AGV小车系统的设计

1目录摘要………………………………………………………………………………ABSTRACT…………………………………………………………………………目录………………………………………………………………………………第1章绪论………………………………………………………………………1．1概述……………………………………………………………………1.1.1国外研究状况……………………………………………………1.1.2国内发展情况……………………………………………………1.1.3AGV系统技术研究方向…………………………………………1．2AGV系统的构成与AGV的结构…………………………………………1.2.1AGV系统的构成……………………………………………………1.2.2AGV的结构…………………………………………………………1．3AGV导航系统……………………………………………………………1.3.1固定路线方式……………………………………………………1.4研究课题的提出…………………………………………………………1.5本章小结…………………………………………………………………第2章AGV的总体设计……………………………………………………………2.1总体设计…………………………………………………………………2.2小车运动分析……………………………………………………………2.3传感器的选用……………………………………………………………2.3.1红外传感器寻迹原理……………………………………………2.3.2红外寻迹方案选择………………………………………………2.3.3具体设计与实现…………………………………………………2.3.4超声波传感器避障原理…………………………………………2.3.5超声波测距模块实物图片………………………………………2.3.6超声波模块具体功能简介………………………………………2.3.7规格参数…………………………………………………………2.4本章小结…………………………………………………………………第3章AGV机械结构和驱动转向系统的设计……………………………………3.1AGV机械结构的设计………………………………………………3.1.1车体尺寸结构设计………………………………………………3.1.2驱动方式的选择和车轮的选择………………………………3.1.3传感器的布置…………………………………………………3.2驱动系统部件的选择与校核………………………………………3.2.1电机的选择………………………………………………………3.2.2行走系统的驱动装置…………………………………………3.2.3AGV行驶阻力的计算…………………………………………3.3主减速比的选择………………………………………………23.4电源部分选择………………………………………………………3.5本章小节………………………………………………………………第4章控制系统与行走策略…………………………………………………4.1控制系统…………………………………………………………………4.1.1驱动芯片模块………………………………………………………4.1.2电源模块……………………………………………………………4.1.3光电耦合器…………………………………………………………4.2电路的设计…………………………………………………………………4.3行走策略……………………………………………………………………4.4传感器采样………………………………………………………………4.5控制策略…………………………………………………………………4.6动作类型………………………………………………………………4.6.1直线路径行走……………………………………………………4.6.2特殊路径的行走……………………………………………………4.6.3左转弯………………………………………………………………4.6.4右转弯………………………………………………………………4.6.5停车………………………………………………………………第5章总结与展望……………………………………………………………5.2研究展望………………………………………………………………5.1全文总结………………………………………………………………3摘要：随着工厂自动化、计算机集成制造系统技术的逐步发展以及柔性制造系统、自动化立体仓库的广泛应用，AGV(AutomaticGuidedVehicle)即自动导引车作为联系和调节离散型物流系统以使其作业连续化的必要的自动化搬运装卸手段，其应用范围和技术水平得到了迅猛的发展。AGV是以微控制器为控制核心、蓄电池为动力、装有非接触导引装置的无人驾驶自动导引运载车，其自动作业的基本功能是导向行驶、认址停准和移交载荷。作为当代物流处理自动化的有效手段和柔性制造系统的关键设备，AGV已经得到了越来越广泛的应用，对AGV的研究也具有十分重要的理论意义和现实意义。本文介绍了AGV在国内外的发展现状和应用情况，在此基础上，结合毕业设计的课题要求，设计了红外导引AGV小车。其研究内容主要包括以下几个方面:1.论述了AGV系统的组成、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AGV车体机械结构的设计，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AGV系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AGV小车的设计和研究提出了展望。关键词:红外导引；AGV；单片机；驱动控制电路；行走策略；控制策略；串口通信。