自動導(dǎo)引小車(AVG)的設(shè)計

自動導(dǎo)引小車(AVG)的設(shè)計,自動,導(dǎo)引,小車,avg,設(shè)計 I AGV 自動導(dǎo)引小車的設(shè)計 摘 要 AGV 即自動導(dǎo)引小車，它集聲、光、電、計算機技術(shù)于一體，綜合了當(dāng)今科技領(lǐng)域先 進的理論和應(yīng)用技術(shù)。廣泛應(yīng)用在柔性制造系統(tǒng)和自動化工廠中，具有運輸效率高、節(jié)能、 工作可靠、能實現(xiàn)柔性運輸?shù)仍S多優(yōu)點，極大的提高生產(chǎn)自動化程度和生產(chǎn)效率。 本文在分析研究國內(nèi)外 AGV 現(xiàn)狀與發(fā)展的基礎(chǔ)上，設(shè)計了兩后輪獨立驅(qū)動的自動導(dǎo) 引小車，其主要工作內(nèi)容包括：小車機械傳動設(shè)計、直流伺服電機的選擇、AT89C51 單片 機控制系統(tǒng)硬件電路、運動學(xué)分析、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計及圓弧插補程序。所設(shè)計的小車能 夠?qū)崿F(xiàn)自主運行、運動軌跡（圓弧、直線）的控制等功能，達到了沿著設(shè)定的路線行駛。 關(guān)鍵詞：自動導(dǎo)引小車，單片機控制，設(shè)計，PWM 技術(shù) II Design on Automatic Guided Vehicle Abstract The AGV namely Automatic Guided Vehicle, it collect sound, the light, the electricity, the computer technology in a body, and synthesizes the technical domain advanced theory and the application technology. It widespread applied in the flexible manufacturing system and the factory automation, and has the merits of high transportation efficiency, the energy conservation, the work reliable, the flexible transportation. It enormously enhanced production automaticity and production efficiency. Based on the analysis of the domestic and foreign AGV present situation and its development foundation, AGV with two wheel independent drive is designed. The content of the paper includes: design of mechanical structure and drive of the car, the choice of direct current servo motor, the hardware electric circuit of AT89C51 control system, the kinematic analysis, the software design of control system and the procedure of interpolation the circular arc. The designed car can realize the functions of independent movement, the path (circular arc, straight line) control and so on, and has achieved to travel along the hypothesis route. Keyword: Automatic Guided Vehicle, singlechip computer control，Design , PWM 目 錄 摘 要 .........................................................................I Abstract.....................................................................II 第一章 緒論 ...................................................................1 1.1 AGV 自動導(dǎo)引小車簡介 ....................................................1 1.2 AGV 自動導(dǎo)引小車的分類 ..................................................1 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ................................................1 第二章 機械部分設(shè)計 ...........................................................2 2.1 設(shè)計任務(wù) ................................................................2 2.2 確定機械傳動方案 ........................................................2 2.3 直流伺服電動機的選擇 ....................................................3 2.4 聯(lián)軸器的設(shè)計 ............................................................5 第三章 控制系統(tǒng)的設(shè)計 ........................................................19 3.1 控制系統(tǒng)總體方案 .......................................................19 3.2 鑒向 ...................................................................19 