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AGV车转向总承设计【8张CAD图纸+WORD毕业论文】【车辆专业】

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目    录


摘  要  ……………………………………………………….5

第一章  绪论…………………………………………7

1.1概述…………………………………………………………7

1.2发展趋势及发展前景………………………………………7

1.3AGV系统的构成与AGV的结构…………………………….8

1.3.1AGV系统的构成………………………………………….8

1.3.2AGV的结构……………………………………………….9

第二章  设计任务……………………………………11

2.1设计题目:AGV小车的转向总承设计…………………….11

2.2设计背景:………………………………………………….11

2.2.1题目简述………………………………………………….11

2.2.2使用状况………………………………………………….11

2.2.3生产状况………………………………………………….11

2.3设计参数..………………………………………………….11

2.4设计任务..………………………………………………….11

第三章  AGV机械结构和驱动转向系统的设计………12

3.1AGV机械结构的设计..……………………………………….13

3.1.1车体尺寸结构设计……………………………………….13

3.1.2驱动方式选择…………………………………………….13

3.2驱动系统部件的选择与校核……………………………….14

3.2.1电机的选择与联轴器的选用…………………………….14

3.2.2AGV行驶阻力的计算………………………………………14

3.3主减速比的选择…………………………………………….16

3.4蜗杆蜗轮的设计…………………………………………….17

3.5涡轮轴的设计……………………………………………….20

3.6后轮轴的设计……………………………………………….22

3.7蜗杆轴的设计……………………………………………….24

3.8车轮支架的设计…………………………………………….25

第四章  总结………………………………………….27

致谢……………………………………………………………….28

参考文献………………………………………………………….29



摘要


AGV全称自动导引小车(Automatic Guided Vehiele),它是在计算机的控制下,经磁或激光等导向装置引导并沿程序设定路径运行完成作业的无人驾驶自动小车,伺服驱动。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。

目前AGV小车广泛运用在制造业、物流仓储业、汽车、造纸等行业。随着AGV小车的发展,努力设计一个更为合理简便的操作方式的AGV小车,来适用于更多的领域,AGV得到进一步的推广。

 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,运用了最为简单的构造模式,前轮由伺服电机、蜗杆涡轮传动,后轮则采用万向轮转动。本文主要进行小车的机械部分设计。




关键词: AGV  连杆机构  轮系结构


ABSTRACT

AGV full automatic guided vehicle ( Automatic Guided Vehiele ), which is under the control of a computer, magnetic or laser guiding device guides and along the programmed path running finish homework unmanned automatic vehicle, servo drive. It is a modern manufacturing industry, modern logistics to provide a highly flexible and automated means of transport.

The AGV dolly is widely used in manufacturing, logistics warehousing, automotive, paper and other industries. With the development of AGV dolly, an effort to design a more reasonable and simple operation of the AGV car, to apply in more fields, AGV further promotion.

AGV is based on micro controller as control core, battery power, a non contact guidance device of unmanned automatic guided vehicle, the automatic operation is the basic function of guiding, recognizing the address to stop and over load. As the valid measure of contemporary logistics processingautomation and the key equipment of flexible manufacture system, AGV has got more and more extensive application, research on AGV has very important theory significance and the practical significance.

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, using the most simple structure pattern by the servo motor, front wheel, rear wheel turbine worm driving, the universal wheel. The main car mechanical part design.


Key words: AGV; Connecting rod mechanism; train structure


第一章  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,完成无人驾驶及作业的设备。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及阶段。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。


