图书馆AGV小车起升机构设计【12张CAD图纸+毕业论文】

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摘 要

本次设计主要是针对图书馆AGV小车起升机构进行设计。其中包括齿形带、竖直上下带轮、电机座、机架等总成的结构设计及个总成中主要零件的结构设计，以及驱动电机、皮带、带轮、轴承等主要零部件的选型和有关零件的强度计算。

在计算部分，首先，进行有关参数的选取确定，包括带速、载重、安全系数的确定，带的单位质量的计算，输送带张力的计算以及驱动电机的功率计算。然后进行各个主要零部件的选型和设计计算。

在设计过程中，参考了多部文献以及工程实践人员的经验心得，对各部分机构进行了认真比对，选取通用结构，以便于输送机的修理与维护。波状挡边带式输送机的应用已经日趋成熟，通过对各个部件的优化及选择更合理的结构，将更大的提高其应用效率。

    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，设计了图书馆AGV小车起升机构。其研究内容主要包括以下几个方面:

    论述了图书馆AGV小车起升机构的组成及原理，结合课题要求，选择电动机起升机构作为该机构的运作方式。

    介绍了图书馆AGV小车起升机构机械结构的设计，并根据小车起升机构的驱动方式和工作要求，对皮带、电机、带轮、轴等进行了设计和选型。

    根据图书馆AGV小车起升机构的结构和工艺要求，确定了总体框架结构。硬件方面，选择合适的皮带、电机、带轮，对轴进行了设计。

    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：起升机构；电机；皮带；带轮

          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 main work in this dissertation was arranged as follows:

  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.

   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.

   On the base of summarizing the dissertation, the development prospect of AGV research was put forward.

Key word:hoisting mechanism；motor；belts；belt pulley

            目 录

摘要 I

Abstract II

目录 III

绪论 1

1  AGV发展现状 2

1.1  AGV发展环境 2

1.1.1国外研究状况 2

1.1.2 国内发展情况 2

1.1.3AGV的结构 3

1.2图书馆AGV小车发展现状研究 4

1.2.1图书馆AGV小车的构成 4

1.2.2本课题主要工作 4

2  图书馆AGV小车起升机构设计与原理分析 6

2.1小车起升机构设计与工作原理分析 6

2.2小车起升机构零件选型 7

2.2.1电机的选型 7

2.2.2皮带的选型 11

2.2.3带轮的选型 12

3  图书馆AGV小车起升机构设计计算 15

3.1起升机构载重分析 15

3.1.1计算载荷P的确定 16

3.1.2安全系数n的确定 16

3.3.3计算最大正应力 17

3.1.4强度验算 17

3.2  电机扭矩转速分析 17

3.2.1进给驱动伺服电机的选择 17

3.2.2负载转矩的计算 17

3.2.3电机转速分析 18

3.3  同步带传动计算 20

3.3.1同步带受力情况的分析 20

4  工程图设计 22

4.1  装配图设计 23

4.1.1一般装配图技术要求: 23

4.1.2总图中的技术要求 24

4.2零件图设计 24

4.2.1一般零件图技术要求: 25

4.2.2零件图的技术要求 26

结 论 27

致 谢 28

参考文献 29

                          绪 论

随着自动化和计算机的集成制造系统技术逐步发展还有柔性制造系统和自动化立体仓库应用越来越多，AGV(Automatic Guided Vehicle)自动导引车当作联系、调节离散型物流系统使它的作业连续化的必要的自动化的搬运和装卸手段，它的使用范围和技术水平得到了很快的发展，再这样的大背景下图书馆AGV小车的设计发展也势在必行。AGV(Automatic Guided Vehicle)——自动化导引车是上世纪50年代发展起来的智能装卸型机器人。智能小车是现代工业自动化系统中的重要设备之一,它是把蓄电池作为主动力,并且安装有电磁和光学自动导航设备等,可以独立自主引导,并且可以通过核心系统控制,完成无人驾驶及工作的设备。九十年代全世界拥有智能小车(Automated Guided Vehicles)十万台以上。这几年,自动化技术展现出加快发展的趋势,国内自动化立体仓库和自动化慢性装配线到了发展与普及阶段。在自动仓库与生产车间中,各工位中,各段输送线中,智能小车替代了传统的机械设备,和传统的传送道或传送带相比较,智能小车输送方式具有操作简单、工作方式灵活,不占据很多空间、有良好的转动性、慢性等众多优点。

