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图书馆AGV小车驱动机构设计【11张CAD图纸+毕业论文+任务书+开题报告】

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A0图书馆AGV小车驱动机构装配图.dwg

A1小车底座.dwg

A2前轮轴.dwg

A2后轮轴.dwg

A2蜗杆.dwg

A2蜗杆轴.dwg

A2蜗轮轴.dwg

A2车罩.dwg

A2车轮.dwg

A3安装薄板.dwg

A3轴承套环.dwg

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关键词：: 图书馆 AGV小车小车驱动机构设计图书馆AGV小车 cad 图纸毕业论文任务书开题报告

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图书馆AGV小车驱动机构设计

35页 10000字数+论文说明书+任务书+开题报告+11张CAD图纸【详情如下】

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A0图书馆AGV小车驱动机构装配图.dwg

A1小车底座.dwg

A2前轮轴.dwg

A2后轮轴.dwg

A2蜗杆.dwg

A2蜗杆轴.dwg

A2蜗轮轴.dwg

A2车罩.dwg

A2车轮.dwg

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摘要

跟着生产的智能化、电脑集成制造体系水平的逐渐成长以及柔性生产体系、智能化三维仓库的大范围使用，智能车简称AGV (Automatic Guided Vehicle)就是自动引导车成为关联和调节离散型物流运输系统并且让它工作不间断化的重要的智能化运输装卸技术，他的使用区域和技术水平达到了高速的发展。

智能车是用微型控制器当做控制焦点、蓄电池为供能装置、装有非接触引导装置的无人驾驶自动导引运载车，他的智能工作的主要任务是导向前进、选取地方停车准确并且移交载荷。成为现代物流生产智能化的有用技术和柔性生产系统的重要设备，智能车得到了更加多方面的使用，对智能车的设计也拥有很重要的现实意义和理论意义。

此次论文包涵了智能车在国内外的成长现状和使用情况，在此基础上，联系毕业设计的课题基本规定，其研究内容主要包括以下几个方面

1. 本文论述了智能车系统的组成方式和路径引导方式的指导原则，以及联系课题的要求，采用“红外制导系统的引导模式。

2. 讲述了智能车身机械构造的设计，并按照小车的驱动形式和工作任务，重点对底盘、电机、蓄电池等完成了设计和选则型号。

3.按照智能车系统的控制和工艺规定，明确了操控系统的整体框架构造。硬件地方，采用合理的传感器、单片机以及电机驱动装置，对传感检测电路和单片机操控系统硬件电路完成了设计任务：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. 在归纳全文的原则上，并对智能车的设计和研究提出了想法。

关键词：智能车；驱动控制电路；控制策略；行走策略；

ABSTRACT

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.

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

4. functions, and to realize serial communication between the MCU and motor controller, blocking programming method was employed.

Key words: AGV; MCU; Drive and control circuit; Running string

摘要 I

ABSTRACT II

第1章绪论 1

1.1 AGV小车发展现状研究 1

1.2图书馆AGV小车发展 2

1.3 本课题主要工作 3

第二章图书馆AGV小车驱动机构设计及原理分析 4

2.1 小车驱动机构设计与原理分析 4

2.2 小车驱动机构零件选型 7

第三章图书馆AGV小车驱动机构设计计算 8

3.1 小车运动分析 8

3.2 电机扭矩转速分析 9

3.3 传动轴设计计算 11

3.3.1 选择蜗杆的传动类型 11

3.3.2 选择材料 12

3.3.3 蜗杆传动的受力分析 12

3.3.4 按齿根弯曲疲劳强度进行设计 14

3.3.5 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 15

3.3.6 热平衡核算 16

3.4 轴的设计 16

3.4.1 前轮轴的设计 16

3.4.2 后轮轴的设计 19

第四章工程图设计 25

4.1装配图设计 25

4.2 零件图设计 25

第五章结论与展望 28

5.1 设计结论 28

5.2研究展望 28

参考文献 29

第1章绪论

1.1 AGV小车发展现状研究

AGV(Automatic Guided Vehicle)自动探路小车是在上世纪中期流行起来的高科技运输型机器人。AGV是如今制造业机器自动化运输体系中的主要设备之一，它是以电池为能源，配置有电磁或光学等高科技导航设备，可以单独自动寻路，并通过计算机内部设备，完成无人驾驶及作业的设备。曾经美国的福特公司1913年利用装有底盘的带轨道的车，大不列帝国1954年运用一种感应具有磁性并藏于地下的导向车以来，等1980年后全球具有AGV (Automated Guided Vehicles)大量最低十万台。最近些日子，高科技技能展示出迅速发展的趋向，内陆高科技三维库房并且高科技柔性装备配置线开始成长与大众接受阶段。此外，高科技库房与生产车间之中，每个位置之间，运输的每段线之间，AGV达到了无与伦比的重要地位，与以前的运输辊道或传送带之间，AGV运送途径拥有施工容易、路线简单，节省地方、灵活的运送、不刚性等好处。