内容简介:
山东轻工业学院 本科毕业设计(论文) 原创性声明 本人郑重声明:所呈交的 毕业设计(论文) , 是本人在指导教师 的指导下 独立研究、撰写的成果。设计( 论文)中引用他人的文献、数据、图件、资料 ,均已在设计(论文)中加以说明, 除此之外, 本 设计( 论文 ) 不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的 成果作品 。对本文 研究做出重要贡献的个人和集体,均已在 文中作了明确 说明并表示了谢意。本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计( 论文 ) 作者签名: 年 月 日 山东轻工业学院关于 毕业设计( 论文 ) 使用授权的说明 本毕业设计(论文)作者 完全了解 学校 有关保留、使用 毕业 设计(论文)的规定,即:学校有权保留、送交 设计( 论文 ) 的复印件,允许 设计( 论文 ) 被查阅 和借阅 ,学校可以公布 设计( 论文 ) 的全部或部分内容 ,可以采用影印 、 扫描等复制手段保存 本设计(论文)。 指导教师签名: 毕业设计( 论文 ) 作者签名: 年 月 日 年 月 日 nts 附件四: 山东轻工业学院 毕业设计(论文)开题报告 课题名称 AGV 车转向总 承 设计 课题类型 工程设计 导师姓名 范维华 学生姓名 孙昌荣 学 号 201001013022 专业班级 机械 08-4班 nts 开题报告内容:选题依据 (选题的目的、意义、国内外研究现状、并注明主要参考文献 ),研究 (设计 )内容,研究 (设计 )方法及技术路线,时间安排,预期成果。(可加页) 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 。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 。属于移动式机器人的一个分支。它最早是在美国发展起来的,在国外已经有几十年的历史了。因此, AGV 被广泛应用在仓储业、邮局、图书馆、港口码头、机场以及危险场所和特种作业的场合。 AGV 是一种非常有发展前途的物流输送设备,尤其在柔性制造系统( FMS)中被认为是最有效的物料运输设备。 目前, AGV 的应用领域主要用在制造业,特别是在重型机械及部分非加工制造中的应用。在制造业中主要用于物料分发、装配和加工制造方面。其中,装配作业中,汽车工业是 AGV 的应用大户。在物料分发中,主要用于生产工序间的物料移送和仓储作业中的物料移送 。在净化室中, AGV 更可大显身手,满足净化要求极高的操作。另外, AGV 还可以作为机器人的“脚”,使机器人在更大范围内自动完成作业、水泥地面的光整等。在有核辐射的地方,使用机器人与 AGV 的配合,完成检修与材料搬运等工作。因此,随着电子、图像识别、传感和信息技术的发展, AGV 的应用领域越来越广。 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。 参考文献 1 张建中 .机械设计基础 M.高等 教育出版社, 2007 2 濮良贵 .机械设计 M.高等教育出版社 , 2005. 3 宁德仁 .浅谈 AGV 及无人搬运系统工艺及装备 J.1996. 4 周全申 .现代物流技术与装备实务 M.北京:中国物资出版社 ,2002. 5 王国华 .现代物流工程 M.北京:国防工业出版社, 2005. 6 王小波 .AGVS 系统技术应用 J. 北京:物流技术, 1997( 1 6). 7 戴庆辉 .先进制造系统 M.北京:机械工业出版社, 2007. 8 樊 跃 进 .AGV 充 电 系 统 设 计 机 械 工 业 自 动 化J.1994. nts 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究方法(途径) 1. 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 2. 拟采用的研究途径 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。具体的设计将在设计说明书中说明。 ( 2)蜗轮蜗杆的设计 通过查阅相关资料,首先要选择蜗杆的传动类型,以及蜗轮蜗杆的受力分析,再进行齿根弯曲疲劳强度的设计以及蜗轮蜗杆的主要参数及几何尺寸,并画出蜗轮蜗杆零件图。具体的设计将在设计说明书中说明。 ( 3)轴的设计 轴主要是前轮轴与后轮轴的设计,首先要进行轴上的受力分析,拟定轴上零件装配方案,根据查阅相关手册,确定轴上尺寸,最后要惊行轴的校核。具体的设计将在设计 说明书中说明。 ( 4)运用 caxa、 Pro/engineer 等机械绘图软件分别绘制出相关零件图和纵向运动机构的三维造型。 nts 时间安排:第一周对课题作出总体规划分析,从总体上划分分布各个环节。 第二周对 caxa 及 pro/e 软件 进行学习并且掌握初步使用方法。 其他时间进行综合设计。 总之,在学校安排的时间内完成所要完成的任务。 预期成果:通过本次设计对 转向系统 的结构和优化取得充分的认识并获得一定得专业知识和技能,为以后从事车辆 转向 结构设计提供理论基础与具体设计思路。 2012 年 4 月 21 日 指导教师意见: 指导教师: 年 月 日 注:课题类型填写:工程设计、技术开发、软件工程、理论研究等,同时注明 X 真实课题; Y 模拟课题; Z 虚拟课题。 nts 山 东 轻 工 业 学 院 毕 业 设 计(论 文)任 务 书 机械工程 学院 2008 级 机械设计制造及其自动化 专业 姓名 孙昌荣 题目 AGV 车转向总 承 设计 一、 主要内容 随着工厂自动化程度的提高 , AGV 小车越来越受到人们的青睐,它本身的自动化集成度相当高,只需要人们输入相关的指令,小车便可按着预定的指令行走,并且电源的充电过程都可以自动的完成。 国内外制作设计的 AGV 小车的类型有很多,可用于不同的场合,针对不同的场合,设计出不同的传动机构,本文所做的小车完全应用于工厂车间的物料搬运,工作 环境相对稳定,所以设计用蜗杆涡轮进行传动。由涡轮带动前轮驱动,后轮是万向轮,负责转向。 完成该课题设计任务书的内容和设计参数的要求,最终以图纸和设计说明书的形式表出设计成果。其中,设计装配图一张、主要部件的零件图 数 张,设计说明说 一份,中英文文献一份,开题报告,中期报告等。 三、参考资料 1 濮良贵,纪名刚 机械设计 第 7 版 高等教育出版社 2001 年 6 月 2 秦同顺,杨承新 物流机械技术 人民交通出版社 2001 年 6 月 3 鲁晓春,吴志强物流设施与设备 M北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社, 2005 完成期限:自 年 月 日 至 年 月 日 指导老师: 教研室主任: 系主任: 年 月 日 nts 1 山 东 轻 工 业 学 院 中英文翻译 院系名称 机械工程学院 学生姓名 孙昌荣 专业班级 机械设计制造及其自动化 08-4 指导教师 范维华 二 一二 年 四 月 二十 日 nts 2 Aluminum multi-degreeof freedom manipulator Design and Implementation Mechanical hand, is also called from begins, auto hand can imitate the manpower and arms certain holding function, with by presses the fixed routine to capture, the transporting thing OR operation tools automatic operation installment. It may replace persons strenuous labor to realize the production mechanization and the automation, can operate under the hostile environment protects the personal safety, thus widely applies in departments and so on machine manufacture, metallurgy, electron, light industry and atomic energy. The manipulator is mainly composed of the hand and the motion. The hand is uses for to grasp holds the work piece (or tool) the part, according to is grasped holds the thing shape, the size, the weight, the material and the work request has many kinds of structural styles, like the clamp, the request hold and the adsorption and so on. The motion, causes the hand to complete each kind of rotation (swinging), the migration or the compound motion realizes the stipulation movement, changes is grasped holds the thing position and the posture. Motions fluctuation, the expansion, revolving and so on independence movement way, is called manipulators degree-of-freedom. In order to capture in the space the optional position and the position object, must have 6 degrees-of-freedom. The degree-of-freedom