自動(dòng)裝卸AGV小車(chē)設(shè)計(jì)

自動(dòng)裝卸AGV小車(chē)設(shè)計(jì),自動(dòng)裝卸AGV小車(chē)設(shè)計(jì),自動(dòng),裝卸,agv,小車(chē),設(shè)計(jì) 大 連 大 學(xué)本 科 畢 業(yè) 論 文 (設(shè) 計(jì) )開(kāi) 題 報(bào) 告論 文 題 目 ： 自 動(dòng) 裝 卸 AGV 設(shè) 計(jì)學(xué) 院 ： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè) 、 班 級(jí) ： 機(jī) 英 143學(xué) 生 姓 名 ： 劉 羽 杰指 導(dǎo) 教 師 （ 職 稱(chēng) ） ： 劉 安 生2018 年 1 月 5 日 填 1 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 開(kāi) 題 報(bào) 告 要 求開(kāi) 題 報(bào) 告 既 是 規(guī) 范 本 科 生 畢 業(yè) 論 文 工 作 的 重 要 環(huán) 節(jié) ， 又 是 完 成 高 質(zhì) 量 畢 業(yè) 論 文（ 設(shè) 計(jì) ） 的 有 效 保 證 。 為 了 使 這 項(xiàng) 工 作 規(guī) 范 化 和 制 度 化 ， 特 制 定 本 要 求 。一 、 選 題 依 據(jù)1.論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 題 目 及 研 究 領(lǐng) 域 ；2.論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 工 作 的 理 論 意 義 和 應(yīng) 用 價(jià) 值 ；3.目 前 研 究 的 概 況 和 發(fā) 展 趨 勢(shì) 。二 、 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 研 究 的 內(nèi) 容1.重 點(diǎn) 解 決 的 問(wèn) 題 ；2.擬 開(kāi) 展 研 究 的 幾 個(gè) 主 要 方 面 （ 論 文 寫(xiě) 作 大 綱 或 設(shè) 計(jì) 思 路 ） ； 3.本 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 預(yù) 期 取 得 的 成 果 。三 、 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 工 作 安 排1.擬 采 用 的 主 要 研 究 方 法 （ 技 術(shù) 路 線(xiàn) 或 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) ） ；2.論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 進(jìn) 度 計(jì) 劃 。四 、 文 獻(xiàn) 查 閱 及 文 獻(xiàn) 綜 述學(xué) 生 應(yīng) 根 據(jù) 所 在 學(xué) 院 及 指 導(dǎo) 教 師 的 要 求 閱 讀 一 定 量 的 文 獻(xiàn) 資 料 ， 并 在 此 基 礎(chǔ) 上 通過(guò) 分 析 、 研 究 、 綜 合 ， 形 成 文 獻(xiàn) 綜 述 。 必 要 時(shí) 應(yīng) 在 調(diào) 研 、 實(shí) 驗(yàn) 或 實(shí) 習(xí) 的 基 礎(chǔ) 上 遞 交 相關(guān) 的 報(bào) 告 。 綜 述 或 報(bào) 告 作 為 開(kāi) 題 報(bào) 告 的 一 部 分 附 在 后 面 ， 要 求 思 路 清 晰 ， 文 理 通 順 ，較 全 面 地 反 映 出 本 課 題 的 研 究 背 景 或 前 期 工 作 基 礎(chǔ) 。五 、 其 他 要 求1.開(kāi) 題 報(bào) 告 應(yīng) 在 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 工 作 開(kāi) 始 后 的 前 四 周 內(nèi) 完 成 ； 2.開(kāi) 題 報(bào) 告 必 須 經(jīng) 學(xué) 院 教 學(xué) 指 導(dǎo) 委 員 會(huì) 審 查 通 過(guò) ；3.開(kāi) 題 報(bào) 告 不 合 格 或 沒(méi) 有 做 開(kāi) 題 報(bào) 告 的 學(xué) 生 ， 須 重 做 或 補(bǔ) 做 合 格 后 ， 方 能 繼 續(xù) 論文 （ 設(shè) 計(jì) ） 工 作 ， 否 則 不 允 許 參 加 答 辯 ；4.開(kāi) 題 報(bào) 告 通 過(guò) 后 ， 原 則 上 不 允 許 更 換 論 文 題 目 或 指 導(dǎo) 教 師 ；5.開(kāi) 題 報(bào) 告 的 內(nèi) 容 ， 要 求 打 印 并 裝 訂 成 冊(cè) （ 部 分 專(zhuān) 業(yè) 可 根 據(jù) 需 要 手 寫(xiě) 在 統(tǒng) 一 紙 張上 ， 但 封 面 需 按 統(tǒng) 一 格 式 打 印 ） 。 