美国1913年福特制造商利用安装配备底盘的的小车。美国20世纪中期布瑞特电子设计了全球首次选用地下藏线具有磁感的可根据此感带动车的运动方向探索路线，它还可以说是一辆空驾驶的拉力车”。大约1970年，自动探寻车在西方使用于承重货物这东西得到快速传播并开始使用，并被引入美国用于自动化仓储系统和柔性装配系统的物料运输。1980年初，专研并建设出冲所谓有的导向系统和高科技。1990年后，自动探寻车逐渐从大企业到小企业慢慢渗入，使企业经济越来越好，效率越来越高。智能车根据引导方式不同分区为：按照移载方式不同分为：侧叉式移载、叉车式移载、推挽式移载、辊道输送机式移载、升降台式移载、机械手式移载固定路径导引、自由路径导引等。

智能寻路车带有着非刚性的操作体系、非刚性性配置体系、电脑建造体系、并以三维库房而流行出去的。20世纪末日本把这时当成非刚性操作体系的开始，智能探路车的广泛被使用的传统经历了不到19年。但是，其发展速度是非常快的。美洲国家比如通用在20世纪末才有运用智能探路车的传统，智能探路车在之后几年也又不出1000的数量，但是又过了几年数量明显增加到四千。有证据说明接近一半的智能寻路车正在制造的行业，智能寻路车不仅在日本的制造工业，而且在各个领域都发生了重要的利用。如今中国的智能车的技术和外国1990年差不多。根据操作水平的研究，有开阔的发展空间，它在机械，车辆生产制造，飞机生产制造，家电，邮政物流，库房等常常接触到，搬运地下原料，常常在宇宙奥秘的探寻和海洋底层的研究，智能车有个很开阔的市场。

智能车水平的前进的角度，重点按照国内的政策来调整路线；从容易车载模块操控向巨大的CPU体系操控；从早先的段点定期通讯到高科技实时通讯等目标前进；从过时的场面管理到电脑管理；这方面以后的前景，关键是特别重点的加工制造，生产行业自动化生产，物料搬运，物品仓储，商品配送等行业进步。AGV建造的一个重要方面是导航和控制，导航的意义就是防止走丢和与格挡物接触胜利的达到目标因此，AGV拥有不凡的潜力.

第五章结论与展望

5.1 设计结论

本文凭毕业设计所给题目为原则，对智能车操控系统部分的设计完成了整体的分析。并结合机械部分的设计，完成一个完整的AGV小车。

文章重点达到了以下几方面的任务:

(1)小车的总体结构设计。

(2)设计了以MCS-51为核心的控制系统的硬件电路，传感检测电路及电机驱动电路。

(3)结合伺服驱动系统的顺序编程功能实现了单片机与伺服驱动器之间的串口通讯，提高了程序执行的效率。

(4)联系机械和控制部分，构造了一个完整的智能车的设计。

5.2研究展望

在本文设计工作的基础上，本人认为以下几个方面有待进一步的研究:

(1)结合控制理论，进一步研究小车的运动控制及其控制策略的问题，以提高对AGV小车的控制精度

(2)研究关于无线通讯的基本理论，结合现在先进的通讯技术，实现上位机无线监控AGV小车，并实时与小车通讯的功能

(4)进一步研究AGV小车主动避障的理论和方法，完善小车在遇到障碍物的情况下，绕过障碍物继续按预设的路径行走的策略

参考文献

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[24] 王荣本，冯炎等.一种视觉导航的实用型AGV设计[N].机械工程学报.2002

