开题报告：AGV自动引导车结构设计

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设计开题报告 课题名称AGV自动引导车结构设计 学号 姓名 专业 指导教师 评阅教师 开题时间年月日一、立论依据本课题的目的和意义AGV是自动导引车（AutomatedGuidedvehicle）的英文缩写。根据美国物流协会定义：是指具有自动导引装置（通常是电磁式或光学式），可以按照给定的导引路径行驶，具有小车编程模块、停车选择模块、安全保护和各种装载卸载功能模块的运输车。随着现代工业的发展，逐步成为现代物流系统的关键技术，也是其实现智能化和自动化的它和核心装备，它的动力主要由电池提供，装备有非接触式引导装置和独立的空间寻址系统，能够准确又高效地完成给定任务。AGV属于轮式移动机器人（WheeledMobileRobot）的范畴。一般多台自动导引车和安装有管理系统的上位机（控制计算机），非接触式引导装置，充电装置以及其他附属装置构成系统（。其工作流程为：安装有管理系统的上位机的实时监控及任务分配和调度下，能够精准的按照规划好的导引路径前行，在抵达任务终点（任务目标坐标）后，解析控制计算机给定的任务并自主完成，上位机控制软件可按照本身的当前电量决定其是否需要到充电位置完成充电动作。与传统的搬运方式相比，自动导引车有很多特点和优势，它主要体现在以下几个方面：（1）自动化程度高（2）智能充电（3）美观整洁（4）安全性能好（5）降低成本（6）优秀的调度能力（7）长距离运输（8）适应特殊工作环境应用AGV的意义：（1）AGV小车先进性AGV集光、机、电、计算机为一体，综合了当今科技领域先进的理论和应用技术。导引能力强，定位精度高，自动驾驶作业性能好。（2）AGV小车灵活性能够很快捷地与各类RS/AS入/出口、生产线、装配线、输送线、站台、货架、作业点等有机结合。能够根据不同的需求，以不同的组合，实现各种不同的功能。能最大限度地缩短物流周转周期，降低物料的周转消耗，实现来料与加工、物流与生产、成品与销售等的柔性衔接，最大限度地提高生产系统的工作效率。（3）AGV小车可靠性在AGV系统的工作过程中，每一步都是一系列数据和信息的通讯交换过程，后台有强大的数据库支持，消除了人为因素，充分地保证AGV作业过程的可靠性，完成任务的及时性，数据信息的准确性。（4）AGV小车独立性AGV能自成系统，在没有其他系统支持条件下，作为一个独立单元完成特定任务。（5）AGV小车兼容性AGV不仅能独立工作，而且更善于与其他生产系统、调度系统、控制管理系统等紧密结合，具有突出的兼容性和良好的适应性。（6）AGV小车安全性AGV作为无人驾驶的自动车辆，具有较完善的安全防护能力。有智能化的交通管理，安全避碰，多级警示，紧急制动，故障报告等。能够在许多不适宜人类工作的场合发挥独特作用。（7）AGV小车示范性代表先进的生产力，是企业技术进步的象征。能促进人员素质、管理水平的提高。AGV还能促进企业标准化、规范化、信息化的基础建设。AGV的应用大大提高了现代工厂的生产效率和智能水平，大大地缩短了过去纯粹用劳动力来搬运货物的时间，减少了人力物力，降低了劳动成本。二、文献综述国内外研究现状、发展动态随着物流系统的迅速发展，AGV系统的应用范围也在不断扩展，研究设计一种基于电磁导航的自主导航运输系统方案来满足用户不断变化的需求势在必行。通过实际硬件实验，AGV系统能够达到预期的设计要求，能够广泛应用于各个领域，具有很强的抗干扰能力和目标识别能力以及良好的环境适应能力。国外最近几年，AGV在欧美等发达国家的发展十分迅速，尤其在美国、德国、曰本等国家，部分工厂已经完成了产品生产全过程的全自动生产系统，这些生产系统还在不断在改进和升级。在日本，AGV自动导引车的总数以每年20%的比率递增。早在1960年，欧洲的一些国家就拥有了多种形式的AGVS220套，其中包括1300多台AGV自动导引车。70年代中期，伺服驱动技术的日益完善使得复杂的控制器得以实现，并由此衍生出灵活性能更高的AGV，这主要得益于微处理器和计算机技术的迅速发展和广泛应用。到了1973年，利用AGV进行计算机控制装配作业在瑞典VOLVO公司的KALMAR轿车厂的装配线上得以应用，使得的AGV应用范围得以扩大。70年代末，整个欧洲装备了大约520个系统，其中包括4800台AGV自动导引车，这一数字在1985年达到了大约10000台。此时AGV系统的应用领域也较为广泛，主要集中在仓储业和制造业。20世纪80年代末，AGV在国外发展到了相对成熟稳定的阶段。仅在1985年的美国，AGV生产厂商就有74家之多。美国通用汽车公司在1984年完成了它的第一个柔性装配系统(FAS)，该公司也因此成为当时AGV系统的最大用户。此后在欧洲的AGV技术基础上，美国各公司将其发展到更为先进的水平。他们拥有较为先进的计算机控制系统，更大的运输量，更短的移载时间和可靠性更高的AGV自动导引车的控制器。AGV在日本的发展也较早，在1963年，其首次引入了AGV,其首家AGV工厂由一家运输设备供应厂商与美国的Webb公司在1966年合资建成。在1976年之后，AGV在日本的发展受到了重视，投入了大量的资源和技术，每年增加数十套AGV系统，有住友重机、神钢电机、平田电机等27个主要生产厂商生产几十种不同类型的AGV。（2）国内在我国，AGV的发展时间相对较短，为了改变我国AGV长期依赖进口的不利局面，一直以来国家不断增加在AGV领域的关注和投入。经过长期的研究和不懈地努力，获得了一些的成果。1976年，北京起重机械研究所研制出国内首台AGV自动导引车，并腌制第一套AGVS滚珠加工演示系统，继而又研制出单向运行载重的自动导引车，双向运行载重500KG、1000KG、2000KG的AGV自动导引车，并研制了几套功能相对简单的AGV应用系统。1988年，原邮电部北京邮政科学技术研究所研制了邮政枢纽AGV。1991年，中科院沈阳自动化研宄所新松机器人自动化股份研宄公司为沈阳金杯汽车厂研制生产了客车6台AGV用于汽车装配线中，此举AGV是在汽车工业中的成功用例，在1996年获国家科学技术进步三等奖。1992年，天津理工学院研制了核电站用光学导引AGV。1995年，我国的AGV技术出口韩国，标志着我国自主研发的机器人技术第一次走向了国际市场目前，我国几家在的AGV研制中处于领先的企业在AGV领域的局部技术已经达到甚至赶超了国际水平。广东地区的很多AGV企业发展很快（如广州井源。总之，虽然我国的AGV发展速度很快，而且AGV的研制水平也在逐步提升，但与国际上一些领先的研制水平相比，差距还是显而易见。这就要求国内相关研究机构和企业加强自主研发的进展和力度，并且引进一些国外先进的技术来发展和壮大自己。所阅文献的查阅范围及手段所阅文献主要来源于AGV自动引导车的相关书籍、图书馆电子资源，网站的相关资料。文献来源： （1）学校图书馆书籍；（2）图书馆电子资源之中文数据库：中国学术期刊全文数据库、中国优秀博硕士论文全文数据库、重庆维普全文数据库、万方学位论文数据库、中国学位论文数据库等；（3）外文数据库：EIVillage数据检索、科学文摘（INSPEC）等。参考文献[1]唐文伟.AGV在物流领域中的应用前景分析[J].物流技术，2001[2]沈治.浅谈自动导向小车（AGV）技术发展[J].科技广场，2008[3]IrishF.A.Vis.SurveyofresearchintheDesignandControlofAutomatedGuidedVehicleSystem.EuropeanJournelofOperationalResearch[J].2006.170(2006):677-699.[4]刘鸿恕.AGVS—现代化物料搬运计数设备.1995(4):1一17[5]机器人技术国家工程研究中心中科院沈阳自动化研究所.AGVS产品及应用.[6]朱世强王宣银.机器人技术及其应用.浙江大学出版社.2001[7]SmithJ.S.Surveyontheuseofsimulationformanufacturingsystemdesignandoperation[J].JournalofManufacturingSystems.92003，22(2):157-71.[8]钱钧，杨汝清，王晨，周启龙，杨明.基于路标的智能车定位[IJl.上海交通大学学报，200741(6):894-898.[9]ElfesA.ASonarBasedMappingandNavigationSystem[J].Proceedingsofthe1986IEEEInternationalConferenceonRobotics&Automation，1986:1151一1156.[10]董再励，王光辉，田彦涛，朱枫，洪伟.自主移动机器人激光全局定位系统研究[Jl。机器人，200022(3):207-210.[11]史恩秀黄玉美.自主导航小车AGV定位方法的研究.传感技术学报.2007年1月.第20卷.第一期[12]孟江华，朱纪洪，孙增析.未知环境下基于传感器的移动机器人路径规划新方法[J].机器人，200527(4):319-324.