2 一 、 選 題 依 據(jù)1、 研 究 領(lǐng) 域工 業(yè) 機(jī) 器 人2、 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 工 作 的 理 論 意 義 和 應(yīng) 用 價(jià) 值目 前 在 國(guó) 內(nèi) AGV 的 應(yīng) 用 逐 漸 開(kāi) 始 推 廣 。 從 應(yīng) 用 的 行 業(yè) 分 析 ， 分 布 面 非 常 廣 闊 ，有 汽 車(chē) 工 業(yè) 、 飛 機(jī) 制 造 業(yè) .家 用 電 器 行 業(yè) 、 煙 草 行 業(yè) 、 機(jī) 械 加 工 、 倉(cāng) 庫(kù) 、 郵 電 部 門(mén) 等 。這 說(shuō) 明 AGV 在 我 國(guó) 有 一 個(gè) 潛 在 的 廣 闊 市 場(chǎng) 。 隨 著 社 會(huì) 科 技 的 發(fā) 展 和 市 場(chǎng) 需 求 水 平 的提 高 ， AGV 技 術(shù) 也 有 其 自 身 的 主 要 發(fā) 展 方 向 。（ 1） AGV 的 市 場(chǎng) 正 向 自 動(dòng) 化 程 度 高 的 高 檔 市 場(chǎng) 發(fā) 展 ,本 設(shè) 計(jì) 采 用 的 機(jī) 械 手 抓 取 功能 提 高 了 小 車(chē) 的 自 動(dòng) 化 程 度 并 與 市 場(chǎng) 導(dǎo) 向 相 適 應(yīng) ， 更 能 滿(mǎn) 足 市 場(chǎng) 的 需 求 。（ 2） AGV 正 向 多 導(dǎo) 向 方 式 、 智 能 化 發(fā) 展 。 要 實(shí) 現(xiàn) 預(yù) 定 的 搬 運(yùn) 計(jì) 劃 、 發(fā) 揮 無(wú) 人 搬運(yùn) 車(chē) 的 優(yōu) 勢(shì) ， 關(guān) 鍵 取 決 于 導(dǎo) 向 系 統(tǒng) 。 電 磁 導(dǎo) 向 方 式 是 最 先 開(kāi) 發(fā) 的 AGV 導(dǎo) 向 方 式 ， 目 前 應(yīng) 用 的 范 圍 最 為 廣 泛 。 但 由 于 電 磁 導(dǎo) 向 方 式 的 缺 點(diǎn) ， 相 繼 出 現(xiàn) 了 光 學(xué) 導(dǎo) 向 方 式 、 磁石 導(dǎo) 向 方 式 、 激 光 導(dǎo) 向 、 標(biāo) 記 追 蹤 導(dǎo) 向 及 圖 像 傳 感 器 導(dǎo) 向 方 式 等 。 本 設(shè) 計(jì) 采 用 的 激 光測(cè) 距 導(dǎo) 引 裝 置 充 分 體 現(xiàn) 了 無(wú) 人 搬 運(yùn) 系 統(tǒng) 高 柔 性 、 高 效 率 、 高 可 靠 性 的 發(fā) 展 特 點(diǎn) ， 并 正向 智 能 化 方 向 發(fā) 展 ， 使 AGV 技 術(shù) 達(dá) 到 新 水 平 。（ 3） AGV 系 統(tǒng) 控 制 結(jié) 構(gòu) 愈 來(lái) 愈 多 地 具 有 跟 蹤 物 料 和 儲(chǔ) 存 信 息 的 功 能 ， 以 支 持 “準(zhǔn)時(shí) 制 ”生 產(chǎn) ， 以 便 允 許 與 AGV 間 或 任 何 其 他 控 制 器 進(jìn) 行 通 信 。 本 設(shè) 計(jì) 中 采 用 的 既 是 通過(guò) 無(wú) 線(xiàn) 路 由 器 即 時(shí) 操 控 。（ 4） 把 AGV 和 工 業(yè) 機(jī) 器 人 的 能 夠 進(jìn) 行 靈 活 操 作 的 優(yōu) 點(diǎn) 結(jié) 合 起 來(lái) ， 使 之 具 有 更 高的 科 技 含 量 和 取 得 更 前 沿 的 應(yīng) 用 。3、 目 前 研 究 的 概 況 和 發(fā) 展 趨 勢(shì)根 據(jù) 美 國(guó) 物 流 協(xié) 會(huì) 定 義 ， AGV 是 無(wú) 人 搬 運(yùn) 車(chē) （ Automated Guided Vehicle） 的 英 文 縮 寫(xiě) 。 是 指 裝 備 有 電 磁 或 光 學(xué) 等 自 動(dòng) 導(dǎo) 引 裝 置 ， 能 夠 沿 規(guī) 定 的 導(dǎo) 引 路 徑 行 駛 ， 具 有安 全 保 護(hù) 以 及 各 種 移 載 功 能 的 運(yùn) 輸 車(chē) 。目 前 AVG 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 主 要 集 中 在 倉(cāng) 儲(chǔ) 業(yè) ， 制 造 業(yè) ， 港 口 碼 頭 及 特 種 行 業(yè) 。 其 中 工業(yè) 領(lǐng) 域 里 的 制 造 業(yè) 需 要 很 多 內(nèi) 部 運(yùn) 輸 ， 以 及 很 多 不 同 的 物 料 處 理 。 