGV都采取多级硬件和软件的安全监 控措施。如在AGV前端设有非接触式防碰传感器 和接触式防碰传感器,AGV顶部安装有醒目的信号 灯和声音报警装置,以提醒周围的操作人员。对需 要前后双向运行或有侧向移动需要的AGV,则防碰 传感器需要在AGV的四面安装。一旦发生故 障,AGV自动进行声光报警,同时采用无线通讯方式 通知AGV监控系统。
坐标(x1,y1),(x2,y2)和(x3,y3)已知,
则可求得L12,L13,ε1和ε2的值.其 中,L12表示R1和R2之间的距 离,L13表示R1和R3之间的距离,ε1 表示L12与x轴之间的夹角,ε2表示 L12与L13间的夹角.
由方程(1)和(2),圆O12和O13可表示为
昆船AGV解决方案
1、昆船AGV输送集成系统ATIS 系统由运行平台和开发平台两大部分组 成， 其中运行平台包括地面控制系统、 图形监控系统、车辆仿真系统及车载控 制系统； 开发平台包括系统定义工具及系统规划 工具。ATIS系统为AGV实际应用项目提 供了一整套设计、实现、仿真、运行及 诊断的解决方案。
第三节 AGV的导航技术
所谓非预定路径(自由路径)导航方式是
指AGV不预先确定行驶路径,AGV根据 调度要求,在运行过程中通过方位识别 确定行驶路径。如激光导航、坐标或地 理信息识别导航、视觉导航、路径规划 等。
1、光学与磁性导航方式
光学与磁性导航方式是AGV较早开始使
用的导航方式，使用方便。 光学导航方式是在地面上连续铺设一条 用发光材料制作的带子，或者用发光涂 料涂抹在规定的运行路线上，在AGV的 底部左右对驱动与转向电机， 达到调整AGV前进方向的目的 。
第二节 AGV的基本构成
AGV的基本构成包括：车体、能源储
存装置、转向和驱动系统、安全系统、 控制与通信系统、引导系统 。 1、车体 车体包括底盘、车轮、车架、壳体和控 制室等，是AGV的运动的主要部件和 装配其他装置的主要支撑。
图1所示是一种三轮AGV的结构示意图, 主要由底盘车、动力装置和控制系统等 组成,采用后轮驱动、前轮转向运行方式。 AGV的底盘车主要包括车架、驱动装置 和转向机构。 车架通常为钢结构件,要求具有一定的强 度和刚度。
第一节 概述
一、分类
4、叉车式AGV 5、轻便式AGV 6、专用式AGV
1、牵引式AGV
2、托盘式AGV
3、单元载荷式AGV
7、悬挂式AGV
第二节 AGV的基本构成
AGV以电池为动力，装备电磁或光学
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 及作业。因此，AGV具有电动车辆的 结构特征。
2、电磁感应导航方式
AGV的自动控制系统根据这种偏差来控
制车辆的转向,连续的动态闭环控制能够 保证AGV对设定路径的稳定自动跟踪。 这种电磁感应引导式导航方法目前在绝 大多数商业化的自动导航车系统(AGVS) 上使用,尤其是适用于大中型的AGV。
3、激光导航方式
激光导航方式是在AGV上安装可旋转的激光 扫描器B，同时在运行路径沿途的墙壁或支 柱上安装有高反光性反射板的激光定位标志 A。
运行中的AGV不断接受3个
(或以上)已知位置反射回来的 激光束,将相对于小车前进方 向的方位角经过几何运算,就 可以确定AGV的准确位置和 前进方向.
AGV测得从3个已知参考点(R1,R2,R3)反射回
的激光束,它们在坐标系x0y中的坐标 (x1,y1),(x2,y2)和(x3,y3)已知.
二、能源储存装置
能源储存装置是AGV的动力装置，一般
为蓄电池及其充放电控制装置，电池为 24V或48V的工业电池,有铅酸蓄电池、镉 镍蓄电池、镍锌蓄电池、镍氢蓄电池、 锂离子蓄电池等可供选用，需要考虑的 因素除了功率、容量(Ah数)、功率重量 比、体积等外，最关键的因素是需要考 虑充电时间的长短和维护的容易性。
当测得小车前进方向和3个参考点的夹角θ1,θ2 和θ3时,则小车坐标(xv,yv)和前进方向可按下面 的方法求. 令α=θ1-θ2,β=θ1-θ3,圆O12表示经过小车V,R1和 R2的圆,圆O13表示经过小车V,R1和R3的圆. 则圆心坐标O12(x12,y12)和O13(x13,y13)为 (x12,y12)=(x1+P1,y1+Q1), (x13,y13)=(x1+P2,y1+Q2),
五、控制系统
AGV控制系统通常包括车上控制器和地面 (车外)控制器两部分,目前均采用微型计算 机,由通信系统联系。通常,由地面(车外)控 制器发出控制指令,经通信系统输入车上控 制器控制AGV运行。 车上控制器完成AGV的手动控制、安全装 置启动、蓄电池状态、转向极限、制动器 解脱、行走灯光、驱动和转向电机控制与 充电接触器的监控及行车安全监控等。
二、能源储存装置
快速充电为大电流充电,一般采用专业的
充电装备,AGV本身必须有充电限制装 置和安全保护装置。 充电装置在AGV上的布置方式有多种， 一般有地面电靴式、壁挂式等,并需要结 合AGV的运行状况，综合考虑其在运行 状态下，可能产生的短路等因素，从而 考虑配置AGV的安全保护装置。
AGV的视觉导航方式是正在快速发展
和成熟的一种新型导航方式。该方式 在车载计算机中设置有AGV欲行驶路 径周围环境的图像数据库。
4、视觉导航方式
AGV行驶过程中,通过CCD摄像机和传感
器动态获取车辆周围环境图像信息并与数 据库进行比较,从而确定当前位置并对下一 步行驶做出决策。 视觉导航方式不需要人为设置任何物理路 径,在理论上具有最佳的导航柔性,随着计 算机图像采集、储存和处理技术的飞速发 展,这种导航方式的实用性越来越强。
AGV依靠激光扫描器发射激光束，然后接受 由四周定位标志反射回的激光束，车载计算 机C据此计算出车辆当前的位置以及运动的 方向，通过内置的数字地图进行对比来校正 方位，从而实现自动运行。
•C是车载计算机