自动引导小车(AGV)的结构设计
自动导引小车AGV的结构设计及自主移动规划
自动导引小车AGV的结构设计及自主移动规划一、概述自动导引小车（AGV，Automated Guided Vehicle）是一种具备自主导航、定位、移动、避障以及作业执行等功能的智能移动设备。
在现代工业生产和物流领域，AGV以其高效、灵活、精确的特点，被广泛应用于物料搬运、仓储管理、生产线自动化等场景，有效提升了生产效率和物流管理水平。
AGV的结构设计是其实现自主移动和作业功能的基础。
一个典型的AGV通常由车身、驱动系统、导航系统、传感器系统、控制系统以及作业执行机构等部分组成。
车身是AGV的承载平台，驱动系统负责提供动力并实现移动，导航系统确保AGV能够按照预设路径或指令进行自主导航，传感器系统用于感知周围环境并实现避障，控制系统则负责协调各部分的工作，实现AGV的自主移动和作业执行。
自主移动规划是AGV实现高效、准确移动的关键。
AGV需要通过路径规划算法，根据任务需求、环境信息以及自身状态，规划出最优的移动路径。
同时，AGV还需要具备实时避障能力，能够在遇到障碍物时及时调整移动路径，确保安全、顺畅地完成作业任务。
对AGV的结构设计及自主移动规划进行研究，不仅有助于提升AGV的性能和稳定性，还有助于推动工业生产和物流领域的自动化、智能化发展。
本文将从AGV的结构设计和自主移动规划两个方面进行深入探讨，为AGV的研发和应用提供有益的参考和借鉴。
1. AGV的定义与功能自动导引小车（Automated Guided Vehicle，简称AGV）是一种装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的路径自动行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。
AGV是现代物流系统中的一种高效、灵活、智能的运输设备，广泛应用于制造业、仓储业、港口、机场等领域。
运输功能：AGV能够根据系统指令，自动将物料或产品从起点运输到终点，完成物料的搬运工作。
AGV的载重能力可以根据实际需求进行选择，从几百公斤到几吨不等。
导航功能：AGV通过内置的导航系统，如激光导航、电磁导航、视觉导航等，实现精确的路径规划和跟踪。
顶升式AGV结构设计
编号毕业设计题目顶升式AGV结构设计本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：顶升式AGV结构设计）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。
尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
作者签名：年月日（学号）：顶升式AGV结构设计摘要顶升式AGV全称自动导引小车，它是在计算机控制下，通过数字图像处理装置导引并沿设定的路径运行完成作业的无人驾驶自动小车，伺服驱动，顶升执行机构。
它为现代制造业、现代物流提供了一种高度柔性化和自动化的运输方式。
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，设计了顶升式AGV。
其中研究内容包括以下几个方面：1.论述了AGV系统的组成、视觉导引方式及原理。
2.介绍AGV车体机械机构设计，并根据小车驱动方式和工作要求，对电机、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，对其执行机构顶升装置进行了设计。
4.在总结全文的基础上，对顶升式AGV的设计和研究提出了展望。
关键词：AGV，视觉导引，顶升装置JACK-UP TYPE AGVAbstractJack-up type AGV full name is Automatic Guided Vehiele,it is under the control of the computer,the digital image processing device guiding and along a set path running finish homework unmanned automatic vehicle，servo drive,lifting execting machanism.It is a modern manufacturing industry,modern logistics to provide a highly flexible and automatic mode of transport.This paper introduces the AGV in the domestic and foreign development status and application situation,on this foundation,combining the subject of graduation design requirements,design of jack-up type AGV.The research contents include the following aspects:1.The discusses the AGV system composition, visual guidance mode and principle.2 Introduction to AGV body of mechanism design, and in accordance with the car driving mode and work requirements, the motor, batteries for the design and selection of.3 According to AGV system control and process requirements, the executive mechanism lifting device is designed.4.On the base of summarizing the dissertation, the jacking type AGV puts forward the design and research prospect.Key Words: AGV, vision guidance, jack-up device目录摘要 (i)Abstract (ii)第一章绪论 (1)1.1 AGV概述 (1)1.2 AGV在国际国内的发展及应用 (1)1.2.1 AGV的发展 (1)1.2.2 AGV的应用 (2)1.3 AGV 的分类及引导方式 (3)1.4 顶升式AGV (4)1.5 毕设任务 (4)第二章 AGV的总体设计 (5)2.1 视觉导引 (5)2.2 轮系的布局和选用 (6)2.3 差速控制原理 (7)2.4 顶升式AGV结构组成 (8)2.5 电池的选择 (9)第三章顶升式AGV详细设计 (11)3.1 车架的结构设计 (11)3.2 驱动系统设计 (11)3.2.1 驱动电机电机的选择及扭矩和转矩计算 (11)3.2.2 一体式驱动轮 (15)3.2.3 传动齿轮设计 (16)3.2.4 传动轴设计 (20)3.3 顶升装置机构设计 (21)3.3.1 顶升机构选择 (21)3.3.2 液压式顶升机构工作原理 (22)3.4 动力系统总设计 (23)第四章总结与展望 (25)4.1 本文总结 (25)4.2 研究展望 (25)参考文献 (26)致谢 (27)第一章绪论1.1 AGV概述自动引导小车 (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动力来源。