AGV 的 自 動(dòng) 導(dǎo) 引運(yùn) 輸 車(chē) 系 統(tǒng) 可 以 滿(mǎn) 足 這 類(lèi) 需 求 。 比 如 ： 工 具 ， 托 盤(pán) ， 成 品 ， 半 成 品 ， 原 材 料 ， 卷 式 產(chǎn)品 ， 物 料 供 應(yīng) 等 的 搬 運(yùn) 。 AGV 在 制 造 業(yè) 的 其 他 應(yīng) 用 包 括 支 持 高 層 儲(chǔ) 架 的 托 盤(pán) 檢 索 ，生 產(chǎn) 區(qū) 的 物 品 和 零 部 件 的 運(yùn) 輸 ， 以 及 生 產(chǎn) 區(qū) 和 存 儲(chǔ) 區(qū) 之 間 的 物 品 運(yùn) 輸 。 制 造 業(yè) 每 天 物流 的 典 型 特 點(diǎn) 是 高 吞 吐 量 ， 空 間 和 靈 活 性 很 重 要 。 AGV 的 自 動(dòng) 物 料 處 理 系 統(tǒng) 可 以 很好 地 滿(mǎn) 足 此 類(lèi) 需 求 ， 比 如 把 物 品 從 輸 送 帶 ， 托 盤(pán) 堆 垛 機(jī) 以 及 天 車(chē) 上 轉(zhuǎn) 移 到 倉(cāng) 庫(kù) ， 生 產(chǎn)車(chē) 間 ， 裝 配 區(qū) 和 發(fā) 貨 區(qū) 等 。 3 AGV 技 術(shù) 的 優(yōu) 點(diǎn) 主 要 由 以 下 幾 種 ：（ 1） 無(wú) 人 駕 駛AGV 上 裝 有 自 動(dòng) 導(dǎo) 向 系 統(tǒng) ， 可 以 保 障 系 統(tǒng) 在 不 需 要 人 工 引 航 的 情 況 下 就 能 夠 沿預(yù) 定 路 線(xiàn) 自 動(dòng) 行 使 ， 將 貨 物 或 物 料 自 動(dòng) 從 起 始 點(diǎn) 運(yùn) 送 到 目 的 地 。（ 2） 柔 性 好自 動(dòng) 化 程 度 高 和 智 能 化 水 平 高 ， AGV 的 行 使 路 徑 可 以 根 據(jù) 倉(cāng) 儲(chǔ) 貨 位 的 要 求 、 生產(chǎn) 工 藝 流 程 等 改 變 而 靈 活 改 變 ， 并 且 路 徑 改 變 的 費(fèi) 用 與 傳 統(tǒng) 的 輸 送 帶 和 剛 性 的 傳 送 帶相 比 非 常 低 廉 。（ 3） 成 本 低 無(wú) 污 染與 其 它 物 料 輸 送 方 式 相 比 ， 初 期 投 資 大 ， 但 可 以 大 幅 度 降 低 運(yùn) 行 費(fèi) 用 ， 特 別 是 在產(chǎn) 品 類(lèi) 型 和 工 位 較 多 時(shí) 。 AGV 還 具 有 清 潔 生 產(chǎn) 的 特 點(diǎn) ， 依 靠 自 帶 蓄 電 池 提 供 動(dòng) 力 。 運(yùn) 行 過(guò) 程 中 無(wú) 噪 聲 、 無(wú) 污 染 ， 可 以 應(yīng) 用 在 許 多 要 求 工 作 環(huán) 境 清 潔 的 場(chǎng) 所 。（ 4） 自 動(dòng) 化 程 度 高由 計(jì) 算 機(jī) ， 電 控 設(shè) 備 ,激 光 反 射 板 等 控 制 。 當(dāng) 車(chē) 間 某 一 環(huán) 節(jié) 需 要 輔 料 時(shí) ， 由 工 作 人員 向 計(jì) 算 機(jī) 終 端 輸 入 相 關(guān) 信 息 ， 計(jì) 算 機(jī) 終 端 再 將 信 息 發(fā) 送 到 中 央 控 制 室 ， 由 專(zhuān) 業(yè) 的 技術(shù) 人 員 向 計(jì) 算 機(jī) 發(fā) 出 指 令 ， 在 電 控 設(shè) 備 的 合 作 下 ， 這 一 指 令 最 終 被 AGV 接 受 并 執(zhí) 行 將 輔 料 送 至 相 應(yīng) 地 點(diǎn) 。（ 5） 充 電 自 動(dòng) 化當(dāng) AGV 小 車(chē) 的 電 量 即 將 耗 盡 時(shí) ， 它 會(huì) 向 系 統(tǒng) 發(fā) 出 請(qǐng) 求 指 令 ， 請(qǐng) 求 充 電 （ 一 般 技術(shù) 人 員 會(huì) 事 先 設(shè) 置 好 一 個(gè) 值 ） ， 在 系 統(tǒng) 允 許 后 自 動(dòng) 到 充 電 的 地 方 “ 排 隊(duì) ” 充 電 。 另 外 ，AGV 小 車(chē) 的 電 池 壽 命 很 長(zhǎng) （ 2 年 以 上 ） ， 并 且 每 充 電 15 分 鐘 可 工 作 4h 左 右 。 4 二 、 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 研 究 的 內(nèi) 容1.重 點(diǎn) 解 決 的 問(wèn) 題本 設(shè) 計(jì) 為 解 決 當(dāng) 下 國(guó) 內(nèi) 外 AGV 小 車(chē) 價(jià) 格 高 居 不 下 及 其 并 不 適 合 基 礎(chǔ) 工 業(yè) 不 完 善的 我 國(guó) 的 問(wèn) 題 ， 并 且 目 前 大 部 分 AGV 采 用 電 磁 或 軌 道 引 導(dǎo) ， 路 線(xiàn) 固 定 ， 局 限 性 較 大 ，不 適 用 于 柔 性 化 制 造 系 統(tǒng) 。