内容简介：: 毕业设计（论文）附件题目：图书馆车驱动结构设计专业：机械设计制造及其自动化学号：姓名：指导教师：机械与运载学院毕业设计（论文）课题申报表课题名称图书馆车驱动结构设计课题来源实践课题类型题简介：（主要内容、进行方式、工作量大小及准备程度、现有技术和物质条件、时间安排、预期成果）此课题是能车，在制造过程中批量生产，因此有必要进行行驱动分析进行方式：学生应在校外短期调研的基础上，在老师的指导下在校内独立完成。工作量大小及准备程度：本课题要求学生最终完成：总图纸页 11 张；张；张；张；张、设计计算说明书 1 万字以上。学生从基础工作做起完成全部设计任务。现有技术和物质条件：智能车在各个企业应用非常广泛，其设计过程比较规范，技术成熟，学生在设计过程中有较多的调研与参考机会。该课题现有智能车零件图及机械加工工艺手册、机床夹具设计手册、图册和相关参考资料，同时可到相关企业调研。时间安排： 1：下发任务书，学生完成开题报告； 3：学生完成零件图绘制、装配图设计、电机的计算的制订； 7：学生完成两套工装设计； 14：学生完成设计计算说明书的编写； 16 周：准备答辩。预期成果：形成规范技术文件，可以应用实际生产。学院毕业设计（论文）工作领导小组意见：组长签字：年月日说明：课题类型（ 1） A 工程设计； B 技术开发； C 软件工程； D理论研。（ 2） X 真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题。（ 1）、（ 2）均要填写，如。毕业设计（论文）任务书课题名称图书馆车驱动机构设计专业机械设计制造及其自动化姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料、进度安排等：主要内容：减压阀导阀体的加工工艺及夹具设计，对零件类型，结构，工艺分析。通过分析选择材料，加工方案，工艺路线，定位基准，工艺设备，夹具设计方案。基本要求：说明设计原理；文献综述报告；格式、用纸、封面均统一版式；查找多于 15 篇文献资料；设计图样要求统一；设计说明书设计依据可靠。主要参考资料 1 唐文伟北京 :2 于慎波，张幼军，王燕冷等统及其技术组成沈阳工业大学学报 ,463 吴建平 ,曹思榕 ,李坤垣成都理工大学学报 ,7 70. 4 罗志增简易红外接近觉传感器北京：中国科技出版社， 1990. 5 罗志增北京 :机械工业出版社 ,6 赵冬斌，易建强，邓旭明沈阳 :机器人，3947 孔令中现代物流设备设计与选用 M北京：化学工业出版社， 2005. 8 哈尔滨工业大学理论力学教研室 . 理论力学 M. 第六版，北京：高等教育出版社， 2004 9洪家娣，李明，黄兴元机械设计指导 M南昌：江西高校出版社， 2001. 10迈克普瑞德科机器人控制器与程序设计 M北京：科学出版社， 2004 11 吴宗泽，罗圣国 M等教育出版社， 2006 12 赵艳红张景耀化学工业出版社， 2013: 进度安排： 1发任务书，学生完成开题报告； 3生完成零件图绘制、装配图设计； 7：学生完成二维绘图和制作模型； 14：学生完成设计计算说明书的编写； 16 周：整理说明书准备答辩。指导教师签字：年月日毕业设计（论文）开题报告课题名称图书馆车驱动机构设计课题来源实践课题类型导教师开题报告内容： 1 调研资料准备情况跟着生产的智能化、电脑集成制造体系水平的逐渐成长以及柔性生产体系、智能化三维仓库的大范围使用，智能车简称是自动引导车成为关联和调节离散型物流运输系统并且让它工作不间断化的重要的智能化运输装卸技术，他的使用区域和技术水平达到了高速的发展。智能车是用微型控制器当做控制焦点、蓄电池为供能装置、装有非接触引导装置的无人驾驶自动导引运载车，他的智能工作的主要任务是导向前进、选取地方停车准确并且移交载荷。成为现代物流生产智能化的有用技术和柔性生产系统的重要设备，智能车得到了更加多方面的使用，对智能车的设计也拥有很重要的现实意义和理论意义。论文包涵了智能车在国内外的成长现状和使用情况，在此基础上，联系毕业设计的课题基本规定，其研究内容主要包括以下几个方面 1. 本文论述了智能车系统的组成方式和路径引导方式的指导原则，以及联系课题的要求，采用 “红外制导系统的引导模式。 2 设计要求： 1. 论述了统的组成、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，对车的设计和研究提出了展望。