轻型自动无轨输送车结构设计 毕业设计论文
摘要轻型自动无轨输送车又称为自动引导小车,AGV----Automatic Guided Vehicle，是一种装备有独立动力源，有自动导向系统的无人驾驶的无轨输送车。
它是一个集软、硬件为一体的自动化系统，它集成了计算机、自动控制、电子、图像处理、通信、机械等多个学科技术。
随着工业自动化、计算机集成制造系统技术的逐步发展以及柔性制造系统、自动化立体仓库的广泛应用，AGV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。
它也在加快物流、降低成本、缩短生产周期、提高经济效益等方面都有显著的作用，得到越来越广泛的应用。
AGV是以微控制器为控制核心、装有非接触导引装置、以蓄电池为动力的无人驾驶自动导引输送车，其自动作业的基本功能是导向行驶、按址停车。
作为当代物流处理自动化的有效手段和柔性制造系统的关键设备，AGV已经得到了越来越广泛的应用，因此对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的分类、在国内外的发展现状以及应用，在此基础上，结合毕业设计的课题要求，进行了轻型自动无轨输送车整体结构设计。
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、路径导引方式及原理。
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.对机械结构中所涉及的零部件进行了校核和选择。
4.在总结全文的基础上，对AGV小车的设计和研究提出了展望。
关键字：自动无轨输送车；行走策略；结构设计；柔性制造系统；AbstractLight automatic trackless transport vehicle is also known as the automatic guided vehicle is an unmanned carrier equipped with an independent power source and automatic guidance system.Automatic Guided Vehicle(AGV)system is an automated system consists of software and hardware．It includes several technologies，such as computer,automatic control，electronic，image processing，communication,machinery and so on.With the growing of Factory Automation,Computer Integrated Manufacture System and extensive application of Flexible Manufacture System、Automatic Warehouse,the application field and technical level of AGV which contact and adjust the discrete logistics system,make the mission continuous,has greatly enlarged and improved.It also has a significant role in speeding up the logistics，reducing costs，shorting the production cycle and enhancing economic efficiency．Therefore，AGV has been more and more widely application．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 function of automatic action is guided driving,recognizing the address to stop precisely.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 that the research on AGV has very important theory meaning and realistic meaning.This paper introduces the classification of AGV,development status at home and abroad as well as the application,on this basis,combined with the subject of graduation design requirements,the light automatic trackless transportation car overall structure design.The research content mainly includes the following:1.The constitution of AGV system,the path guided means and their principles were discussed.2.The design of AGV mechanical structure was introduced,in terms of driving manner and working requests,the type of the chassis, electrical motor and storage battery etc.was chosen and designed.3.The components are checked and selection.4.On the base of summarizing the dissertation,the development prospect of AGV research was put forward.Key words:Automatic trackless transport vehicle；Running strategy；configuration design；flexible manufacturing system；1绪论 (5)1．1概述 (5)1.2轻型自动无轨输送车在国内外的发展现状 (5)1.21国外发展现状 (5)1.22国内发展现状 (6)1.3轻型自动无轨输送车的研究方向 (8)1.4轻型自动无轨输送车的结构组成 (9)1.41引导系统 (9)1.42行走系统 (10)1.43车体系统 (11)1.44车载控制系统 (11)1.5轻型自动无轨输送车的应用 (12)1.51应用特点 (12)1.52应用领域 (13)1.6本课题的提出 (14)1.7本章小结 (14)2轻型自动无轨输送车的总体结构设计 (15)2.1车体部分结构设计 (15)2.1.1车体外轮廓设计 (15)2.1.2车体底盘设计 (15)2.1.3载物篮的设计 (16)2.2传动部分结构设计 (16)2.2.1电机的选择和安装 (16)2.2.2联轴器的选择 (17)2.2.3轴的设计 (18)2.2.4轴承及轴承座的选型与设计 (18)2.3行走部分结构设计 (20)2.4动力部分结构设计与选型 (22)2.5其他部分的选型与安装 (23)2.5.1超声波传感器的选型与安装 (23)2.5.2红外线传感器的选型与安装 (24)2.6本章总结 (25)3结构设计零部件的检验与校核 (25)3.1传动轴的检验与校核 (26)3.2联轴器的检验与校核 (29)3.3轴承的检验与校核 (30)3.4键的检验与校核 (31)3.5固定载物篮角钢的检验与校核 (32)3.6本章总结 (33)4总结与展望 (34)1绪论1．1概述轻型自动无轨输送车又称为自动引导小车,AGV----Automatic Guided Vehicle，它是由美国物流协会定义的。