2.擬 開(kāi) 展 研 究 的 幾 個(gè) 主 要 方 面 （ 論 文 寫(xiě) 作 大 綱 或 設(shè) 計(jì) 思 路 ）通 過(guò) 查 閱 資 料 ， 首 先 介 紹 說(shuō) 明 AGV 小 車(chē) 的 產(chǎn) 生 及 背 景 ， 以 及 國(guó) 內(nèi) AGV 小 車(chē) 的現(xiàn) 狀 和 以 后 的 發(fā) 展 趨 勢(shì) 。 確 定 小 車(chē) 的 總 體 方 案 選 擇 ， 將 設(shè) 計(jì) 分 為 電 子 控 制 部 分 設(shè) 計(jì) （ 包括 傳 感 器 ） 、 機(jī) 械 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) （ 包 括 驅(qū) 動(dòng) 部 分 ） 以 及 能 源 供 給 部 分 設(shè) 計(jì) 三 部 分 ， 通 過(guò) 每一 階 段 深 入 分 析 ， 層 層 把 關(guān) ， 努 力 設(shè) 計(jì) 出 最 優(yōu) 方 案 。 在 設(shè) 計(jì) 小 車(chē) 過(guò) 程 中 特 別 注 重 設(shè) 計(jì)的 方 法 ， 作 品 的 設(shè) 計(jì) 做 到 有 系 統(tǒng) 性 規(guī) 范 性 和 創(chuàng) 新 性 。 論 文 寫(xiě) 作 大 綱 ：1 緒 論1.1 自 動(dòng) 裝 卸 AGV 小 車(chē) 設(shè) 計(jì) 的 目 的 和 意 義1.2 本 課 題 應(yīng) 解 決 的 主 要 問(wèn) 題 及 技 術(shù) 要 求1.3 國(guó) 內(nèi) 外 AGV 小 車(chē) 的 發(fā) 展 概 況2 總 體 方 案 選 擇3 自 動(dòng) 裝 卸 AGV 小 車(chē) 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì)3.1 電 子 控 制 部 分 的 設(shè) 計(jì)3.2 機(jī) 械 部 分 的 設(shè) 計(jì)3.3 能 源 部 分 的 設(shè) 計(jì)4.技 術(shù) 設(shè) 計(jì) 4.1 數(shù) 學(xué) 分 析 及 參 數(shù) 確 定4.2 零 部 件 設(shè) 計(jì)5.總 結(jié)3.本 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 預(yù) 期 取 得 的 成 果(1)機(jī) 械 能 越 障 小 車(chē) 總 體 設(shè) 計(jì) 方 案(2)機(jī) 械 能 越 障 小 車(chē) 結(jié) 構(gòu) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算(3)機(jī) 械 能 越 障 小 車(chē) 總 體 二 維 及 三 維 圖 紙 5 三 、 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 工 作 安 排1.擬 采 用 的 主 要 研 究 方 法 （ 技 術(shù) 路 線(xiàn) 或 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) ）對(duì) 機(jī) 械 能 越 障 小 車(chē) 結(jié) 構(gòu) 進(jìn) 行 研 究 ， 結(jié) 合 實(shí) 際 設(shè) 計(jì) 合 理 的 機(jī) 構(gòu) 并 進(jìn) 行 計(jì) 算 ， 最 終完 成 機(jī) 械 能 越 障 小 車(chē) 設(shè) 計(jì) 的 研 究 工 作 。2.論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 進(jìn) 度 計(jì) 劃第 1 周 ： 查 閱 相 關(guān) 文 獻(xiàn) 資 料 ， 了 解 設(shè) 計(jì) 內(nèi) 容 ；第 2 周 ： 初 步 方 案 設(shè) 計(jì) ；第 3 4 周 ： 總 體 方 案 設(shè) 計(jì) ， 撰 寫(xiě) 開(kāi) 題 報(bào) 告 并 完 善 開(kāi) 題 報(bào) 告 ；第 5 7 周 ： 自 動(dòng) 裝 卸 AGV 小 車(chē) 整 體 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 ；第 8 10 周 ： 自 動(dòng) 裝 卸 AGV 小 車(chē) 各 部 分 零 部 件 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 ；第 11 12 周 ： 繪 制 相 關(guān) CAD 圖 紙 ；第 13 周 ： 撰 寫(xiě) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) ；第 14 周 ： 完 善 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) ， 完 善 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 各 項(xiàng) 內(nèi) 容 ， 準(zhǔn) 備 答 辯 ； 6 四 、 需 要 閱 讀 的 參 考 文 獻(xiàn)1 廖 漢 元 ,孔 建 益 .