计思路：第一部分总体方案设计车整体设计定传动方案轮轴设计关技术要求的确定 2毕业设计说明书的撰写阶段完成的内容及时间分配进度安排：时间进度 15/10/012/20 译文、熟悉题目、收集资料、调研、撰写开题报告 16/02/213/10 确定总体方案 16/03/113/30 确定各部分参数并绘制草图 16/04/14/30 绘制零件图和计算机绘图 16/05/085/15 撰写说明书 16/05/15备答辩文）所具备的条件、存在的问题及措施（一）可能遇到的困难： 1、对于专业理论知识的掌握不全面有限，对问题的分析可能比较肤浅。 2、关于料收集困难，很难了解其发展方向和需要解决的技术问题。（二）解决的措施： 1、多向老师和同学请教。 2、上图书馆搜查资料，尽可能多的了解驱动结构，并查找相关的视频看。 3、尽可能全面的搜集所需的参考文献。指导教师意见：指导教师签名：年月日课题类型（ 1） A 工程设计； B 技术开发； C 软件工程； D 理论研。（ 2） X真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题。（ 1）、（ 2）均要填写，如。沈阳工学院毕业设计毕业论文图书馆小车（驱动机构设计题目：图书馆小车（驱动机构设计作者：专业：机械制造及其自动化学院：机械与运载学院学号：指导老师：论文提交日期：沈阳工学院毕业设计 I 摘要跟着生产的智能化、电脑集成制造体系水平的逐渐成长以及柔性生产体系、智能化三维仓库的大范围使用，智能车简称是自动引导车成为关联和调节离散型物流运输系统并且让它工作不间断化的重要的智能化运输装卸技术，他的使用区域和技术水平达到了高速的发展。智能车是用微型控制器当做控制焦点、蓄电池为供能装置、装有非接触引导装置的无人驾驶自动导引运载车，他的智能工作的主要任务是导向前进、选取地方停车准确并且移交载荷。成为现代物流生产智能化的有用技术和柔性生产系统的重要设备，智能车得到了更加多方面的使用，对智能车的设计也拥有很重要的现实意义和理论意义。此次论文包涵了智能车在国内外的成长现状和使用情况，在此基础上，联系毕业设计的课题基本规定，其研究内容主要包括以下几个方面 1. 本文论述了智能车系统的组成方式和路径引导方式的指导原则，以及联系课题的要求，采用 “红外制导系统的引导模式。 2. 讲述了智能车身机械构造的设计，并按照小车的驱动形式和工作任务，重点对底盘、电机、蓄电池等完成了设计和选则型号。确了操控系统的整体框架构造。硬件地方，采用合理的传感器、单片机以及电机驱动装置，对传感检测电路和单片机操控系统硬件电路完成了设计任务：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. 在归纳全文的原则上，并对智能车的设计和研究提出了想法。关键词：智能车；驱动控制电路；控制策略；行走策略；沈阳工学院毕业设计 GV is is is of is to As of of GV so GV GV at of we a in as 1. GV to of in GV 2. GV in of of 3. to of of CU to 阳工学院毕业设计 . to CU 阳工学院毕业设计 1 目录：摘要 . I . 1 章绪论 . 1 车发展现状研究 . 1 书馆车发展 . 2 本课题主要工作 . 3 第二章图书馆车驱动机构设计及原理分析 . 4 车驱动机构设计与原理分析 . 4 小车驱动机构零件选型 . 7 第三章图书馆车驱动机构设计计算 . 8 车运动分析 . 8 电机扭矩转速分析 . 9 传动轴设计计算 . 11 选择蜗杆的传动类型 . 11 选择材料 . 12 蜗杆传动的受力分析 . 12 按齿根弯曲疲劳强度进行设计 . 14 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 . 15 热平衡核算 . 16 轴的设计 . 16 前轮轴的设计 . 16 后轮轴的设计 . 19 第四章工程图设计 . 25 配图设计 . 25 零件图设计 . 25 第五章结论与展望 . 28 计结论 . 28 究展望 . 28 参考文献 . 29 沈阳工学院毕业设计 1 第 1 章绪论车发展现状研究动探路小车是在上世纪中期流行起来的高科技运输型机器人。如今制造业机器自动化运输体系中的主要设备之一，它是以电池为能源，配置有电磁或光学等高科技导航设备，可以单独自动寻路，并通过计算机内部设备，完成无人驾驶及作业的设备。曾经美国的福特公司 1913 年利用装有底盘的带轨道的车，大不列帝国 1954 年运用一种感应具有磁性并藏于地下的导向车以来，等 1980年后全球具有量最低十万台。