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。
AGV自动导引小车结构系统全设计
AGV自动导引小车结构系统全设计AGV自动导引小车是一种能够自主行驶的智能物流搬运设备，通常被应用于仓库、工厂、物流园区等场所，用于搬运货物、零部件或其他物件。
AGV车具有自主导航、避障、自动充电等功能，可以提高物流搬运效率，减少人力成本，提升物流运作的自动化水平。
1.底盘：底盘是AGV车的主体框架，负责支撑整车重量，保证车辆的稳定性和可靠性。
底盘结构通常采用焊接或铆接的方式，材料选择一般为钢材或铝材，具有较好的强度和刚性。
底盘上配备有驱动轮、导向轮和支撑轮，以保证车辆的正常行驶和导航。
2.传感器：传感器是AGV车上的“眼睛”，用于感知车辆周围的环境信息，包括障碍物、地标、光线等。
常用的传感器包括激光雷达、超声波传感器、红外传感器等，通过这些传感器采集到的信息，AGV车可以做出相应的决策，以避开障碍物，完成路径规划。
3.控制系统：控制系统是AGV车的核心部件，负责车辆的自主导航、路径规划、动作控制等功能。
控制系统通常由嵌入式控制器、电子控制器、通讯模块等组成，通过预先编程的算法和指令，实现车辆的智能控制。
控制系统还可与物流管理系统、仓储管理系统等进行无线通讯，实现对AGV车辆的远程监控和管理。
4.执行系统：执行系统是AGV车的执行部件，负责实现车辆的运动和操作。
执行系统包括电机、减速器、传动装置等，通过接收控制系统发出的指令，实现车辆的前进、后退、转向等动作。
执行系统通常采用电动驱动方式，具有较高的动力和灵活性，以满足多样化的物流搬运需求。
综上所述，AGV自动导引小车的结构系统设计是一个复杂而精密的工程，需要整合底盘、传感器、控制系统、执行系统等多个部件，确保车辆具有良好的稳定性、可靠性和智能性。
未来随着智能物流技术的不断发展和应用，AGV车将会越来越普及，成为物流搬运领域的重要工具。
AGV系统方案
AGVAGV是自动导引运输车（Automated Guided Vehicle）的英文缩写。
是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，AGV属于轮式移动机器人（WMR――Wheeled Mobile Robot）的范畴。
更直接点：AGV就是无人驾驶（Driverless）的运输车。
1、总体方案1.1 A GV输送系统构成AGV输送系统由AGV单车、AGV调度监控系统和其他辅助器材组成。
其中AGV调度监控系统主要由AGV管理监控计算机、AGV调度监控软件以及无线AP、综合布线等组成。
AGV管理监控计算机通过工业以太网络与库物流管理系统计算机进行通信。
AGV管理监控计算机与AGV小车通过无线局域网WLAN进行通讯。
系统结构示意如下图所示：AGV输送系统结构示意图1.2AGV系统输送方案运输过程示意图1.AGV在空闲区等待召唤；2.成品区需要发动机缸体时, 操作人员在呼叫终端呼叫AGV；3.AGV收到呼叫信号后，AGV自动前往半成品（发动机缸体装载区）；4.到达半成品区后，AGV自动装载或者由操作人员人工装载发动机缸体，装载完成后操作人员点击AGV界面上的目的地“成品区”按钮，AGV自动前往成品区；5.AGV到达成品区后，AGV自动卸载或者由操作人员人工卸载发动机缸体，卸载完成后操作人员点击AGV界面上的“空闲区”按钮，AGV前往空闲等待区。
2、方案描述2.1AGV单车2.1.1AGV导引方式本AGV采用基于视觉引导方式，其基本工作原理为：在AGV的行驶路径上粘贴色带作为引导条，在关键节点粘贴二维码作为绝对位置标识，AGV在行驶过程中通过视觉传感器采集图像信息，并通过对图像信息的处理来识别AGV的当前位置，并对下一步的行驶做出规划。
视觉导引AGV相比电磁或光学等非接触自动导引方式，具有很高的识别精度，且路径设置简单、便于维护与改线、不受电磁场干扰、可以方便地识别多工位和路径分支、环境适应性更佳等诸多优点，特别适合于物流自动化和即时柔性生产组织管理。
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。
AGV小车设计方案改
机电一体化课程设计自动导引小车（AGV）设计方案小组成员：褚亚鹏柯健镪孙登强指导老师：***2014.6.19目录一、绪论 ............................................................................................. - 4 -1.1 AGV概述 ................................................................................. - 4 -1.2 AGV国内外研究现状.............................................................. - 6 -1.3 AGV的应用范围： ................................................................. - 9 -1.4 AGV的发展趋势分析：........................................................ - 11 -1.5 AGV的市场前景分析：........................................................ - 12 -二、总体方案设计 ........................................................................... - 14 -2.1 设计方案概述： ..................................................................... - 14 -2.2 传感器部分初步设计：.......................................................... - 14 -2.3 机械结构及驱动部分初步设计： .......................................... - 14 -2.4 控制部分初步设计：.............................................................. - 14 -三、传感器部分设计........................................................................ - 18 -四、机械结构及驱动部分设计 ........................................................ - 20 -4.1车体的设计： .......................................................................... - 20 -4.2车轮及转向装置选择：........................................................... - 20 -4.3电机的选择： .......................................................................... - 20 -4.4驱动部分校核计算：............................................................... - 24 -4.5蓄电池的选择： ...................................................................... - 25 -4.6总体机械结构设计及建模: ...................................................... - 27 -五、控制部分设计 ........................................................................... - 30 -5.1电源模块： .............................................................................. - 30 -5.2驱动模块 .................................................................................. - 30 -5.3循迹模块 .................................................................................. - 32 -5.4避障模块 .................................................................................. - 33 -5.5主控制模块 .............................................................................. - 34 -六、项目总结与感悟........................................................................ - 37 -七、参考文献 ................................................................................... - 39 -八、附录 ........................................................................................... - 40 -8.1 车体结构ANSYS仿真报告: .................................................... - 40 -Project ............................................................................................... - 40 -Contents ......................................................................................... - 41 -Units ............................................................................................... - 41 -Model (C4) ...................................................................................... - 41 -Geometry..................................................................................... - 41 -Coordinate Systems ..................................................................... - 53 -Connections ................................................................................. - 53 -Mesh ............................................................................................ - 67 -Static Structural (C5) ....................................................................... - 68 -Solution (C6) ................................................................................ - 71 -Material Data .................................................................................. - 73 -Structural Steel ............................................................................ - 73 -8.2 单片机控制程序: .................................................................... - 75 -一、绪论1.1 AGV概述(1)AGV的简介：根据美国物流协会定义，AGV（Automated Guided Vehicle）是指装备有电磁或光学导引装置，能够按照规定的导引路线行驶，具有小车运行和停车装置、安全保护装置以及具有各种移载功能的运输小车。
一种小型AGV运输小车的设计
一种小型AGV运输小车的设计在柔性制造业和自动化工厂中，自动导引运输车（AGV）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。
论文设计一种小型AGV运输小车，以32位微控制器MK60DN512VLQ10作为核心控制单元，采用电感线圈获取道路信息，通过PID控制算法调节速度控制器和方向控制器，实时调整小车的自动导向与转角。
