基于全向轮的AGV的移动底盘结构设计【含三维SW】【含6张CAD图纸】
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课题申报表指导教师XXX职称XXX教研室XXX申报课题名称基于全向轮的AGV的移动底盘结构设计课题类型工程设计类课题来源A.教师科研课题简介(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，通常也称为AGV小车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。一般可通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，电磁轨道黏贴於地板上，无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。课题要求（包括所具备的条件）结合要求掌握的知识和实际设计要求，设计其主要结构及传动系统，结构设计务必合理，整个系统要满足精度、可靠、体积等方面的要求，结构层次清楚，零件图要细致。课题工作量要求要求完成总量不少于2.5张零号图纸，装配图必须为零号图纸，参考文献为近几年的文献，不少于15篇参考文献，且最低包含2篇英文文献，说明书总字数不少于1.5万字，且满足查重要求。教研室审定意见同意教研室主任签名：学 院审定意见同意 教学院长签名：说明：1、该表为毕业设计（论文）课题申报时专用，由选题教师填写,经教研室讨论、教研室主任签名，报学院审定，教学院长签名后生效。2、课题类型填：工程设计类；理论研究类；应用（实验）研究类；软件设计类；其它。3、课题来源填：教师科研；社会生产实践；教学；其它任 务 书1毕业设计的背景：随着现代制造业向智能化方向发展,自动导引小车(AGV,Automated Guided Vehicle)作为现代智能制造系统中重要的物流自动化输送装备之一,正广泛应用于现代制造行业。随着制造行业的制造规模、生产效率、智能化水平等大幅度的提高,开发具有高灵活性、高稳定性、高执行效率的智能控制AGV装备,具有着重要的现实意义。在现代化制造生产活动中，全向AGV作为移动机器人的特殊运用，是柔性制造和现代化物流系统的一个重要组成部分，随着相关领域科学技术的不断进步，其运动控制技术也得到了快速发展，将被应用于越来越多的场合。2毕业设计(论文)的内容和要求：1.内容（1）研究全向AGV的控制系统。选择电动机和传动机构（2）采用激光全局定位技术，介绍激光导航定位系统构成以及定位算法原理。（3）对全向 AGV进行运动学分析并建立其运动学模型。（4）根据运动控制系统要求，分别从下位机和上位机两部分设计运动控制程序和人机交互界面，实现全向AGV系统的实时状态数据显示，图形化表述、参数设置、通讯和多种运行控制模式等功能。（5）综合国内外的研究现状，重点阐述研究背景、研究意义和拟解决的关键问题，拟采用的关键技术进行详细的结构设计，并从加工工艺性、设计合理性等方面展开研究。（6） SolidWorks有限元分析2.工作量要求：1.外文文献翻译4000字左右（与课题相关）2.15000字左右的论文，大约30页左右（需要通过查重检测）3.总计3张A0图纸4.参考文献15篇以上（至少包含两篇英文的）3主要参考文献：1叶菁.磁导式AGV控制系统设计与研究D.武汉理工大学,2006.2白瑛.基于GSM网络的GPS导航系统研究D.中国科学院研究生院（电子学研究所）,2006.3张家梁,宋立博,李蓓智.磁制导AGV实验装置的研制J.实验室研究与探索,2005(03):26-27+34.4 李洪.机械加工工艺手册M.北京出版社，19905 黄大绪等.使用微电机手册M.辽宁：辽宁科学技术出版社,2000.6 漆汉宏等 PLC电气控制技术 机械工业出版社2015.12 7 蒋新松等.机器人学学论M.辽宁：科学技术出版社,1993.8 蔡自兴.机器人学M.北京：清华大学出版社，2000.9 Murphy R R.人工智能机器人学导论M.北京：电子工业出版社，2004.10 芦书荣，张翠华 机械设计课程设计，西南交通大学出版社 ，2014.211魏芳，董再励等.用于移动机器人的视觉全局定位系统研究J.机器人，2001,23（5）：400-403.12张毅，罗元等.移动机器人技术及其应用M.