最近些日子，高科技技能展示出迅速发展的趋向，内陆高科技三维库房并且高科技柔性装备配置线开始成长与大众接受阶段。此外，高科技库房与生产车间之中，每个位置之间，运输的每段线之间，到了无与伦比的重要地位，与以前的运输辊道或传送带之间，送途径拥有施工容易、路线简单，节省地方、灵活的运送、不刚性等好处。美国 1913 年福特制造商利用安装配备底盘的的小车。美国 20 世纪中期布瑞特电子设计了全球首次选用地下藏线具有磁感的可根据此感带动车的运动方向探索路线，它还可以说是一辆空驾驶的拉力车 ”。大约 1970 年，自动探寻车在西方使用于承重货物这东西得到快速传播并开始使用，并被引入美国用于自动化仓储系统和柔性装配系统的物料运输。 1980 年初，专研并建设出冲所谓有的导向系统和高科技。 1990 年后，自动探寻车逐渐从大企业到小企业慢慢渗入，使企业经济越来越好，效率越来越高。智能车根据引导方式不同分区为：按照移载方式不同分为：侧叉式移载、叉车式移载、推挽式移载、辊道输送机式移载、升降台式移载、机械手式移载固定路径导引、自由路径导引等。智能寻路车带有着非刚性的操作体系、非刚性性配置体系、电脑建造体系、并以三维库房而流行出去的。 20 世纪末日本把这时当成非刚性操作体系的开始，智能探路车的广泛被使用的传统经历了不到 19 年。但是，其发展速度是非常快的。美洲国家比如通用在 20 世纪末才有运用智能探路车的传统，智能探路车在之后几年也又不出 1000 的数量，但是又过了几年数量明显增加到四千。有证据说明接近一半的智能寻路车正在制造的行业，智能寻路车不仅在日本的制造工业，而且在各个领域都发生了重要的利用。沈阳工学院毕业设计 2 如今中国的智能车的技术和外国 1990 年差不多。根据操作水平的研究，有开阔的发展空间，它在机械，车辆生产制造，飞机生产制造，家电，邮政物流，库房等常常接触到，搬运地下原料，常常在宇宙奥秘的探寻和海洋底层的研究，智能车有个很开阔的市场。智能车水平的前进的角度，重点按照国内的政策来调整路线；从容易车载模块操控向巨大的系操控；从早先的段点定期通讯到高科技实时通讯等目标前进；从过时的场面管理到电脑管理；这方面以后的前景，关键是特别重点的加工制造，生产行业自动化生产，物料搬运，物品仓储，商品配送等行业进步。造的一个重要方面是导航和控制，导航的意义就是防止走丢和与格挡物接触胜利的达到目标因此，有不凡的潜力 . 智能车市场正极前进，一方面是高度高科技的上层市场，另一方面是流通，办公等领域的底层市场由我们为接点。智能车现在往多导向形式，自动化前进，达成规划的运输设计，施展无人运输车的长处，主要决定在导向体系。电磁转向的方法是先开发引方式，目前最广泛的应用，但由于电磁导向方法的缺陷出现在光学制导，导磁激光导向，定位和图像传感器的标签化，各种方式引导充分体现了无人运输系统高度灵活，高效，高可靠性，低成本和发展方向发展的积极智力的特点，使术达到新水平。就智能车开展任务实用性处理考证时，越来越多的利用体系仿真方式，实际的仿真句子打算让客户操作起来更加容易，仿真的价格将越来越便宜，普通的模拟系统包括一个彩色输入和显示系统、仿真处理器和仿真语言。书馆车发展系以快速前行的机动车电子为后台，包括了操控，模式认识，传感器技术，电子，电气，计算机，机械等多个学科，重点通过途径判别，方向操控和车辆速度操控等作用构成，正常来说，车体系规定小车在白色的地面上，经过操控车的速度及角度，这辆车可以自动地沿着任意一套黑色的带状线引导。随着特别普遍的发展蓝图，在图书馆等办公地方，他可以使里面的人减少工作的压力，在图书馆，工作人员通过在智能显示屏上选出打算达到的方位，可以主动的带着要区分的图书送到指定的书架边上，并且用不上里面的人不停地运送，所以我写出这个设计主要以在图书馆探寻路径并运输的车。沈阳工学院毕业设计 3 本课题主要工作（ 1）设计小车的驱动机构、并分析其工作原理（ 2）小车的工作载荷计算（ 3）电机选型、扭矩、转速计算（ 4）绘制驱动机构的装配图、各个零件的零件图沈阳工学院毕业设计 4 第二章图书馆车驱动机构设计及原理分析车驱动机构设计与原理分析智能车正常使用轮式电机，拥有电力驱动车的特点。智能车可以在地上操控体系的集中驱使下，智能运输物品，完成智能化的物品的运输传送。由于他拥有可操作性、自动化等特性，可以容易的在建体系，到达制造途中的非刚性运送的任务。相比以前的非智能化或半智能化的物品运送形式，智能车体系可以很容易减少了工作强度和不安全的因素，使生产速度大幅度上升，在机械、电子、纺织、香烟、保健、食品、造纸等领域中能起到作用。