在柔性制造系统中，其可以提高生产自动化程度和生产效率，具有廣泛的应用前景。
【Abstract】In flexible manufacturing and automated plants，automatic guided transport vehicle （AGV）has many advantages，such as high transportation efficiency，energy saving，reliable work，flexible transportation and so on. The paper designs a small automated guided vehicle，which takes the 32-bit microcontroller MK60DN512VLQ10 as the core control unit，and adopts inductance coil to obtain the road information. The speed controller and the direction controller are adjusted by PID control algorithm，and the automatic steering and turning angle of the car are adjusted in real time. In the flexible manufacturing system，it can improve the degree of production automation and production efficiency，and has a wide application prospect.标签：自动导引小车;电磁检测;路径识别;单片机控制;PWM技术1 引言自动引导小车（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化物流装备[1]。
AGV自动导引小车结构系统全设计
AGV自动导引小车结构系统全设计引言AGV（Automated Guided Vehicle，即自动导引车）是指通过感应、识别或该车上安装的导航装置自动行驶的无人搬运车辆。
因其可靠、效率高等优点，被广泛应用于物流、制造、医药等领域。
本文旨在介绍AGV自动导引小车的结构设计方案。
AGV结构设计底盘AGV底盘是AGV的核心部位，主要包括车轮、电机、减速机、底盘板等组成。
底盘板是AGV底盘的承载物，一般使用铝合金材料制作，极为坚固。
车轮和电机组成了小车的驱动系统，根据小车的载重量和行驶路面情况来选型。
感应装置AGV的感应装置包括激光导航、地磁导航、视觉导航等系统。
比较常用的是激光导航。
AGV底盘上安装了激光传感器，利用激光雷达扫描环境，并通过预设的地图实现路径规划。
控制器AGV的控制器主要由单片机和驱动电路组成。
单片机采用高性能控制器，可对底盘、感应装置、电机等进行控制，实现车辆的自动化控制。
驱动电路负责将单片机的指令转换为电机控制信号，驱动车轮和减速机的正常运转。
能源装置AGV的能源装置包括电池、供电系统等组成。
电池可选择干电池或锂电池，也可以根据具体使用环境选择太阳能电池、燃料电池等其他新型电池。
附件装置附件装置包括保护装置、报警装置、码表、标志等。
保护装置主要是为了保护AGV在行驶过程中不受到损伤，报警装置主要是为了保证人员和设备的安全。
码表和标志用于标识AGV通过的位置和行驶方向。
，AGV自动导引小车的结构设计是非常重要的，它关乎到自动导引小车的运动性能、控制性能、载重能力等多个方面。
通过合理的层次结构，可以使AGV铰接点处变得更加稳定、方便，整机的使用寿命更加延长。
因此，在设计过程中，需要根据具体使用环境和需求，选用合适的材料和设备，以达到最优的效果。
agv移动机器人原理与设计
agv移动机器人原理与设计AGV（Automated Guided Vehicle），即自动引导车，是一种智能型的移动机器人。
它基于红外线、激光和视觉等多种传感器技术，利用计算机控制系统，实现自主的导航和运输。
AGV移动机器人的运行原理主要包括三个主要的部分：导航、位置确定和运动控制。
1. 导航：AGV移动机器人通过激光或红外线等传感器根据设定的导航路径进行自主导航。
2. 位置确定：AGV移动机器人利用位置传感器、编码器和激光器等装置实时获取其位置信息。
3. 运动控制：AGV移动机器人的运动控制主要包括速度控制、方向控制和转向控制等。
AGV移动机器人的设计1. 硬件设计：AGV移动机器人的硬件设计包括机械结构、控制系统和传感器等。
a) 机械结构：机械结构设计决定了AGV移动机器人的形状和外观，同时也影响着机器人的负载能力和稳定性。
因此，机械结构设计需要考虑机器人的运输任务，以便更好地满足用户的需求。
b) 控制系统：控制系统是AGV移动机器人的核心部分，它主要由控制板和电机等组成。
在设计控制系统时需要考虑以下要素：控制方式、控制精度和刹车系统等。
c) 传感器：传感器在AGV移动机器人的自主导航和定位中扮演着重要角色。
常用的传感器有：红外传感器、激光传感器和编码器等。
a) 系统架构：系统架构包括软硬件的分层、模块化和接口定义等。
良好的系统架构有利于程序的设计、开发和维护。
b) 导航规划：导航规划是AGV移动机器人的基础，通过对机器人的移动任务的分析，确定最优的路径。
导航规划通过机器人的传感器信息获取、对环境的感知来选择适当的路径，以实现更高程度的自主导航。
c) 运动控制：运动控制主要是通过控制软件实现AGV移动机器人的速度、方向和转向等，同时控制机器人的动力、制动和倒车等功能，提高机器人的运动精度和稳定性。
通过编写特定的控制算法，避免机器人过度或轻微摆动。
总之，AGV移动机器人原理和设计均涉及到硬件和软件两个方面，其中，硬件方面包括机械结构、控制系统和传感器等组成部分，软件方面则包括系统架构、导航规划和运动控制等。
自动导引小车(AGV)系统的设计
自动导引小车（AGV）系统的设计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及柔性制造系统、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、路径导引方式及原理，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、单片机以及电机驱动器，对传感检测电路和单片机控制系统硬件电路进行了设计:软件方面，采用模块化的编程方式来实现系统的各种功能，并实现了单片机与电机控制器之间的串口通信。
4.在总结全文的基础上，对AGV小车的设计和研究提出了展望。
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；串口通信。