is the key parameter which the manipulator designs. The degree-of-freedom are more, manipulators flexibility is bigger, the versatility is broader, its structure is also more complex. Generally the special-purpose manipulator has 23 degrees-of-freedom. The manipulators type, may divide into the hydraulic pressure type, the air operated according to the drive type, electromotive type, the mechanical manipulator; May divide into the special-purpose manipulator and the general-purpose manipulator two kinds according to the applicable scope; May divide into the position control and the continuous path according to the path control mode controls the manipulator and so on. The manipulator usually serves as the engine bed or other machines add-on component, like on the automatic machine or the automatic production line loading and unloading and the transmission work piece, replaces the cutting tool in the machining center and so on, generally does not have the independent control device. Some operating equipment needs by the person direct control, if uses in the host who the atomic energy department manages the dangerous goods from the type operator also often being called the manipulator. Robot is a type of mechantronics equipment which synthesizes the last research achievement of engine and precision engine, micro-electronics and computer, automation control and drive, sensor and message dispose and artificial intelligence and so on. With the development of economic and the demand for automation control, robot technology is developed quickly and all types of the robots products are come into being. The practicality use of robot products not only solves the problems which nts 3 are difficult to operate for human being, but also advances the industrial automation program. At present, the research and development of robot involves several kinds of technology and the robot system configuration is so complex that the cost at large is high which to a certain extent limit the robot abroad use. To development economic practicality and high reliability robot system will be value to robot social application and economy development. With the rapid progress with the control economy and expanding of the modern cities, the let of sewage is increasing quickly: With the development of modern technology and the enhancement of consciousness about environment reserve, more and more people realized the importance and urgent of sewage disposal. Active bacteria method is an effective technique for sewage disposal, The lacunaris plastic is an effective basement for active bacteria adhesion for sewage disposal. The abundance requirement for lacunaris plastic makes it is a consequent for the plastic producing with automation and high productivity. Therefore, it is very necessary to design a manipulator that can automatically fulfill the plastic holding. With the analysis of the problems in the design of the plastic holding manipulator and synthesizing the robot research and development condition in recent years, a economic scheme is concluded on the basis of the analysis of mechanical configuration, transform system, drive device and control system and guided by the idea of the characteristic and complex of mechanical configuration, electronic, software and hardware. In this article, the mechanical configuration combines the character of direction coordinate and the arthrosis coordinate which can improve the stability and operation flexibility of the system. The main function of the transmission mechanism is to transmit power to implement department and complete the necessary movement. In this transmission structure, the screw transmission mechanism transmits the rotary motion into linear motion. Worm gear can give vary transmission ratio. Both of the transmission mechanisms have a characteristic of compact structure. The design of drive system often is limited by the environment condition and the factor of cost and technical lever. The step motor can receive digital signal directly and has the ability to response outer environment immediately and has no accumulation error, which often is used in driving system. In this driving system, open-loop control system is composed of stepping motor, which can satisfy the demand not only for control precision but also for the target of economic and practicality. On this basis, the analysis of stepping motor in power calculating and style selecting is