三、研究内容1．课题的构想与思路首先，熟悉AGV的机械结构和系统的模块组成。其次，确定规划好自动导引车的运动方式、工作范围和运动参数，根据参数进行必要的计算，查阅相关资料，选择合适的零部件，如电动机等。再次，画图设计自动导引车的具体机械结构。2．主要设计内容（1）、确定AGV为轮式移动方式，其驱动方式为差动驱动，由于小车是自由移动的，所以其供电方式为蓄电池供电。根据驱动轮的尺寸和设定的参数进行必要的计算，选择蓄电池、电动机。（2）、画图，设计自动导引车的总装配、运动模块、舱体部分等。（3）、对所设计的小车进行必要的校验。3．拟解决的关键技术AGV小车各零部件之间的装配细节和连接方式，AGV小车的驱动方式，转向方式。4．总体设计方案对于AGV自动导引车，其移动方式为轮式移动是最适合的。并且，根据AGV的运动路线的不规则性，其驱动方式为左右两侧车轮双轮差动。对本课题所设计的AGV而言，由于其运动的特性，要求它应有反馈系统，并且运动连续且精度高，控制系统比较智能，因此，应选用伺服电机，直流蓄电池为电源。小车主要分三部分：决策部分、控制部分和运动部分。最后，将各零部件合理安放，以使小车的尺寸最优，功能最强,完成AGV的结构设计。

四、工作计划序号阶段及内容工作量估计（时数）起止日期阶段成果形式1搜集、研究资料；确定方案；准备开题报告3周×503.2-3.22准备课题相关资料，选定实施方案，并完成开题报告2机械结构设计，并进行图纸的绘制4周×503.23-4.19完成合理的结构设计，形成相关的设计图纸3对所设计的小车进行必要的校验计算，并对所绘图纸做必要的改进1周×504.20-4.26更加完善的结构和图纸设计4翻译外文文献0.5周×505.18-5.21完成外文文献翻译5完成毕业论文的撰写，整理、完善毕业论文，准备答辩2周×505.22-6.6整