機(jī) 械 原 理 M.北 京 :機(jī) 械 工 業(yè) 出 版 社 ,2012.2 濮 良 貴 ,陳 國(guó) 定 ,吳 立 言 .機(jī) 械 設(shè) 計(jì) (第 九 版 )M.北 京 :高 等 教 育 出 版 社 ,2013.3 成 大 先 .機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 手 冊(cè) M.北 京 :化 學(xué) 出 版 社 ,2002.4 秦 大 同 ,謝 里 陽(yáng) .機(jī) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) M.北 京 :化 學(xué) 工 業(yè) 出 版 社 ,2013.5 胡 正 興 ,李 一 民 ,詹 躍 東 .自 動(dòng) 導(dǎo) 引 小 車(chē) 局 部 智 能 避 障 的 A*算 法 J.昆 明 理 工 大學(xué) 學(xué) 報(bào) (理 工 版 ),2005,(05).6 朱 永 平 ,廖 洵 .PLC無(wú) 線(xiàn) 通 訊 技 術(shù) 在 自 動(dòng) 導(dǎo) 向 車(chē) 中 的 應(yīng) 用 J.湖 北 工 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) ,2012,(04).7 李 偉 娟 .淺 析 AGV 小 車(chē) 的 引 導(dǎo) 方 式 及 其 發(fā) 展 趨 勢(shì) J.中 小 企 業(yè) 管 理 與 科 技 (中 旬刊 ),2015,(04).8 劉 洲 ,吳 洪 濤 .Mecanum四 輪 全 方 位 移 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 運(yùn) 動(dòng) 分 析 與 仿 真 J.中 國(guó) 制 造 業(yè) 信息 化 ,2011,(05).9 王 一 治 ,常 德 功 .Mecanum四 輪 全 方 位 系 統(tǒng) 的 運(yùn) 動(dòng) 性 能 分 析 及 結(jié) 構(gòu) 形 式 優(yōu) 選 J. 機(jī) 械 工 程 學(xué) 報(bào) ,2009,(05).10閆 國(guó) 榮 ,張 海 兵 . 一 種 新 型 輪 式 全 方 位 移 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) J.哈 爾 濱 工 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) , 2001,(06).11趙 冬 斌 ,易 建 強(qiáng) ,鄧 旭 玥 . 全 方 位 移 動(dòng) 機(jī) 器 人 結(jié) 構(gòu) 和 運(yùn) 動(dòng) 分 析 J. 機(jī) 器 人 , 2003,(05).12Vis.Survey of research in the design and control ofautomated guidedvehicle systems. Iris F.A. European Journal ofOperational research,2006.13Complexity of flowshop scheduling problems with transportation constraints. A.Soukhal,A.Oulamara,P.Martineau. European Journal of Operational Research,2005.14Alleles,loci and the traveling salesmanproblem. D.Goldberg,R.Lingle.Proceedings of the First Conference on GeneticAlgorithms,1985. 7 附 ： 文 獻(xiàn) 綜 述 文 獻(xiàn) 綜 述本 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 課 題 來(lái) 源 于 我 的 全 國(guó) 3D 大 賽 10 周 年 精 英 聯(lián) 賽 暨 DigitalMaster2017一 帶 一 路 挑 戰(zhàn) 賽 省 賽 作 品 ， 命 題 與 高 校 工 程 訓(xùn) 練 教 學(xué) 內(nèi) 容 相 銜 接 ， 體 現(xiàn) 綜 合 性 工 程 能力 。 命 題 內(nèi) 容 體 現(xiàn) “ 創(chuàng) 新 設(shè) 計(jì) 能 力 、 制 造 工 藝 能 力 、 實(shí) 際 操 作 能 力 和 工 程 管 理 能 力 ”四 個(gè) 方 面 的 要 求 。 