also given. The analysis of kinematics and dynamics for object holding manipulator is given in completing the design of mechanical structure and drive system. Kinematics analysis is the basis of path programming and track control. The positive and reverse analysis of manipulator gives the relationship between manipulator space and drive space in position and speed. The relationship between manipulators tip position and arthrosis angles is concluded by coordinate transform method. The geometry method is used in solving inverse kinematics problem and the result will provide theory evidence for control system. The f0unction of dynamics is to get the relationship between the movement and force and the target is to satisfy the demand of real time control. in this nts 4 chamfer, Newton-Euripides method is used in analysis dynamic problem of 七 he cleaning robot and the arthrosis force and torque are given which provide the foundation for step motor selecting and structure dynamic optimal ting. Control system is the key and core part of the object holding manipulator system design which will direct effect the reliability and practicality of the robot system in the division of configuration and control function and also will effect or limit the development cost and cycle. With the demand of the PCL-839 card, the PC computer which has a. tight structure and is easy to be extended is used as the principal computer cell and takes the function of system initialization, data operation and dispose, step motor drive and error diagnose and so on. A t the same time, the configuration structure features, task principles and the position function with high precision of the control card PCL-839 are analyzed. Hardware is the matter foundation of the control. System and the software is the spirit of the control system. The target of the software is to combine all the parts in optimizing style and to improve the efficiency and reliability of the control system. The software design of the object holding manipulator control system is divided into several blocks such as system initialization block, data process block and error station detect and dispose model and so on. PCL-839 card can solve the communication between the main computer and the control cells and take the measure of reducing the influence of the outer signal to the control system. The start and stop frequency of the step motor is far lower than the maximum running frequency. In order to improve the efficiency of the step motor, the increase and decrease of the speed is must considered when the step motor running in high speed and start or stop with great acceleration. The increase and decrease of the motors speed can be controlled by the pulse frequency sent to the step motor drive with a rational method. This can be implemented either by hardware or by software. A step motor shift control method is proposed, which is simple to calculate, easy to realize and the theory means is straightforward. The motor s acceleration can fit the torque-frequency curve properly with this method. And the amount of calculation load is less than the linear acceleration shift control method and the method which is based on the exponential rule to change speed. The method is tested by experiment. A t last, the research content and the achievement are sum up and the problems and shortages in main the content are also listed. The development and application of robot in the future is expected. 多自由度铝合金机械手的设计与实现 能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作, 改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸nts 5 缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度 。为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有 6 个自由度。自由度是机 械手设计的关 键参数。自由 度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。一般专用机械手有 23 个自由度。 机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。 机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装 卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。 机器人是典型的机电一体化装置,它综合运用了机械与精密机械、微电子与计算机、自动控制与驱动、传感器与信息处理以及人工智能等多学科的最新研究成果,随着经济的发展和各行各业对自动化程度要求的提高,机器人技术得到了迅速发展,出现了各种各样的机器人产品。机器人产品的实用化,既解决了许多单靠人力难以解决的实际问题,又促进了工业自动化的进程。目前,由于机器人的研制和开发涉 及多方面的技术,系统结构复杂,开发和研制的成本普遍较高,在某种程度上限制了该项技术的广泛应用,因此,研制经济型、实用化、高可靠性机器人系统具有广泛的社会现实意义和经济价值。 由于我国经济建设和城市化的快速发展,城市污水排放量增长很快,污水处理己经摆在了人们的议事日程上来。随着科学技术的发展和人类知识水平的提高,人们越来越认识到污水处理的重要性和迫切性,科学家和研究人员发现塑料制品在水中是用于污水处理的很有效的污泥菌群的附着体。塑料制品的大量需求,使得塑料
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