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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.

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.

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AGV导引方式，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AGV技术达到新水平。

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。

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内容简介：: 毕业设计（论文）附件题目：图书馆车驱动机构设计专业：机械制造及其自动化学号： 12101909 姓名：王鑫毅指导教师：化春雷机械与运载学院沈阳工学院毕业设计（论文）课题申报表课题名称课题来源课题类型课题简介：（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）申报人姓名：日期：年月日学院毕业设计（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）任务书课题名称专业姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料、进度安排等：指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日系主任签字：年月日毕业设计（论文）开题报告课题名称课题来源课题类型指导教师开题报告内容：（调研资料准备情况，设计的目的、要求、思路与预期成果；工作任务分解，各阶段完成的内容及时间分配；完成设计（论文）所具备的条件、存在的问题等。）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。毕业设计（论文）学生自查表（中期教学检查用）学生姓名专业学号指导教师职称工作进度已完成的内容：待完成的内容：已完成百分比：存在问题：指导教师签字：年月日指导教师毕业设计（论文）评审表课题名称：序号评审项目指标满分评分 1 工作量、工作态度按期完成规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实；善于与他人合作。 20 2 调查论证根据课题任务，能独立查阅文献资料和从事其它有关调研，能较好的书写出开题报告，有收集、综合和正确利用各种信息的能力。 10 3 设计、实验方案、分析与技能综合分析科学，方案设计合理，数据采集、计算、处理正确，推导正确，计算准确，论证充分；结构合理、工艺可行；图样绘制与技术要求符合国家标准要求。 40 4 设计说明书论文质量条理清楚、文理通顺、用语符合技术规范，图表完整、正确、书写格式规范。 20 5 创新能利用最新技术手段，有重大改进或独特见解；有一定应用价值。 10 总分评语：指导教师签字：年月日评阅教师毕业设计（论文）评审表课题名称：序号评审项目指标满分评分 1 课题完成量能按期完成任务书规定的任务，课题达到教学基本要求。难易程度、工作量大小合适。 20 2 调查论证根据课题任务，能独立查阅文献资料和从事其它有关调研，能较好的书写出开题报告，有收集、综合和正确利用各种信息的能力。 10 3 设计、计算论证、推导综合分析科学，方案设计合理，数据采集、计算、处理正确，推导正确，计算准确，论证充分；结构合理、工艺可行；图样绘制与技术要求符合国家标准要求。 40 4 设计说明书条理清楚、文理通顺、用语符合技术规范，图表完整、正确、书写格式规范。 20 5 创新点能利用最新技术手段，有重大改进或独特见解；有一定应用价值。 10 总分评语：评阅组负责人签字：年月日毕业设计（论文）答辩申请表申请时间：年月日课题名称专业姓名学号已完成情况：指导教师：年月日评阅教师：年月日备注：毕业设计（论文）答辩评审表课题名称：序号评审项目指标满分评分 1 报告内容思路清新；语言表达准确，概念清楚，论点正确；实验方法科学，分析归纳合理；结论有应用价值。 40 2 报告过程准备工作充分，时间符合要求。 10 3 创新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。 10 4 答辩回答问题有理论依据，基本概念清楚。主要问题回答准确、深入。 40 总分评语：对申请评优或答辩不合格的补充说明：答辩委员会（小组）负责人：年月日沈阳工学院毕业设计（论文）成绩评定表论文题目学生姓名学号指导教师姓名职称设计（论文）说明书页数图纸张数加工零件数有、无产品模型评分项目标准得分权重折合得分指导教师评分评阅组评分答辩组评分综合得分论文评定等级毕业设计（论文）答辩委员会意见：机械与运载学院答辩委员会负责人：年月日沈阳工学院毕业论文（设计）答辩记录表答辩日期： 20 年月日答辩地点：学院（或系）专业学生姓名学号成绩论文（设计）题目指导教师答辩纪录：（用简明语言记录答辩过程，答辩委员会提出的问题及学生回答情况）提出问题：回答摘要：答辩组组长签名：答辩委员会记录人（签字）：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： 12101909 姓名：王鑫毅指导教师：化春雷机械与运载学院沈阳工学院毕业设计（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。