3.3 計數(shù)的擴展 .............................................................20 3.4 中斷的擴展 .............................................................21 3.5 數(shù)摸轉(zhuǎn)換器的選擇 .......................................................22 3.6 電機驅(qū)動芯片選擇 .......................................................23 3.7 運動學(xué)分析 .............................................................26 3.8 控制軟件的設(shè)計 .........................................................27 結(jié)論 .........................................................................32 參考文獻（References） .......................................................32 致謝 .........................................................................32 第一章 緒論 1.1 AGV 自動導(dǎo)引小車簡介 AGV(Automatic Guided Vehicle),即自動導(dǎo)引車，是一種物料搬運設(shè)備，是能在一位 置自動進行貨物的裝載，自動行走到另一位置，自動完成貨物的卸載的全自動運輸裝置。 AGV 是以電池為動力源的一種自動操縱的工業(yè)車輛。裝卸搬運是物流的功能要素之一，在 物流系統(tǒng)中發(fā)生的頻率很高，占據(jù)物流費用的重要部分。因此，運輸工具得到了很大的發(fā) 展，其中 AGV 的使用場合最廣泛，發(fā)展十分迅速。 1.2 AGV 自動導(dǎo)引小車的分類 自動導(dǎo)引小車分為有軌和無軌兩種。 所謂有軌是指有地面或空間的機械式導(dǎo)向軌道。地面有軌小車結(jié)構(gòu)牢固，承載力大， 造價低廉，技術(shù)成熟，可靠性好，定位精度高。地面有軌小車多采用直線或環(huán)線雙向運行， 廣泛應(yīng)用于中小規(guī)模的箱體類工件 FMS 中。高架有軌小車（空間導(dǎo)軌）相對于地面有軌小 車，車間利用率高，結(jié)構(gòu)緊湊，速度高，有利于把人和輸送裝置的活動范圍分開，安全性 好，但承載力小。高架有軌小車較多地用于回轉(zhuǎn)體工件或刀具的輸送，以及有人工介人的 工件安裝和產(chǎn)品裝配的輸送系統(tǒng)中。有軌小車由于需要機械式導(dǎo)軌，其系統(tǒng)的變更性、擴 展性和靈活性不夠理想。 無軌小車是一種利用微機控制的，能按照一定的程序自動沿規(guī)定的引導(dǎo)路徑行駛，并 具有停車選擇裝置、安全保護裝置以及各種移載裝置的輸送小車。無軌小車按引導(dǎo)方式和 控制方法的分為有徑引導(dǎo)方式和無徑引導(dǎo)自主導(dǎo)向方式。有徑引導(dǎo)方式是指在地面上鋪設(shè) 導(dǎo)線、磁帶或反光帶制定小車的路徑，小車通過電磁信號或光信號檢測出自己的所在位置， 通過自動修正而保證沿指定路徑行駛。無徑引導(dǎo)自主導(dǎo)向方式中，地圖導(dǎo)向方式是在無軌 小車的計算機中預(yù)存距離表（地圖） ，通過與測距法所得的方位信息比較，小車自動算出從 某一參考點出發(fā)到目的點的行駛方向。這種引導(dǎo)方式非常靈活，但精度低。 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 AGV 是伴隨著柔性加工系統(tǒng)、柔性裝配系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)、自動化立體倉庫 而產(chǎn)生并發(fā)展起來的。日本人認為 1981 年是柔性加工系統(tǒng)元年，這樣計算 AGV 大規(guī)模應(yīng)用 的歷史也只有 15 至 20 年。但是，其發(fā)展速度是非?？斓摹?981 年美國通用公司開始使用 AGV，1985 年 AGV 保有量 500 臺，1987 年 AGV 保有量 3000 臺。資料表明歐洲 40%的 AGV 用 于汽車工業(yè)，日本 15%的 AGV 用于汽車工業(yè)，也就是說 AGV 在其他行業(yè)也有廣泛的應(yīng)用 。[1] 目前國內(nèi)總體看 AGV 的應(yīng)用剛剛開始，相當(dāng)于國外 80 年代初的水平。但從應(yīng)用的行業(yè) 分析，分布面非常廣闊，有汽車工業(yè)，飛機制造業(yè)，家用電器行業(yè)，煙草行業(yè)，機械加工， 倉庫，郵電部門等 。這說明 AGV 有一個潛在的廣闊市場。[1] AGV 從技術(shù)的發(fā)展看，主要是從國家線路向可調(diào)整線路；從簡單車載單元控制向復(fù)雜 系統(tǒng)計算機控制；從原始的段點定期通訊到先進的實時通訊等方向發(fā)展；從落后的現(xiàn)場控 制到先進的遠程圖形監(jiān)控；從領(lǐng)域的發(fā)展看，主要是從較為集中的機械制造、加工、裝配 生產(chǎn)線向廣泛的各行業(yè)自動化生產(chǎn)，物料搬運，物品倉儲，商品配送等行業(yè)發(fā)展。 第二章 機械部分設(shè)計 2.1 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計一臺自動導(dǎo)引小車 AGV，可以在水平面上按照預(yù)先設(shè)定的軌跡行駛。本設(shè)計采用 AT89C51 單片機作為控制系統(tǒng)來控制小車的行駛，從而實現(xiàn)小車的左、右轉(zhuǎn)彎，直走，倒 退，停止功能。 其設(shè)計參數(shù)如下： 自動導(dǎo)引小車的長度：500mm 自動導(dǎo)引小車的寬度：300mm 自動導(dǎo)引小車的行駛速度：100mm/s 2.2 確定機械傳動方案 方案一：采用三輪布置結(jié)構(gòu)。直流伺服電動機經(jīng)過減速器和差速器，通過兩半軸將動 力傳遞到兩后輪。自動導(dǎo)引小車的轉(zhuǎn)向由轉(zhuǎn)向機構(gòu)驅(qū)動前面的一個萬向輪轉(zhuǎn)向。傳動系統(tǒng) 如圖 2-1 所示。