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AGV设计方案
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  • AGV设计方案1 绪论

    1.1 AGV简介
    自动导航小车(AGV)是指装备有电磁或光学导引装置,能够按照规定的导引路线行驶,具有小车运行和停车装置,安全保护装置一级具有各种移载功能的运输小车。
    1.2 研究背景及意义
    随着信息时代的快速发展以及中国人口红利的逐渐消失,伴着智能制造“2025”时代的到来,密集型产业将面临着巨大压力,其中人力成本的增加将占有重要的比重,因此减少人力成本的支出也是当前密集型产业面临的重要问题。为了降低企业车间在物料或物件运输的成本,以及达到快速安全搬运物料的目的,迫切需要设计一种定点式自导航AGV小车用于密集型产业车间替代人工搬运。
    1.3 设计的AGV小车特点
    针对密集型企业的特点和成本压力需求,所设计的AGV小车的小车具有如下特点:
    1) 成本低:一台AGV小车成本控制在10000元以内。目前市面上的类似产品起成本大都在15000元以上,成本要做到更加的低廉。
    2)定点定位:在车间,物料到物料的搬运往往都是直线行驶或者直角拐弯行驶,这样使得AGV小车的功能相对简单,只要完成准确的定点定位,保证其工作效率的同时增加定位准确性。
    3)便于操作:车间环境复杂,而且一线员工任务重,因此AGV小车操作简单易懂是关键之一,采用按键模式简单易懂。
    4)载重:针对目前大多数物料的重量范围,设计的AGV小车载重在300至500kg之内。
    5)安全稳定:车间的运行环境复杂,不确定性因素时有发生,因此,设计的AGV小车应该具有良好的稳定性和安全性,能够有一定的安全缓冲段,使其能避免发生意外。
    6)使用寿命:设计的小车具有一定的可靠性和寿命,具有耐用和不易损坏的特点。
    1.4 设计内容
    本方案主要包括的设计内容有:
    1)ManBetX体育官网网-首页结构部件的初步设计:包括传动部件的设计,选择。AGV外观的设计和总体尺寸的初步确定。
    2)驱动部件的选择:包括电机的初步选择和负载的计算和初步确定。
    3)传感部件的选择:传感器的初步选择和确定。
    4)控制方式的选择:考虑到定点式运动特点,选择合适的控制方案,和自动调整方案。
    1.5 AGV参数
    根据目前实际需求,设定AGV参数如下:
    参数名称 相关数据
    额定载重 400Kg
    最大载重 500Kg
    外形尺寸 500*400*300mm
    牵引方式 光学引导式(黑白线引导)
    驱动方式 前驱差速驱动
    车架尺寸(长宽高) 500*400*50mm
    直线行走最大速度 0.4m/s
    转弯速度 0.2-0.3m/s
    接近定位点时速度 0.1m/s
    安全装置 急停按钮,故障报警,定位传感器,超声波测障,防撞装置,刹车装置等
    电源 24V铅酸电池
    转弯半径 大于5m




    2 整体方案设计
    2.1 设计方案概述
    AGV小车由传感器部件、ManBetX体育官网网-首页部分、驱动部分和控制部分组成。小车采用前轮驱动,两个伺服电机分别驱动,通过齿轮减速机构实现减速,动过转速差来实现转弯,后轮采用两个随动自由论。小车车身前后,及两侧安装4个红外传感器用于循迹,另外4个红外传感器用于避障.当发现周边有障碍物时发出警报并降速停车,并不断检测障碍,确认安全后再前行。采用定位控制单元单片机进行AGV的自动定位,采用激光雷达进行导航。

    2.2 ManBetX体育官网网-首页机构及驱动部分初步设计
    ManBetX体育官网网-首页结构及驱动部分包括车体,传动部分,蓄电池,车轮及转向装置,电机等。考虑到车体的承载能力,车体采用钢构件,其外壳1-3mm钢板,车架空间安置于驱动和转向直接有关或重量较大的部件,以利于ManBetX体育官网网-首页结构设计和降低车体重心。蓄电池采用24V直流工业蓄电池。车轮及转向装置采用差速型驱动,即两台电机各置于左右两边,利用两台电机的动作与两轮差速的方式达到左右转动,前进或停车,电机选择直流电机,结构简单。

    3 ManBetX体育官网网-首页结构及驱动部分设计
    3.1 车体的设计
    车体框架是装配AGV其它零部件的主要支撑装置,是运输中的主要部件之一,主要分为主框架和副框架两个部分。主框架为立体性框架结构,用于安装各种控制和通讯设备。副框架则是安装车轮,各种传感器和驱动电机。主框架和副框架用可拆卸装置连接,便于安装和拆卸,总体来说,AGV车架相当于汽车底盘,是AGVManBetX体育官网网-首页部分的关键。车架设计及工艺的合理性直接影响AGV的定位精度,应满足以下条件:
    1)车体的强度和刚度必须满足下车承载及运行加速是的要求。
    2)在保证车体有足够刚度的条件下,尽量减轻车体的重量,以提高有效承载重量。
    3)尽量降低车体重心,提高整车的抗倾翻能力。
    4)车体的外廓不应有突出部分,以防止碰撞其它物体。
    根据以上要求,并能更好地满足任务需求,AGV整体尺寸设计为长*宽*高=500*400*300mm

    3.2 车轮及转向装置选择
    小车采用差速转向控制,因此每个驱动轮都有独立的驱动电机。为了使系统运动可靠并且维护方便,本系统采用两个直流电机作为驱动电机。

    3.3 减速装置
    电机输出转速通过行星减速机进行减速。

    3.4 受力计算
    根据AGV底盘设计可知选择常用的铝合金材料密度为2850kg/m3,则AGV车架自重...
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