THEDESIGNOGAGVSYSTEMABSTRACTWiththegrowingofFactoryAutomation,ComputerIntegratedManufactureSystemandextensiveapplicationofFlexibleManufactureSystem、AutomaticWarehouse,theapplicationfieldandtechnicallevelofAGVwhichcontactandadjustthediscretelogisticssystem,makethemissioncontinuous,hasgreatlyenlargedandimproved.AGVistheunmanneddriverautomaticguidedvehiclewhichhasitsuntouchedguidedequipment,itscontrolcenteristhemicrocontrollerandstoragebattery4isdrivingpower,itsbasicfunctionofautomaticactionisguideddriving,recognizingtheaddresstostoppreciselyandremovetheload.Asthevalidmeasureofcontemporarylogisticsprocessingautomationandthekeyequipmentofflexiblemanufacturesystem,theAGVhasalreadygotmoreandmoreextensiveapplication,sothattheresearchonAGVhasveryimportanttheorymeaningandrealisticmeaning.ThedissertationintroducedtheapplicationsanddevelopmentsofAGVathomeandabroad.Combiningwiththerequestofthisgraduationprojecttopic,wedesignedawholeinfraredraysguidedvehicle.Themainworkinthisdissertationwasarrangedasfollows:1.TheconstitutionofAGVsystem,thepathguidedmeansandtheirprincipleswerediscussed.Accordingtotherequestsofthetopic,infraredraysguidedmethodwasusedintheAGVsystem.2.ThedesignofAGVmechanicalstructurewasintroduced,intermsofdrivingmannerandworkingrequests,thetypeofthechassis,electricalmotorandstoragebatteryetc.waschosenanddesigned.3.AccordingtothecontrolandthecraftworkrequestsoftheAGVS,thetotalframestructureofcontrolsystemwasdesigned.Abouthardware,therightsensor,MCUandmotorcontrollerhadbeenchosen,thesensingcircuitsandMCUcontrollinghardcircuitswasdesigned,aboutsoftware,toachievemanysystemfunctions,andtorealizeserialcommunicationbetweentheMCUandmotorcontroller,blockingprogrammingmethodwasemployed.4.Onthebaseofsummarizingthedissertation,thedevelopmentprospectofAGVresearchwasputforward.Kywordse:Infraredraysguided;AGV;MCU;Driveandcontrolcircuit;Runningstrategy;Controlstrategy;Serialcommunication.51.绪论1．1概述AGV(AutomaticGuidedVehicle)——自动导引车是上世纪50年代发展起来的智能搬运型机器人。AGV是现代工业自动化物流系统中的关键设备之一，它是以电池为动力，装备有电磁或光学等自动导航装置，能够独立自动寻址，并通过计算机系统控制，完成无人驾驶及作业的设备。自从1913年美国福特汽车公司使用有轨底盘装配车，1954年英国采用地下埋线电磁感应导向车以来，到九十年代全世界拥有AGV(AutomatedGuidedVehicles)10万台以上。近年来，自动化技术呈现加速发展的趋势，国内自动化立体仓库和自动化柔性装配线进入发展与普及阶段。其中，在自动仓库与生产车间之间，各工位之间，各段输送线之间，AGV起了无可替代的重要作用，与传统的传送辊道或传送带相比，AGV输送路线具有施工简单、路径灵活，不占用空间、较好的移动性、柔性等优点。1.1.1国外研究状况世界上第一台AGV是美国Basrrett电子公司于20世纪50年代开发成功的，它是一种牵引式小车系统。小车中有一个真空管组成的控制器，小车跟随一条钢丝索导引的路径行驶。60年代和70年代初，除Basrrett公司以外，Webb和Clark公司在AGV市场中也占有相当的份额。在这个时期，欧洲的AGV技术发展较快，这是由于欧洲公司已经对托盘的尺寸与结构进行了标准化，统一尺寸的托盆促进了AGV的发展。欧洲的主要制造厂家有Schindler-Digitron,WognerHJC,A