西方的智能车体系策划，使用程度较高，使用区域也比较普遍。内地的使用比较少很多，然而在各个领域的一起使劲下，内地的智能车体系的策划程度和使用程度很快超越别的国家的领先程度。智能车体系由一个主机，一个通信系统、地面导航系统、充电系统、一个地面移动装置，如图所示图统示意图智能车普遍有车身、蓄电电池、充电装置、驱动系统、转向系统、准确停止配置、车载控制器、通信装置、信息采样子系统、移载装置和车体方位计算子系沈阳工学院毕业设计 5 统等构成。车身由车架和相应的机械和电气部件组成，如齿轮箱、电机、车轮等。这是基本组成部分。车体可以根据硬度和刚度上符合车体前进和变快时的条件，经常使用的钢的材料件焊接组成，他的车体由 1钢材或铝合金制造而成，车车架空间位置和驱动和转向直接关系到较大零件（如电池）的重量，以利于机械结构的设计，减少车身重量，降低重量，有利于反倾销。板上一般安装移载配置、液压体系、电控系统、按键、显示屏等。车身的两头位置安置防危险的挡圈和超声波传感器。智能车一般运用 24V 或 48V 直流制造蓄电池为能源。电池应达到额定的安培小时值，一般应保证超过 8h 的工作需要，对两班制的工作环境需要超过 17h 电源。电池充电可用于充电和全循环充电的方法。任意车免电池充电随机充电，站在用锚和无时间限制随时充电。全循环充电需要智能车退出服务，并进入指定的电荷区，当电池电量降低到规定的范围内，充电电池可以充电，这种电池正常进行 4h 不间断充电， 2h 规范冷却。一些智能车使用充电以上两种方法的合并。供能操作是智能、手动和快速改变的提拉三种。这种驱动系统组成部分由轮子、减速器、制动器、电动机及速度调节器等。动命令由计算机发出，驱动的速度与方向是两个独立的变量，它们分别由计算机控制。速度调整能够运用多种方式，可以用脉宽调制或频率改变控制等。智能车在往直线前行、转弯和靠近停位点时要求多种的速度，直线前行速度最高一般达到 lm/s，转弯时为 ss,靠近停位点时为 s。智能车的方向操控是由引导体系的位置数据经过转向系统来完成的。智能车一般被设计几种方式行驶： (1)仅仅可以前行 ;(2)可以前行或后退 ;(3)可以横纵斜及回转四个位置的行驶。自动化技术水平复杂的智能车都具有车载操控器，它好像机器人操控器，来对智能车达到监督控制的目的。操控装置计算机经过通讯体系从地面站收到任务并传达本身的情况。一般操控装置能够达到以下事情 :非智能控制、安全设备开始、蓄电电池电量、转向极限、制动器分离、前行照明、驱动和转向马达操控和充电器等。有的智能车拥有编程本领，许可智能车摆脱指定路线，朝向指定位置，达到目标后循开始的道路回到引导的地方上去。智能车的操控命令正常是由地上的操控制器 (车外 )传出，智能车的状况也经过通讯体系运回地上的操控器。有两种通讯系体系 :连续形式和分散形式。不间断通沈阳工学院毕业设计 6 讯体系许可智能车在每个时候和相对地上操控器的每个地方利用射频方式或利用在引导路线内的通信电缆接受发送信数据。如果使用无线电、红外激光的通讯方式。分散式体系只不过在预订的位置 (通信点 )如智能车停车站等，在指定的智能车与地上操控器之间供应通讯。正常来说，这类通讯是经过感觉或光学的知识来实达到的。分散通讯的一个主要问题就是 :假设智能车在两个通讯位置之间产生问题，智能车将没法与地上操控站取得联络。如今大部分智能车体系都是运用分散式通讯方法，主要由于他的价位低廉的优点。智能车的安全体系不仅要完成对智能车的保护，也要完成对人，或对其它地上装置的保护。他的保证安全方式可总结为两种 :接触式和非接触式两种防护体系。对无阻碍路线 (没有指定引导路线 )型的智能车，而且进行车身位置的设计，它由车身位置算出子系统来完成。智能车的位置，不仅在整体位置和方向坐标，和车身左右轮的活动有着可能的关联，因此可设计出智能车的位置。这个基本体系的作用是运用积分计算按照采样数据，立即运算出车身位置 x(t)， y(t)和 (t) 。把运算的位置数据按照情况，经过串行通讯传递给车载控制装置，并且再运用无线电通讯传递给地上监督控制系统，来完成对智能车的监督控制。地面监督控制系统还能够运用这种通讯方式，对车身位置运算出子系统开始操作，如初始化、重新设置车身位置以减少积累错误等。车辆车身承载力计算的基本输入数据是车轮向前或向后的间隔，这是由驱动轮电机旋转角的循环采样得到的。智能车的引导形式包括两种 :(1)车外指定路线引导形式，在前行的路线上建立引导用的信息媒介物，智能车经过检查出它的内容能够引导，电磁导引、光导、磁导 (又称磁性导引 )等。 (2)自由路线 (无固定路径 )引导形式，智能车上聚集着整体结构上的距离点，经过辨别车身之前场所，主动地决策前进路线，这种引导形式也叫车载编程软件路线形式。总结智能车的整体特征，还要结合这次毕业设计的详细规定，明确这次智能车的设计规定 :用最容易方式、最低的价格、尽量高效的实现设计要求。因此，机器人编队控制基本思路：将红外传感器的反射信号发送给单片机，通过单片机对反射信号的有无进行处理，同样的超声波传感器也会向单片机发出信号，经过单片机对反应时间开始处理，联系路线图开始整体设计后传出操控信息，操控信息经过操控电路扩大、传出到电机对智能车运动进行控制。所有操控过程中不使用光电编码器，开环控制不仅没有电机转动时候的数据传达，全部数沈阳工学院毕业设计 7 据都由传感器传入。逻辑图如图示。图制逻辑图开环操控的好处是信息源少，要求研究的信息不太多，相比适合利用单片机当做操控装置，但是问题点是因为数据源较少，就输入数据未有改错本领，只要源的错误将出现在状态的错误。利用开环控制的前提就是要保证信息源的可实施性。因此明确机器人的设计整体思路 :导航经是红外线传感器，控制器是单片机，差动式电机完成转弯，按照设定好的路径，完成智能车定位导航设计的形式并用最容易的设备、很少的机械器件达到比赛的目标。需要部件如下表所列。表需部件名称数量超声波传感器 1 红外传感器 4 车体 1 直流电动机 2 蓄电池 2 电源稳压模块 1 控制电路 1 单片机 1 小车驱动机构零件选型东方马达 4沈阳工学院毕业设计 8 第三章图书馆车驱动机构设计计算车运动分析轮机结构移动设计是在车轮驱动速度情况下，明确汽车车身的运动速度和旋转时候的角速度。智能车的马达系统和导向系统是相互关联的，并且都跟选用哪种类型的智能车底盘的构造方式相关。我设计的智能车运用底盘带有四轮、两主动后轮差速驱动 /导向。两主动轮分别由两个直流伺服电动机驱动，通过控制电机电压可以控制车轮的转速。运用两个轮子的速度差能够完成转弯。外引导水平。以下就智能车的转弯驱动结构运动作基本分析：本设计还带有一制动器，一旦必要紧急停车时，按下制动器的开关来控制车轮。导向系统采用红外线装置。智能车在拐弯时的状况：智能车以恒定速度匀速转弯；两主动轮之间的间隔长度为 D；小车两主动轮中心（假设小车质量分布均匀）与转弯圆心的距离即转弯半径为 R；车轮半径为 r；两轮的转速分别为重为 G；小车与行驶路面的摩擦系数为。则有： 2(22/)2(2)/(122 整个体系中， V 为 1 米每秒；小车自重 G 为 150 千克；选取摩擦系数为为 1000 毫米图车运动分析沈阳工学院毕业设计 9 电机扭矩转速分析伺服电动机的主要参数是功率 (采用伺服电动机并不根据功率，主要还要根据以下三个基本指标选择。动力参数：智能车前行的速度为 100mm/s，轮子的转速为 2 2 . 75 r / m i 1 4 61 0 001 0 00 d 电机的转速选择蜗轮 i=62 1 0 .5 r / m 62电（车的受力情况的设计如图示： F F 轮受力简图小车车架自重为 P 134 80 . 0 3 20 . 30 . 5102 . 8 5 3 a b h （小车的载荷为 G 3 4 3 835 （选用三维坐标系如图所示写出平衡等式因为前轮和后轮关于 Y 轴对称，所以， 2 2 0 P G （ 0， 0 . 0 7 5 0 . 1 7 2 0 . 3 0 F （解得 1 5 7 N F 驱动后轮的受力分析正如示：滚动摩擦阻力偶力矩值在零与最大值之间，即沈阳工学院毕业设计 10 M f （ a x （为其中滚动摩尼系数，通过表 5，为 2 10 左右，所以可选取 6 牵引力 F 为 a x （电机 1/ 后轮受力图前轮受力摩擦系数牵引力 F N 重物的重力 W N 滚子的直径 D 传递的效率传动装置的减速比 1/G （ 1）求换算到电机轴上的负荷力矩（ 0 70 1 0 （取 = W = , = 2）求换算到电机轴上的负荷惯性（ 212 1 3 42 J J （ F 11 其中 1 3 （ 3）电机的选定根据额定转矩和惯量匹配条件，选择直流伺服电动机。电机型号及参数：东方马达机 60墨电刷 80W 1290配条件为 3 2m a x g 1 Jm a 2 5 1 （即 3 6 1 . 8 90 . 2 5 1 0 . 2 5 0 . 2 8 0 5 1 惯量 J 2g c 5 9 0 （其中故电机满足要求。（ 4）快移时的加速性能当自动导引车进行工件时，最大的空载加速度发生扭矩，而对伺服电机最大速度的步进指令加快。