申报人姓名：化春雷日期： 2016 年 3 月日学院毕业设计（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王鑫毅学号 12101909 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，王燕冷等沈阳 :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 ,770. 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：年月日教研室主任签字：年月日系主任签字：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化春雷开题报告内容： 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。毕业设计（论文）学生自查表（中期教学检查用）学生姓名王鑫毅专业机械设计制造及其自动化学号 12101909 指导教师化春雷职称工作进度已完成的内容：图纸设计 ; 总图纸页 11 张；张；张；张；张；待完成的内容：说明书一本已完成百分比： 2/3 存在问题：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，以提高对车的控制精度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车，并实时与小车通讯的功能进一步研究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 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、关于智能车结构资料收集困难，很难了解其发展方向和需要解决的技术问题。 3、对于能车载重程度分析很难确定。指导教师签字：年月日指导教师毕业设计（论文）评审表课题名称：图书馆车驱动机构设计序号评审项目指标满分评分 1 工作量、工作态度按期完成规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实；善于与他人合作。 20 2 调查论证根据课题任务，能独立查阅文献资料和从事其它有关调研，能较好的书写出开题报告，有收集、综合和正确利用各种信息的能力。 10 3 设计、实验方案、分析与技能综合分析科学，方案设计合理，数据采集、计算、处理正确，推导正确，计算准确，论证充分；结构合理、工艺可行；图样绘制与技术要求符合国家标准要求。 40 4 设计说明书论文质量条理清楚、文理通顺、用语符合技术规范，图表完整、正确、书写格式规范。 20 5 创新能利用最新技术手段，有重大改进或独特见解；有一定应用价值。 10 总分评语：指导教师签字：年月日评阅教师毕业设计（论文）评审表课题名称：图书馆车驱动机构设计序号评审项目指标满分评分 1 课题完成量能按期完成任务书规定的任务，课题达到教学基本要求。难易程度、工作量大小合适。 20 2 调查论证根据课题任务，能独立查阅文献资料和从事其它有关调研，能较好的书写出开题报告，有收集、综合和正确利用各种信息的能力。 10 3 设计、计算论证、推导综合分析科学，方案设计合理，数据采集、计算、处理正确，推导正确，计算准确，论证充分；结构合理、工艺可行；图样绘制与技术要求符合国家标准要求。 40 4 设计说明书条理清楚、文理通顺、用语符合技术规范，图表完整、正确、书写格式规范。 20 5 创新点能利用最新技术手段，有重大改进或独特见解；有一定应用价值。 10 总分评语：评阅组负责人签字：年月日毕业设计（论文）答辩申请表申请时间： 2016 年 5 月 20 日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王鑫毅学号 12101909 已完成情况：图书馆车驱动机构设计设计图纸设计 ; 总图纸页 11 张；张；张；张；张；说明书一册；毕业论文附件一册；指导教师：化春雷年月日评阅教师：年月日备注：毕业设计（论文）答辩评审表课题名称：图书馆车驱动机构设计序号评审项目指标满分评分 1 报告内容思路清新；语言表达准确，概念清楚，论点正确；实验方法科学，分析归纳合理；结论有应用价值。 40 2 报告过程准备工作充分，时间符合要求。 10 3 创新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。 10 4 答辩回答问题有理论依据，基本概念清楚。主要问题回答准确、深入。 40 总分评语：对申请评优或答辩不合格的补充说明：答辩委员会（小组）负责人：年月日沈阳工学院毕业设计（论文）成绩评定表论文题目图书馆车驱动机构设计学生姓名王鑫毅学号 12101909 指导教师姓名化春雷职称设计（论文）说

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