北京：电子工业出版社，2007.13于金霞、王璐、蔡自兴等.位置环境中移动机器人自定位技术M.北京：电子工业出版社，2011.14熊有伦.移动机器人导航控制研究的重要进展J.控制理论与应用，2009,26（7）：819.15徐德，邹伟.室内移动式服务机器人的感知、定位与控制M.北京：科学出版社，2008.16丹尼斯克拉克，迈克尔欧文斯.机器人设计与控制M.北京：科学出版社，2004.17王志文、郭戈.移动机器人导航技术现状与展望J.机器人，2003,25（5）：193-197.18王炎、周大威.移动服务机器人的展望现状及我们的研究J.电气传动，2000，（4）：3-7.19Craig J J.机器人学导论M.北京：机械工业出版社，2006.20 Elfes A.Using Occupancy grids for mobile robot perception and navigationJ.Computer,1989,22(6):46-57.21Thrun S.Learning metric-topological maps for indoor mobile robot navigationJ.Artificial Intelligence,1998,99(1)：21-31.22Fox D.Markov localization:a probabilistic framework for mobile robot localization and navigationD4毕业设计(论文)进度计划(以周为单位)：第1周 查阅相关文献，收集资料，完成英文翻译；第2周 撰写开题报告；第3周 确定总体设计方案；第4周 主要参数的选择与设计计算；第5、6周 各部分零件结构设计计算、强度计算；第7周 绘制部分零件零件图；第8周 完成总装配图；第911周 撰写毕业设计说明书初稿、查重；第12周 修改毕业设计说明书、定稿；第13周 准备答辩。教研室审查意见： 室主任签名： 年 月 日学院审查意见： 教学院长签名： 年 月 日开题报告课题名称课题来源课题类型选题的背景及意义AGV属于轮式移动机器人(WMRWheeled Mobile Robot)的范畴，而机器人的应用越来越广泛，几乎渗透所有领域。进入九十年代以来，人们广泛开展了对服务机器人的研制和开发。各国尤其是西方发达国家正致力于研究、开发和广泛应用服务机器人。移动机器人是自动化控制技术和人工智能技术发展应用的典型体现，代表着机器人技术发展的新水平AGV是指具有电磁、光学、图像识别等自动导引装置，具有可编程、安全避障、移载等功能，能够沿规定的路径自。自动驾驶的运输车，是移动机器人技术在相关领域的具体应用。 移动机器人目前主要包括军事和民用服务两大应用领域。在民用服务领域，美国和日本处于遥遥领先的地位，机器人被广泛应用于车站清扫、大面积割草、商场导游导购、导盲和保安巡逻等各个方面。在我国的移动服务机器人的研究和应用还处于起步阶段，上海大学、哈尔滨工业大学曾先后研制成功导购机器人、导游机器人和清扫机器人。随着我国经济建设的不断开展和人民生活水平的提高，广泛应用服务机器人必将成为趋势。 上述移动服务机器人的应用场合决定了要求具有能在狭窄、拥挤的场合灵活快捷地自由运动的性能，这也成为了机器人研究和设计的难点问题。能在工作环境内移动和执行功能是移动服务机器人的两大特点。因此，移动机构是组成移动机器人的重要部分，它是保证机器人实现功能要求的关键，其设计的成功与否将直接影响机器人系统的性能。目前，移动机构开发的种类已相当繁多，仅就平面移动而言，移动机构就有车轮式、履带式、腿足式等形式。各种移动机构可谓各有千秋，适应了各种工作环境的不同要求。但车轮式移动机构显得尤其突出，与步行式移动机构相比，它的优点很多:能高速稳定地移动、能源利用率高，机构简单、控制方便、能借鉴至今已很成熟的汽车技术和经验等等，它的缺点是移动场所限于平面。 研究内容拟解决的主要问题但是，目前机器人工作的场所几乎都是人工建造的平地，并且即使有台阶，只要以车轮式移动机构为基础再附加几个自由度便不难解决。因而，轮式移动机构在机器人技术中得到广泛应用，目前已成为移动机器人运动机构的最主要形式。 本课题将对基于全向轮AGV的移动底盘设计进行分析和研究1.