这个最大空载加速转矩就是伺服电动机的最大输出转矩 a x m a x （加速时间 T（其中，机械时间常数 T 传动轴设计计算选择蜗杆的传动类型通过 10085 查选，选用渐开线蜗杆 ( 沈阳工学院毕业设计 12 选择材料蜗杆要求表面硬度和耐磨性较高，故选用材料 40 轮由灰铸铁选用金属模具铸造。蜗杆传动的受力分析明确作用在蜗轮上的扭矩为 Z 选取为 1，所以选取工作效率4= 所以 2 3 5 0 8 N . m . 7 5 0 . 70 . 0 8109 . 5 5109 . 5 5109 . 5 5 612162262 / （图轮沈阳工学院毕业设计 13 图轮零件图图杆轴零件图沈阳工学院毕业设计 14 图轮轴零件图各力的大小计算为 7221121 5 0 822 2 221 d 020t 620t 0221 按齿根弯曲疲劳强度进行设计按照渐开线蜗杆传动的设计原则，根据齿根弯曲疲劳强度完成设计。蜗轮轮齿由于弯曲强度不够而发生失效的情况，大多数产生在蜗轮齿数较多或渐开线传动中。弯曲疲劳强度条件设计的公式为 4 2 21221 . 5 3 d Y （确定载荷系数 K4 因为工作载荷基本稳定，所以要选用载荷分布不均系数，由表 11选取使用系数因为转速不高，冲击不算大，可以选取动载系数沈阳工学院毕业设计 15 1 . 1 5 1 1 . 1 1 . 2 6 5 K K （由表 11得，蜗轮的基本许用弯曲应力 F=48 假设 2 62z 31048，蜗轮的当量齿数 22 33 62 6 2 . 2 9c o s c o s 3 1 0 V 48 （由于 2 0x ， 2 ，从图 11中可以查得齿形系数 2 螺旋角系数 3 1 01 1 0 . 9 7 7 3140 Y 48 140?（ 312 1得中心距 a=50 模数 m= d 312 35mm 蜗杆头数 11z 直径系数分度圆导程角 =31138 蜗轮齿数2 62z 变位系数2 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (1) 蜗杆轴向齿距（齿顶圆直径 a（齿根圆直径 211 f （蜗杆轴向齿厚 mS a （ (2) 蜗轮传动比 2162 621zi z （蜗轮分度圆直径（蜗轮喉圆直径沈阳工学院毕业设计 16 2 222 ）（a （蜗轮齿根圆直径 2 222 f （蜗轮咽喉母圆半径 2 ag 热平衡核算由于该蜗轮轮无须热平衡计算。轴的设计前轮轴的设计前轮轴只承受弯矩而不承受扭矩，故属于心轴。图轮轴结构沈阳工学院毕业设计 17 图轮轴零件图（ 1）求作用在轴上的力车的前轮承受力的作用，受力分析如图 2示。（ 2）轴的结构设计（ a）拟定轴上零件的装配方案设计的任务是：滚动轴承、右轮辐板、左轮辐板螺母、套筒、采用弹性挡圈、顺次从轴的右端向左安装，左端只装有轴用弹性挡圈和滚动轴承。因此就轴的每个部分的粗细结构作了基本设计。（ b）按照轴向位置的规定明确轴的每个部分直径与长度初步选择滚动轴承。自动引导小车前轮轴只受弯矩的作用，重点承载径向力所以轴向力大小较小，所以采用单排深沟球轴承。因为轴承零件表中初步选用单排深沟球轴承 6004，他的尺寸为 dDT=204212（立方毫米） ,所以d =d3=0 滚动轴承右端选用轴肩方式来轴向定位。通过表格上可得 6004 型轴承的位置轴肩高度 h=以选取 5 在左、右轮段处的轴段 4 的直径选取为 0端的轮辐运用轴肩定位方式，螺母的右端使用夹紧轮辐装置。得到轮辐为 34 毫米宽度，目的使螺母端面可以紧紧地地紧压两边的轮辐，这个轴段应该稍微短于轮辐宽度，所以选用2边轮辐的左半部分使用轴肩定位，轴肩高度选取 h=3以轴环处的直径 6环宽度 b 大于等于用 5 沈阳工学院毕业设计 18 轴用弹性挡圈为标准件。选取是 0，他的尺寸是 0以d2=d =19l2=l =以选用的尺寸按照前轮轴上对于左右轮辐结合面基本对称能够随意来定尺寸，明确了轴上的每段直径和长度如图所示 c）轴上零件的周向定位两边的轮辐与轴的周向定位采取平键的方式联接。通过表查得平键截面的面积 bh=56 平方毫米 1095，长为 28本键长参照 1096并且为了确保两边轮辐与轴配合有很好的对中性，所以采取左右轮辐与轴的配合是 H7/动轴承与轴的周向定位是借过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 d）确定轴上圆角和倒角尺寸定轴端倒角是 145，每个轴肩处的圆角半径定为（ 3）求轴上的载荷最开始按照轴的设计图作出轴的受

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