THE DESIGN OG AGV SYSTEMABSTRACTWith the growing of Factory Automation, Computer Integrated Manufacture System and extensive application of Flexible Manufacture System、Automatic Warehouse, the application field and technical level of AGV which 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 function 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 that 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 dissertation 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 driving 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 craftwork requests of the AGVS, the total frame structure of control system was designed. About hardware, the right sensor, MCU and motor controller 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.4. On the base of summarizing the dissertation, the development prospect of AGV research was put forward.Key words: Infrared rays guided; AGV; MCU; Drive and control circuit; Running strategy; Control strategy;Serial communication.目录摘要………………………………………………………………………………ABSTRACT…………………………………………………………………………目录………………………………………………………………………………第1章绪论………………………………………………………………………1．1 概述……………………………………………………………………1.1.1国外研究状况……………………………………………………1.1.2国内发展情况……………………………………………………1.1.3 AGV系统技术研究方向…………………………………………1．2 AGV系统的构成与AGV的结构…………………………………………1.2.1 AGV系统的构成……………………………………………………1.2.2 AGV的结构…………………………………………………………1．3 AGV导航系统……………………………………………………………1.3.1固定路线方式……………………………………………………1. 4研究课题的提出…………………………………………………………1. 5本章小结…………………………………………………………………第2章 AGV的总体设计……………………………………………………………2. 1总体设计…………………………………………………………………2. 2小车运动分析……………………………………………………………2. 3 传感器的选用……………………………………………………………2.3.1 红外传感器寻迹原理……………………………………………2.3.2红外寻迹方案选择………………………………………………2.3.3具体设计与实现…………………………………………………2.3.4超声波传感器避障原理…………………………………………2.3.5超声波测距模块实物图片………………………………………2.3.6超声波模块具体功能简介………………………………………2.3.7规格参数…………………………………………………………2. 4 本章小结…………………………………………………………………第3章 AGV机械结构和驱动转向系统的设计……………………………………3. 1 AGV机械结构的设计………………………………………………3.1.1 车体尺寸结构设计………………………………………………3.1.2 驱动方式的选择和车轮的选择………………………………3.1.3 传感器的布置…………………………………………………3. 2驱动系统部件的选择与校核………………………………………3.2.1电机的选择………………………………………………………3.2.2行走系统的驱动装置…………………………………………3.2.3 AGV行驶阻力的计算…………………………………………3.3 主减速比的选择………………………………………………3.4 电源部分选择………………………………………………………3.5 本章小节………………………………………………………………第4章控制系统与行走策略…………………………………………………4.1控制系统…………………………………………………………………4.1.1驱动芯片模块………………………………………………………4.1.2电源模块……………………………………………………………4.1.3光电耦合器…………………………………………………………4.2电路的设计…………………………………………………………………4.3行走策略……………………………………………………………………4. 4传感器采样………………………………………………………………4. 5控制策略…………………………………………………………………4. 6动作类型………………………………………………………………4.6.1直线路径行走……………………………………………………4.6.2特殊路径的行走……………………………………………………4.6.3左转弯………………………………………………………………4.6.4右转弯………………………………………………………………4.6.5停车………………………………………………………………第5章总结与展望……………………………………………………………5.2研究展望………………………………………………………………5.1全文总结………………………………………………………………第1章绪论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自动导引小车结构系统全设计-图文
AGV自动导引小车结构系统全设计-图文自动导引小车（Automated Guided Vehicle，AGV）是一种能自主导航、运送物品并完成特定任务的智能机器人。
它可以在仓储物流、制造业、医疗设备、机场等领域广泛应用，提高工作效率和生产效益。
下面将详细介绍AGV自动导引小车的结构系统设计。
车体部分：AGV的车体设计通常采用框架结构，以提供支撑和保护内部组件。
车体采用轻量化材料制造，如铝合金或碳纤维复合材料，以提高车体的强度和刚性，同时保持车体的轻便性。
车体上还设有各种接口和支架，以便安装和固定其他组件和设备。
导航系统部分：AGV的导航系统是控制AGV自主导航的重要组成部分。
常见的导航系统包括激光导航、视觉导航和磁导航等。
激光导航是利用安装在AGV上的激光传感器扫描周围环境，结合预先建立的地图进行定位和导航。
视觉导航是通过安装摄像头和图像处理算法，实时识别环境中的标记物或参考物进行导航。
磁导航是在地面上铺设磁性条纹或导线，AGV感应到这些条纹或导线并进行导航。
控制系统部分：AGV的控制系统负责指导和控制AGV完成特定任务。
控制系统包括主控制器、编码器、驱动器和电机等。
主控制器是AGV的大脑，接收导航系统和传感器系统的信息，并进行路径规划和任务分配。
编码器用于测量车轮转速和转向角度等数据，从而精确控制车辆的运动。
驱动器和电机负责提供动力和驱动车轮转动。