设计全向轮AGV的控制系统，全向AGV的控制系统承担着信息处理和运动控制任务，其质量直接影响设备的性能，同时还要考虑该平台上所搭载六自由度调整系统的联动、图像处理等功能 2. 移动服务机器人的应用场合决定了要求具有能在狭窄、拥挤的场合灵活快捷地自由运动的性能，在设计过程中要兼顾到机器人底盘的功能特点和运动性能，使得移动机器人底盘运动灵活，便于控制，内部结构安排合理，整体设计紧凑牢靠，便于拆卸，这也成为了机器人研究和设计的难点问题。 3.利用三维建模软件对全向移动机器人底盘的主要受力零件进行有限元分析，校核零件的强度和位移形变，使得其在工作中满足强度的要求。研究方法技术路线一，研究方法与步骤方法本项目的研究主要采用文献研究，行动研究，实验研究和评价研究等方法。首先是对各种文献的熟悉和运用，站在前人的肩上看的更远，然后对较大规模的运动设计与运动模式的实验研究则使用行动研究，在之后对于个别小范围自主创新的地方，则通过科学假设并使用实验研究关于最后运行的效果和评价则使用评价研究研究步骤：首先确定AGV基于全向轮的移动底盘总体的设计方案，之后选择电动机，设计传动机构，选取零件（联轴器，轴承等），对设计出的底盘进行数字化造型的UG运动仿真，最后利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟并改进设计。二，技术路线论文通过对文献的研究，分析并选取合适的零部件完成底盘的基本设计，熟练掌握CAD等绘图工具并绘制出基本图形，然后通过UG、Solid Works等软件零件的三维建模和运动仿真在理论上证明设计的可行性。经过分析调试并最终绘制出可行的设计的零件图装配图等，最后得出总结（研究结论与改进方向等）研究的总体安排和进度计划第1周 查阅相关文献，收集资料，完成英文翻译；第2周 撰写开题报告；第3周 确定总体设计方案；第4周 主要参数的选择与设计计算；第5、6周 各部分零件结构设计计算、强度计算；第7周 绘制部分零件零件图；第8周 完成总装配图；第911周 撰写毕业设计说明书初稿、查重；第12周 修改毕业设计说明书、定稿；第13周 准备答辩。主要参考文献1 叶菁. 磁导式AGV控制系统设计与研究D.武汉理工大学,2006.2 张家梁,宋立博,李蓓智.磁制导AGV实验装置的研制J.实验室研究与探索,2005(03):26-27+34.3 李洪.机械加工工艺手册M.北京出版社，19904 黄大绪等.使用微电机手册M.辽宁：辽宁科学技术出版社,2000.5 白井良明.机器人工程M.北京:科学出版社，2001. 6 漆汉宏等 PLC电气控制技术 机械工业出版社2015.127 蒋新松等.机器人学学论M.辽宁：科学技术出版社,1993.8 石维亮，王新松，贾茜 基于Mecanum轮的全向移动机器人的研制。 东南大学学报.9 Murphy R R.人工智能机器人学导论M.北京：电子工业出版社，2004.10 芦书荣，张翠华 机械设计课程设计，西南交通大学出版社 ，2014.211 魏芳，董再励等.用于移动机器人的视觉全局定位系统研究J.机器人，2001,23（5）：400-403.12 张毅，罗元等.移动机器人技术及其应用M.北京：电子工业出版社，2007.13 于金霞、王璐、蔡自兴等.位置环境中移动机器人自定位技术M.北京：电子工业出版社，2011.14 熊有伦.移动机器人导航控制研究的重要进展J.控制理论与应用，2009,26（7）：819.15 徐德，邹伟.室内移动式服务机器人的感知、定位与控制M.北京：科学出版社，2008.16 丹尼斯克拉克，迈克尔欧文斯.机器人设计与控制M.北京：科学出版社，2004.17 王志文、郭戈.移动机器人导航技术现状与展望J.机器人，2003,25（5）：193-197.18 王炎、周大威.移动服务机器人的展望现状及我们的研究J.电气传动，2000，（4）：3-7.19 Craig J J.机器人学导论M.北京：机械工业出版社，2006.20 王知性，刘廷荣，机械原理. 北京，高等教育出版社，200321 黄茂林，马正纲，孙宁.机械原理.重庆：重庆大学出版社，200222 濮良贵，纪名刚主编.机械设计（第八版）.北京：高等教育出版社，2006.5.23 Thrun S.Learning metric-topologic
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