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       1  AGV发展现状

1.1  AGV发展环境

1.1.1  国外研究状况

    1913年,美国汽车制造公司使用有轨底盘小车。1953年,世界上第一台采用埋线电磁感应式的跟踪轨迹自动导引小车在国外制造出来,国外也称为"无人驾驶牵引车"。20世纪末,具有装卸功能的智能小车在欧洲得到发展和应用,引入国外用于自动化系统和柔性系统的材料运输。大约过了好几年,新的导引方式和技术得到更加大规模研究和设计。智能小车以前不景气的情况下发展到其效率和效益非常好。智能小车按照引导传感器不同分为:电磁导引、红外导引等。智能小车是根据慢性加工系统、慢性装配系统、电脑制造系统、自动化立体仓库发展起来的。然而,其发展速度是非常快的。1981年通用公司开始使用,1985年智能小车确保数量是500台,1987年智能小车确保数量是3000台。大量资料显示欧洲国家40%的智能小车用在汽车制造业,日本15%的智能小车用于汽车工业,也就是说智能小车在其他行业也有广泛的实际使用

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1.1.2  国内发展情况

    国内自主研发方面：六十年代初开始研究。1976年，北京起重和运输机械研究所研制的ZDB-1型自动搬运车是中国最开始的实用型AGV。1988年，原邮电部北京邮政科学技术研究所等单位研制了邮政枢纽AGV。1991年，中科院沈阳分院自动化所与新松机器人自动化股份有限公司为沈阳金杯总装线上设计了九台自动装配的系统，并于1996年获得国家科学技术进步三等奖，是当时国内较先进的使用型AGV。1992年，天津理工学院研制了核电站用光学导引AGV。1998年昆明船舶设备公司在红河卷烟厂研究多模式激光导引无人自动车22辆，红河项目于2002年获国家科学技术进步二等奖。

在引进国外技术与产品方面：1980年，上海石化总厂为涤纶长丝作业从日本大福公司引进国内第一套AGV。九十年代初，华宝空调装配线上使用了日本进口的电磁导引AGV。

    1996年，玉溪卷烟厂首家在烟草行业引进三星的52台AGV，这是国内企业中使用数量最多的AGV系统。河北承德输送机械厂合资引进美国WEBB公司AGV技术。天津理工学院研制的TIT-1全方位视觉引导自动车，属国家863高科技项目，已通过鉴定，达到八十年代末国际先进水平。九十年代中期，昆船公司在引进国外最先进AGV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。昆明船舶设备公司研制的各种导引形式的AGV系统已经广泛应用于烟草行业，汽车行业等。

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从国内总体智能小车发展来看也就刚刚起步状态,相当于国外19世纪初的水平。经过各行业的大量数据分析,分布范围规模非常广,经常用于工厂,汽车业,飞机业,家用电器业,烟草业,机械生产加工,仓库,邮电部门,地下的采矿厂中进行材料运输,也可以用

在海洋和太空探索等，这说明智能小车具有非常广阔的市场和使用价值。

1.1.3AGV的结构

(1)车载控制系统：车载控制系统是核心控制部分,导航系统根据导航传感器方式不同可分为电磁传感器导航、磁条传感器导航等不同形式。通讯系统是小车和控制装置之间互换信息和命令的通道,由于无线电通讯具有不受障碍物隔挡的特点,一般在控制装置和小车之间采用无线电通讯,通过接口和电脑相互连接。小车上的电源为蓄电池,所以小车的驱动装置一般采用直流电动机、步进电动机和直流伺服电机等。

(2)车体系统：它包括底盘、车体框架、壳体和控制装置、蓄电池安装架等,是小车的主体,具有电动车辆的构成特点。