能源系统部分：AGV的能源系统主要是供电系统。
通常采用电池作为能源，其容量根据车辆的负载和工作时间进行选择。
电池需要能够长时间供电，同时体积小、重量轻，以确保AGV的灵活性和运行时间。
传感器系统部分：AGV的传感器系统用于感知周围环境和识别物体等。
常见的传感器包括激光传感器、摄像头、超声波传感器和接近传感器等。
这些传感器可以提供准确的环境信息，帮助AGV进行导航、避障和物品识别等。
以上就是AGV自动导引小车结构系统的设计。
通过合理的设计和配置，AGV可以实现自主导航、物品运输和完成特定任务。
AGV自动导引小车结构系统全设计
AGV自动导引小车结构系统全设计AGV（Automatic Guided Vehicle）自动导引小车是一种能够自主行驶、无人操控的物流设备。
它可以通过激光导航、超声波导航、视觉导航等技术实现路径规划和避障，主要用于仓库、工厂等场所的物料搬运和运输。
下面将对AGV自动导引小车的结构系统进行详细设计。
1.机械结构系统：AGV的机械结构系统主要包括底盘、车体、传动系统和导航系统。
底盘是AGV的支撑结构，可以选择钢材或铝合金材料制作，具有足够的强度和刚性。
车体是AGV的外壳，一般采用塑料材料制作，具有一定的防护性能。
传动系统包括驱动电机、减速器和轮子，用于提供动力和驱动AGV行驶。
导航系统包括激光导航、超声波导航或视觉导航等技术，用于实现路径规划和避障。
2.电气控制系统：AGV的电气控制系统主要包括电源系统、控制系统和通信系统。
电源系统提供电能给AGV的驱动电机和其他电子设备，一般采用锂电池或铅酸电池，具有较长的续航能力。
控制系统包括主控单元、传感器和执行器，用于控制AGV的行驶、定位和操作。
通信系统用于与上位机或其他AGV进行通信，可以选择有线通信或无线通信方式。
3.路径规划和避障系统：AGV的路径规划和避障系统是实现自主行驶的关键。
路径规划算法可以根据仓库或工厂的布局和需求，确定最优的行驶路径，提高运输效率。
避障系统通过激光雷达、超声波传感器、摄像头等设备，实时检测周围环境，避免与障碍物发生碰撞。
4.软件系统：AGV的软件系统主要包括导航软件、控制软件和监控软件。
导航软件通过激光导航、超声波导航或视觉导航等技术，实现路径规划和避障。
控制软件负责控制AGV的行驶、定位和操作，根据传感器的数据进行决策。
监控软件用于实时监控AGV的运行状态和位置，提供远程控制和管理。
AGV自动导引小车结构系统全设计
1第二章 机械部分设计2.1设计任务设计一台自动导引小车AGV ，可以在水平面上按照预先设定的轨迹行驶。
本设计采用A T89C51单片机作为控制系统来控制小车的行驶，从而实现小车的左、右转弯，直走，倒退，停止功能。
左、右转弯，直走，倒退，停止功能。
其设计参数如下：其设计参数如下：自动导引小车的长度：500mm 自动导引小车的宽度：300mm 自动导引小车的行驶速度：100mm/s2.2确定机械传动方案 2.3直流伺服电动机的选择伺服电动机的主要参数是功率(KW)。
但是，选择伺服电动机并不按功率，而是更根据下列三个指标选择。
而是更根据下列三个指标选择。
运动参数：运动参数：AGV 行走的速度为100mm/s ，则车轮的转速为，则车轮的转速为 πd 10001000622.75min 3.14140v n r ´==»´ （2-1） 电机的转速电机的转速选择蜗轮-蜗杆的减速比蜗杆的减速比i=626222.751410.5min n in r ==´=电（2-2） 自动导引小车的受力分析：自动导引小车的受力分析：OGPF B F CF AF DABCD图2-3 车轮受力简图车轮受力简图小车车架自重为P 3ρ 2.85100.50.30.0329.8134P abhg N ==´´´´´» （2-3）小车的载荷为G 359.8343G m g N ==´=（2-4） 取坐标系OXYZ 如图2-3所示，列出平衡方程所示，列出平衡方程由于两前轮及两后轮关于Y 轴对称，则轴对称，则A B F F =，C D F F = 0zF=å，220A C F F P G +--= （2-5）0xM=å，0.0750.1720.30C G P F --+´´= （2-6） 解得解得 157.66A BF F N == 80.84C D F F N == 两驱动后轮的受力情况如图2-4所示：所示：滚动摩阻力偶矩f M 的大小介于零与最大值之间，即的大小介于零与最大值之间，即m a x 0f M M ££ （2-7）max δ0.006157.660.946==´=×N M F N m （2-8）其中δ滚动摩阻系数，查表5-2[2]，δ=2～10，取δ=6mm牵引力F 为max0.94613.50.072M F N d === （2-9）电 机1/GW图2-4 后轮受力后轮受力图2-5 摩擦系数摩擦系数 µ 牵引力牵引力 F N 重物的重力重物的重力 W N 滚子直径滚子直径 D mm 传递效率传递效率 ŋ 传动装置减速比传动装置减速比1/G 1） 求换算到电机轴上的负荷力矩（L T ）()19.8••21000L F W D T G m h+=´ （2-10）13.50.15157.6614019.80.726210000.587N m+´=´´´=×取h =0.7, W =157.66N , m =0.152） 求换算到电机轴上的负荷惯性（L J ）()2121342L Z J J J J J Z æö=+++ç÷èø（2-11）()2210.00003490.0047660.0001310.0000604620.000036189æö=+++ç÷èø=×kg m其中其中1J 为车轮的转动惯量；2J 为蜗杆的转动惯量； 3J 为蜗轮的转动惯量；4J 为蜗轮轴的转动惯量。
agv小车设计的内部结构图解,agv小车工作原理_定位方法_特点及引导方式
agv小车设计的内部结构图解,agv小车工作原理_定位方法_特点及引导方式agv小车工作原理AGV的导引是指根据AGV导向传感器所得到的位置信息，按AGV的路径所提供的目标值计算出AGV的实际控制命令值，即给出AGV的设定速度和转向角，这是AGV 控制技术的关键。
简而言之，AGV的导引控制就是AGV轨迹跟踪。
AGV导引有多种方法，比如说利用导向传感器的中心点作为参考点，追踪引导磁条上的虚拟点就是其中的一种。
AGV的控制目标就是通过检测参考点与虚拟点的相对位置，修正驱动轮的转速以改变AGV的行进方向，尽力让参考点位于虚拟点的上方。
这样AGV 就能始终跟踪引导线运行。
当接收到物料搬运指令后，控制器系统就根据所存储的运行地图和AGV小车当前位置及行驶方向进行计算、规划分析，选择最佳的行驶路线，自动控制AGV小车的行驶和转向，当AGV到达装载货物位置并准确停位后，移载机构动作，完成装货过程。
然后AGV小车起动，驶向目标卸货点，准确停位后，移载机构动作，完成卸货过程，并向控制系统报告其位置和状态。
随之AGV小车起动，驶向待命区域。
待接到新的指令后再作下一次搬运。
AGV小车的特点1、自动化程度高；由计算机，电控设备，磁气感应SENSOR，激光反射板等控制。
当车间某一环节需要辅料时，由工作人员向计算机终端输入相关信息，计算机终端再将信息发送到中央控制室，由专业的技术人员向计算机发出指令，在电控设备的合作下，这一指令最终被AGV接受并执行将辅料送至相应地点。
2、充电自动化；当AGV小车的电量即将耗尽时，它会向系统发出请求指令，请求充电（一般技术人员会事先设置好一个值），在系统允许后自动到充电的地方排队充电。