現(xiàn) 代 工 業(yè) 的 發(fā) 展 不 僅 要 求 產(chǎn) 品 高 質(zhì) 量 、 高 性 能 ， 而 且 為 實(shí) 現(xiàn) 可 持 續(xù)發(fā) 展 ， 產(chǎn) 品 的 生 產(chǎn) 工 藝 必 須 高 效 率 、 低 成 本 、 節(jié) 約 能 源 。 提 高 無(wú) 人 搬 運(yùn) 車(chē) 的 效 率 與 物流 搬 運(yùn) 柔 性 化 是 全 球 共 同 關(guān) 注 的 焦 點(diǎn) ， 現(xiàn) 已 成 為 眾 多 科 技 工 作 者 的 共 同 追 求 。 目 前 市場(chǎng) 上 具 有 方 向 控 制 功 能 的 小 車(chē) 大 多 無(wú) 法 滿(mǎn) 足 復(fù) 雜 的 工 作 環(huán) 境 ， 或 者 成 本 較 高 ， 不 符 合人 們 的 期 望 。自 動(dòng) 裝 卸 AGV小 車(chē) 構(gòu) 思 巧 妙 ， 在 完 成 設(shè) 計(jì) 的 要 求 下 充 分 考 慮 了 外 觀 和 成 本 等 問(wèn) 題 ，方 便 以 后 的 擴(kuò) 展 和 進(jìn) 一 步 的 開(kāi) 發(fā) 。 并 能 滿(mǎn) 足 大 部 分 大 學(xué) 學(xué) 生 對(duì) 機(jī) 械 知 識(shí) 實(shí) 踐 的 實(shí) 驗(yàn) 與了 解 。 對(duì) 激 發(fā) 青 少 年 對(duì) 機(jī) 械 構(gòu) 造 的 熱 情 有 深 遠(yuǎn) 的 影 響 。 隨 著 社 會(huì) 科 技 的 發(fā) 展 ， 人 們 的 生 活 水 平 的 提 高 ， 高 效 、 多 功 能 對(duì) 于 人 們 來(lái) 說(shuō) ， 顯得 越 來(lái) 越 重 要 ， 建 設(shè) 高 效 社 會(huì) ， 使 得 生 活 更 加 的 快 捷 方 便 。 人 們 的 效 率 驅(qū) 動(dòng) 意 識(shí) 的 不斷 的 提 升 ， 柔 性 化 的 理 念 也 越 來(lái) 越 被 人 們 提 上 研 究 的 課 題 。 更 高 效 、 更 全 面 、 的 理 念也 深 入 人 心 。 本 自 動(dòng) 裝 卸 AGV 小 車(chē) 是 對(duì) 柔 性 化 生 產(chǎn) 理 念 的 探 索 與 開(kāi) 發(fā) ， 也 是 對(duì) 未 來(lái) 的憧 憬 。持 續(xù) 高 速 增 長(zhǎng) 的 GDP 在 環(huán) 境 保 護(hù) 、 人 類(lèi) 健 康 和 工 程 安 全 方 面 ， 受 到 由 于 不 穩(wěn) 定經(jīng) 濟(jì) 發(fā) 展 帶 來(lái) 的 潛 在 威 脅 ， 我 國(guó) 迫 切 需 要 將 高 效 工 業(yè) 模 式 的 尋 找 和 利 用 、 工 業(yè) 發(fā) 展 由規(guī) 模 驅(qū) 動(dòng) 向 效 率 驅(qū) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 變 的 新 時(shí) 代 課 題 引 入 現(xiàn) 階 段 的 社 會(huì) 進(jìn) 步 中 。 自 動(dòng) 裝 卸 AGV小 車(chē)的 研 制 ， 具 有 經(jīng) 濟(jì) 、 高 效 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 有 助 于 我 們 找 到 更 好 的 物 流 搬 運(yùn) 模 式 ， 高 效 的 搬 運(yùn)流 程 ， 以 及 提 高 資 源 的 利 用 效 率 。 它 將 對(duì) 傳 統(tǒng) 物 流 搬 運(yùn) 的 逐 漸 取 代 有 深 遠(yuǎn) 意 義 。 因 此我 設(shè) 計(jì) 制 作 自 動(dòng) 裝 卸 AGV 小 車(chē) ， 希 望 可 以 找 到 新 的 方 法 來(lái) 解 決 新 時(shí) 代 出 現(xiàn) 的 國(guó) 內(nèi) 工 業(yè)化 與 物 流 更 新 換 代 速 度 不 匹 配 出 現(xiàn) 的 問(wèn) 題 。目 前 ， 國(guó) 內(nèi) 外 學(xué) 者 依 托 以 電 能 為 驅(qū) 動(dòng) 方 式 ， 設(shè) 計(jì) 出 了 結(jié) 構(gòu) 合 理 的 AGV小 車(chē) ， 取 得了 較 好 的 效 果 。 文 獻(xiàn) 1 設(shè) 計(jì) 了 采 用 凸 輪 推 桿 的 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 構(gòu) 的 避 障 小 車(chē) ， 搖 桿 、 連 桿的 調(diào) 節(jié) 簡(jiǎn) 單 方 便 ， 保 證 了 軌 跡 的 準(zhǔn) 確 。 