另外，AGV小车的电池寿命很长（2年以上），并且每充电15分钟可工作4h左右。
3、美观，提高观赏度，从而提高企业的形象。
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。
AGV自动导引小车结构设计
AGV自动导引小车结构设计发表时间：2019-01-08T15:31:31.997Z 来源：《电力设备》2018年第24期作者：陈睿峰1 魏来2 王冬梅3 刘忠兴4 卢茜文5[导读] 摘要：AGV即自动导引小车，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。
（1.南京工程学院机械工程学院南京 211167；2.南京工程学院能源与动力工程学院南京 211167；3.南京工程学院通信工程学院南京 211167；4.江苏经贸职业技术学院金融学院南京 211167；5. 江苏经贸职业技术学院贸易与物流学院南京 211167；）摘要：AGV即自动导引小车，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。
伴随现代柔性制造系统的发展，AGV（自动导引小车）得到了越来越广泛的应用。
AGV依靠蓄电池作为储能装置，通过非接触式的导引传感器及控制系统，并辅以安全报警、调度控制等，完全可以自动按照既定的规划路径行驶，完成物料搬运等任务。
AGV已经成为现代柔性制造系统的重要组成之一，对其深入的开展研究及应用具备重要意义。
关键词：AGV；自动导引小车；行走策略；传感器；电机驱动1、AGV的结构引导 AGV小车的原理是通过电脑预先进行编程小车所要行走的路径，小车在行走的时候，当电压由数字编码器和预编程的轨迹的位置被检测到偏差信号时，控制器会根据检测出的偏差信号对电动机的转速进行调整，然后偏差将会被纠正，这样会让 AGV小车能根据预先设定的路径运动。
因此，小车在行驶过程中，数字编码器需要连续检测来调整电机的速度，避免出现偏差以对整个系统进行很好的控制。
自动导引小车通过两个固定式的后轮驱动使其能够运动，转向功能是通过差速来保证的，万向轮是两个前轮，它的作用除了转向外还有支撑跟平衡的作用，这是四轮结构的形式。
自动导引小车主要包括车体，车架，车轮，载荷传送装置，驱动装置以及动力系统六个大的部分。
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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。
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。
日本人认为1981年是柔性加工系统元年，这样计算AGV 大规模应用的历史也只有15至20年。
但是，其发展速度是非常快的。
1981年美国通用公司开始使用AGV，1985年AGV保有量500台，1987年AGV保有量3000台。
资料表明欧洲40%的AGV用于汽车工业，日本15%的AGV用于汽车工业，也就是说AGV在其他行业也有广泛的应用[1]。
目前国内总体看AGV的应用刚刚开始，相当于国外80年代初的水平。
但从应用的行业分析，分布面非常广阔，有汽车工业、飞机制造业、家用电器行业、烟草行业、机械加工、仓库、邮电部门等[1]。
这说明AGV有一个潜在的广阔市场。
AGV从技术的发展看，主要是从国家线路向可调整线路；从简单车载单元控制向复杂系统计算机控制；从原始的段点定期通讯到先进的实时通讯等方向发展；从落后的现场控制到先进的远程图形监控；从领域的发展看，主要是从较为集中的机械制造、加工、装配生产线向广泛的各行业自动化生产、物料搬运、物品仓储、商品配送等行业发展。
2 机械部分设计2.1 设计任务设计一台自动引导小车AGV，可以在水平面上按照预先设定的轨迹行驶。
本设计采用AT89C51单片机作为控制系统来控制小车的行驶，从而实现小车的左、右转弯、直走、倒退、停止功能。
其设计参数如下：应达到的技术要求如下：自动引导小车的长度：500mm 1.负载≤35 KG自动引导小车的宽度：300mm 2.小车转弯半径≥71 CM自动引导小车的行驶速度：100mm/s 3.小车最大速度≤10 m/s 2.2 确定机械传动方案方案一：采用三轮布置结构。
直流伺服电动机经过减速器和差速器，通过两半轴将动力传递到两后轮。
自动引导小车的转向由转向机构驱动前面的一个万向轮转向。
传动系统如图2.1所示。
图2.1 传动方案一方案二：采用四轮布置结构。
自动引导小车采用两后轮独立驱动差速转向，两前轮为万向轮的四轮结构形式。
直流伺服电动机经过减速器后直接驱动后轮，当两轮运动速度不同时，就可以实现差速转向。
传动系统如图2.2所示。
图2.2 传动方案二四轮结构与三轮结构相比较有较大的负载能力和较好的平稳性。
方案一有差速器和转向机构，故机械传动误差大。
方案二采用两套蜗轮-蜗杆减速器及直流伺服电动机，成本相对于方案一较高，但它的传动误差小，并且转向灵活。
因此，采用方案二作为本课题的设计方案。
2.3 直流伺服电动机的选择伺服电动机的主要参数是功率(KW)。
但是，选择伺服电动机并不按功率，而是更根据下列三个指标选择。
运动参数：AGV 行走的速度为100mm/s ，则车轮的转速为 22.75r/min 1403.14610001000≈⨯⨯==πd v n （2.1） 电机的转速 选择蜗轮-蜗杆的减速比i=62n 1410.5r/mi 22.7562电=⨯==in n （2.2）自动引导小车的受力分析如图2.3所示：2.3 车轮受力简图小车车架自重为P134N 9.80.0320.30.5102.853≈⨯⨯⨯⨯⨯==ρabhg p （2.3） 小车的载荷为G 343N 9.835=⨯==mg G （2.4） 取坐标系OXYZ 如图2.3所示，列出平衡方程由于两前轮及两后轮关于Y 轴对称，则 A B F F =，C D F F =0z F =∑， 220A C F F P G +--= （2.5） 0x M =∑， 0.0750.1720.30C G P F --+⨯⨯= （2.6）解得 157.66N ==B A F F 80.84N ==D C F F两驱动后轮的受力情况如图2.4所示：滚动摩阻力偶矩f M 的大小介于零与最大值之间，即max 0M M f ≤≤ （2.7）m N 946.066.157006.0max ⋅=⨯==N F M δ （2.8）其中δ滚动摩阻系数，查表5-2[2]，δ=2～10，取δ=6mm牵引力F 为 N 5.1307.0946.02max ===d M F （2.9）图2.4 后轮受力 图2.5 前轮受力摩擦系数 µ 牵引力 F N 重物的重力 W N滚子直径 D mm 传递效率 ŋ 传动装置减速比 1/G（1） 求换算到电机轴上的负荷力矩（L T ）m N 587.010008.962121407.066.157015.05.1310008.912)(⋅=⨯⨯⨯⨯+=⨯⨯⨯+=G D W F T L ημ （2.10） 取η=0.7, W =157.66N , μ=0.15（2） 求换算到电机轴上的负荷惯性（L J ）()2121342L Z J J J J J Z ⎛⎫=+++ ⎪⎝⎭ （2.11）22m Kg 000036189.00000604.0000131.0004766.0(6210000349.0⋅=++⎪⎭⎫ ⎝⎛+= 其中 1J 为车轮的转动惯量；2J 为蜗杆的转动惯量；3J 为蜗轮的转动惯量；4J 为蜗轮轴的转动惯量。