文 獻(xiàn) 11 提 出 了 一 種 有 軌 引 導(dǎo) 小 車(chē) 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) 仿 真及 設(shè) 計(jì) 的 方 法 ， 找 出 并 發(fā) 現(xiàn) RGV 小 車(chē) 設(shè) 計(jì) 中 的 問(wèn) 題 ， 但 小 車(chē) 的 行 駛 軌 跡 是 有 軌 引 導(dǎo) ，無(wú) 需 方 向 控 制 。 另 有 對(duì) 小 車(chē) 進(jìn) 行 數(shù) 學(xué) 建 模 進(jìn) 行 轉(zhuǎn) 向 軌 跡 的 仿 真 研 究 ， 但 缺 乏 具 體 結(jié) 構(gòu)優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) 。 文 獻(xiàn) 6關(guān) 于 制 造 材 料 對(duì) 自 動(dòng) 裝 卸 AGV 小 車(chē) 進(jìn) 行 理 論 研 究 ， 關(guān) 于 小 車(chē) 研 究 對(duì)可 持 續(xù) 發(fā) 展 的 重 要 作 用 進(jìn) 行 討 論 。 對(duì) 于 自 動(dòng) 裝 卸 AGV小 車(chē) 的 避 障 問(wèn) 題 ， 其 典 型 核 心 轉(zhuǎn)向 機(jī) 構(gòu) 大 致 有 平 面 四 桿 機(jī) 構(gòu) 、 空 間 四 桿 機(jī) 構(gòu) 、 凸 輪 機(jī) 構(gòu) 、 不 完 全 齒 輪 機(jī) 構(gòu) 等 。 但 各 種小 車(chē) 行 駛 軌 跡 的 準(zhǔn) 確 性 、 穩(wěn) 定 性 不 到 保 證 。 基 于 高 效 與 多 功 能 的 理 念 ， 設(shè) 計(jì) 一 種 具 有方 向 控 制 功 能 的 小 車(chē) ， 驅(qū) 動(dòng) 其 行 走 及 轉(zhuǎn) 向 的 輪 子 采 用 麥 克 納 姆 輪 。 提 出 了 基 于 麥 克 納姆 輪 轉(zhuǎn) 向 機(jī) 構(gòu) 的 自 動(dòng) 裝 卸 AGV 小 車(chē) 其 轉(zhuǎn) 向 軌 跡 為 直 角 ， 針 對(duì) 自 動(dòng) 裝 卸 AGV小 車(chē) 不 同 結(jié)構(gòu) 尺 寸 參 數(shù) 計(jì) 算 小 車(chē) 最 小 轉(zhuǎn) 向 半 徑 及 車(chē) 身 長(zhǎng) 度 ， 有 利 于 自 動(dòng) 裝 卸 AGV 小 車(chē) 的 調(diào) 試 。當(dāng) 下 國(guó) 內(nèi) 外 AGV 主 要 分 為 兩 種 模 式 ：一 種 是 以 歐 美 國(guó) 家 為 首 的 全 自 動(dòng) AGV 技 術(shù) ， 路 徑 規(guī) 劃 和 生 產(chǎn) 流 程 復(fù) 雜 多 變 ， 能 夠應(yīng) 用 在 幾 乎 所 有 的 搬 運(yùn) 場(chǎng) 合 ， 但 此 類(lèi) AGV 的 銷(xiāo) 售 價(jià) 格 高 居 不 下 ， 且 不 適 合 我 國(guó) 當(dāng) 下 的 生 產(chǎn) 水 平 。第 二 種 是 以 日 本 為 代 表 的 簡(jiǎn) 易 型 AGV 技 術(shù) ， 稱(chēng) 為 AGC（ Automated Guided Cart）該 技 術(shù) 追 求 的 是 簡(jiǎn) 單 實(shí) 用 ， 讓 用 戶(hù) 在 最 短 時(shí) 間 內(nèi) 收 回 投 資 成 本 ， 但 AGC 只 用 來(lái) 搬 運(yùn) ，并 不 強(qiáng) 調(diào) 自 動(dòng) 裝 卸 功 能 ， 雖 然 價(jià) 格 低 廉 但 同 樣 不 適 合 基 礎(chǔ) 工 業(yè) 并 不 十 分 完 善 的 我 國(guó) 。 8 再 仔 細(xì) 研 究 了 大 量 文 獻(xiàn) 資 料 的 基 礎(chǔ) 上 ， 對(duì) 目 前 AGV行 業(yè) 的 現(xiàn) 狀 有 了 準(zhǔn) 確 分 析 ， 為了 AGV體 系 中 國(guó) 化 對(duì) 原 有 行 業(yè) 做 出 了 一 系 列 調(diào) 整 。本 產(chǎn) 品 的 研 究 創(chuàng) 新 改 進(jìn) 方 向 主 要 有 以 下 幾 點(diǎn) ： 在 控 制 部 分 采 用 激 光 測(cè) 距 雷 達(dá) 替 代 了 傳 統(tǒng) 產(chǎn) 品 的 坐 標(biāo) ， 電 磁 等 引 導(dǎo) 方 式 ， 分 析 優(yōu)缺 點(diǎn) ： 可 適 應(yīng) 復(fù) 雜 路 徑 和 生 產(chǎn) 流 程 、 自 動(dòng) 化 程 度 更 高 。 同 時(shí) 定 位 精 度 主 要 由 雷 達(dá) 的 精度 決 定 ， 便 于 用 戶(hù) 靈 活 調(diào) 整 型 號(hào) 以 適 應(yīng) 場(chǎng) 所 并 控 制 成 本 （ 定 位 精 度 為 10mm到 5mm） ； 在 機(jī) 械 部 分 安 裝 麥 克 納 姆 輪 配 合 9 個(gè) 自 由 度 的 機(jī) 械 手 ， 改 進(jìn) 了 原 有 產(chǎn) 品 工 作 容 積小 甚 至 無(wú) 法 自 動(dòng) 裝 卸 的 問(wèn) 題 并 且 縮 小 了 轉(zhuǎn) 向 半 徑 可 在 更 狹 小 的 空 間 內(nèi) 作 業(yè) ； 機(jī) 械 手 部 分 采 用 了 RCC 機(jī) 構(gòu) 減 小 了 機(jī) 械 手 腕 部 的 安 裝 誤 差 ， 提 高 了 作 業(yè) 精 度 。本 產(chǎn) 品 融 合 了 兩 種 不 同 模 式 的 特 點(diǎn) ， 采 用 激 光 測(cè) 距 雷 達(dá) 配 合 接 近 傳 感 器 能 夠 滿(mǎn)足 各 種 復(fù) 雜 路 徑 的 使 用 要 求 ， 由 于 采 用 三 只 機(jī) 械 手 聯(lián) 動(dòng) 的 的 裝 卸 方 式 ， 避 免 了 為 了 滿(mǎn)足 各 工 況 需 求 而 覆 蓋 的 各 種 移 載 機(jī) 構(gòu) ， 驅(qū) 動(dòng) 模 式 和 導(dǎo) 引 方 式 ， 降 低 了 成 本 。 同 時(shí) 又 不同 于 AGC 需 要 完 善 的 基 礎(chǔ) 設(shè) 施 配 合 ， 三 只 靈 巧 機(jī) 械 手 足 夠 完 成 裝 卸 工 作 ， 極 大 地 發(fā) 揮了 AGV 本 身 的 自 主 性 和 工 作 容 積 。 同 時(shí) 具 有 兩 種 主 流 AGV 的 優(yōu) 點(diǎn) 。 自 動(dòng) 裝 卸 AGV 小 車(chē) 的 設(shè) 計(jì) 與 發(fā) 明 ， 是 國(guó) 家 和 社 會(huì) 對(duì) 工 業(yè) 化 進(jìn) 程 中 出 現(xiàn) 的 效 率 問(wèn) 題和 柔 性 化 問(wèn) 題 的 更 加 重 視 。 現(xiàn) 在 許 多 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 都 把 AGV 技 術(shù) 運(yùn) 用 到 各 個(gè) 領(lǐng) 域 ， 像 交 通 ，倉(cāng) 儲(chǔ) 搬 運(yùn) ， 碼 頭 等 ， 這 也 是 我 國(guó) 當(dāng) 今 所 要 求 以 及 努 力 的 方 向 。 針 對(duì) 目 前 這 一 現(xiàn) 狀 ， 我們 設(shè) 計(jì) 了 自 動(dòng) 裝 卸 AGV 小 車(chē) 模 型 ， 提 供 了 一 種 全 新 的 思 路 ， 以 便 更 好 的 解 決 以 上 問(wèn) 題 。2017年 國(guó) 內(nèi) 經(jīng) 濟(jì) 呈 現(xiàn) 穩(wěn) 中 有 進(jìn) 、 穩(wěn) 中 向 好 的 發(fā) 展 態(tài) 勢(shì) ， 國(guó) 際 貿(mào) 易 水 平 逐 步 提 升 ，中 國(guó) AGV 行 業(yè) 也 迎 來(lái) 爆 發(fā) 性 增 長(zhǎng) 。 AGV 即 自 動(dòng) 導(dǎo) 引 車(chē) ， 具 有 高 度 柔 性 化 和 智 能 化 的 物流 搬 運(yùn) 設(shè) 備 ， 被 稱(chēng) 為 移 動(dòng) 機(jī) 器 人 。 具 有 傳 感 器 技 術(shù) 、 導(dǎo) 航 技 術(shù) 、 伺 服 驅(qū) 動(dòng) 技 術(shù) 、 系 統(tǒng)集 成 技 術(shù) 等 核 心 技 術(shù) ， 在 汽 車(chē) 、 煙 草 、 印 鈔 、 新 聞 紙 等 行 業(yè) 大 規(guī) 模 應(yīng) 用 ， 亞 馬 遜 Kiva機(jī) 器 人 是 AGV 典 型 代 表 。 然 而 AGV 暫 時(shí) 仍 需 人 工 完 成 揀 選 貨 物 操 作 ， 效 率 有 待 提 升 。AGV機(jī) 器 人 在 解 決 勞 動(dòng) 力 不 足 、 提 高 生 產(chǎn) 率 、 改 進(jìn) 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 和 降 低 生 產(chǎn) 成 本 方 面發(fā) 揮 著 越 來(lái) 越 顯 著 的 作 用 。 工 業(yè) 領(lǐng) 域 的 焊 接 、 噴 涂 、 搬 運(yùn) 、 裝 配 等 場(chǎng) 合 ， 已 經(jīng) 開(kāi) 始 大量 使 用 機(jī) 器 人 。 另 外 ， 在 軍 事 、 海 洋 探 測(cè) 、 航 天 、 醫(yī) 療 、 農(nóng) 業(yè) 、 林 業(yè) 甚 至 服 務(wù) 娛 樂(lè) 行業(yè) ， 也 都 開(kāi) 始 使 用 機(jī) 器 人 。 未 來(lái) 物 流 業(yè) 的 發(fā) 展 同 樣 離 不 開(kāi) 機(jī) 器 人 技 術(shù) 的 支 持 ， 機(jī) 器 人技 術(shù) 在 物 流 作 業(yè) 過(guò) 程 中 發(fā) 揮 著 越 來(lái) 越 重 要 的 作 用 ， 是 引 領(lǐng) 現(xiàn) 代 物 流 業(yè) 發(fā) 展 趨 勢(shì) 的 重 要 因 素 。