喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 全向移動AGV機械結構設計文獻綜述 摘要：AGV以輪式移動為特征，較之步行、爬行或其它非輪式的移動機器人具有行動快捷、工作效率高、結構簡單、可控性強、安全性好等優(yōu)勢。其具有平面內三個自由度，可以沿任意方向平移和繞中心旋轉，適合工作在空間狹窄有限，對機器人機動性要求高的場合。介紹了國內外AGV的研究發(fā)展與前景。并對AGV小車的移動結構，懸架減震和旋轉升降的移載裝置作出了分析，對比了不同的全向移動車輪和幾種減震懸架之間的特點，并就課題要求，初步選定了一套設計方案。 關鍵詞：全方位移動；路徑跟蹤；傳感器 1.引言 AGV(Automated Guided Vehicles)又名無人搬運車，自動導航車，激光導航車。其顯著特點的是無人駕駛，AGV上裝備有自動導向系統(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定的路線自動行駛，將貨物或物料自動從起始點運送到目的地。AGV的另一個特點是柔性好，自動化程度高和智能化水平高，AGV的行駛路徑可以根據(jù)倉儲貨位要求、生產(chǎn)工藝流程等改變而靈活改變，并且運行路徑改變的費用與傳統(tǒng)的輸送帶和剛性的傳送線相比非常低廉。AGV一般配備有裝卸機構，可以與其他物流設備自動接口，實現(xiàn)貨物和物料裝卸與搬運全過程自動化。此外，AGV還具有清潔生產(chǎn)的特點，AGV依靠自帶的蓄電池提供動力，運行過程中無噪聲、無污染，可以應用在許多要求工作環(huán)境清潔的場所。 AGV技術的發(fā)展國內外AGV有兩種發(fā)展模式：第一種是以歐美國家為代表的全自動AGV技術，這類技術追求AGV的自動化，幾乎完全不需要人工的干預，路徑規(guī)劃和生產(chǎn)流程復雜多變，能夠運用在幾乎所有的搬運場合。這些AGV功能完善，技術先進；同時為了能夠采用模塊化設計，降低設計成本，提高批量生產(chǎn)的標準，歐美的AGV放棄了對外觀造型的追求，采用大部件組裝的形式進行生產(chǎn)；系列產(chǎn)品的覆蓋面廣：各種驅動模式，各種導引方式，各種移載機構應有盡有，系列產(chǎn)品的載重量可從50kg到60000kg（60噸）。盡管如此，由于技術和功能的限制，此類AGV的銷售價格仍然居高不下。此類產(chǎn)品在國內有為數(shù)不多的企業(yè)可以生產(chǎn)，但功能和國外的還有部分差距。? 第二種是以日本為代表的簡易型AGV技術－－或只能稱其為AGC（Automated?Guided?Cart），該技術追求的是簡單實用，極力讓用戶在最短的時間內收回投資成本，這類AGV在日本和臺灣企業(yè)應用十分廣泛，從數(shù)量上看，日本生產(chǎn)的大多數(shù)AGV屬于此類產(chǎn)品（AGC）。該類產(chǎn)品完全結合簡單的生產(chǎn)應用場合（單一的路徑，固定的流程），AGC只是用來進行搬運，并不刻意強調AGC的自動裝卸功能，在導引方面，多數(shù)只采用簡易的磁帶導引方式。由于日本的基礎工業(yè)發(fā)達，AGC生產(chǎn)企業(yè)能夠為其配置上幾乎簡單得不能再簡單的功能器件，使AGC的成本幾乎降到了極限。AGV在我國的研究及應用起步較晚。20世紀70年代后期,北京起重運輸機械研究所研制了三輪式AGV；80年代后期,北京機械工業(yè)自動化研究所為二汽研制了應用在立體化倉庫中的AGV；90年代,清華大學國家CIMS工程中心將從國外引進的AGV成功地應用于CIMS的實驗研究；1992年，國產(chǎn)AGV第一次應用于柔性生產(chǎn)線。沈陽新松機器人自動化股份有限公司、昆明自動化物流工程公司等是我國生產(chǎn)AGV比較知名的企業(yè)[1]。 AGV自動導引車是融合了電子技術和機械技術的典型機電一體化產(chǎn)品。隨著各種AGV新產(chǎn)品不斷開發(fā)，AGV自動導引車技術不斷發(fā)展，先進的傳感器、電子電力器件、光電器件、計算機、控制技術、電池技術、機構學等高新技術成果逐漸地集成到AGV新產(chǎn)品及其系統(tǒng)技術中去，使它的技術附加值越來越大。AGV的基本結構有車體；蓄電和充電裝置；驅動裝置；導向裝置；車上控制器；通信裝置；安全保護裝置；移載裝置。 2.總體結構方案 2.1總體布局 2.1.1方案一 圖2.1.1 AGV小車方案一 （1）車體：由車架和相應的機械裝置所組成，是的基礎部分，是其他總成部件的安裝基礎。 （2）蓄電和充電裝置：AGV常采用24V和48V直流蓄電池為動力。蓄電池供電一般應保持連續(xù)工作8小時以上的需要。 （3）驅動裝置：由車輪、減速器、制動器、驅動電機及速度控制器等部分組成，是控制AGV正常運行的裝置。其運行指令由計算機或人工控制齊發(fā)出，運行速度、方向、制動的調節(jié)分別由計算機控制。為了安全，在斷電時制動裝置能靠機械實現(xiàn)制動。 （4）轉向裝置：接受導引系統(tǒng)的方向信息，通過轉向裝置來實現(xiàn)轉向動作。 （5）車上控制器：接受控制中心的指令并執(zhí)行相應的指令，同時將本身的狀態(tài)(如位置、速度等)及時反饋給控制中心。 （6）安全保護裝置：包括對AGV本身的保護、對人或其他設備的保護等方面。 （7）移載裝置：與所搬運貨物直接接觸，實現(xiàn)貨物轉載的裝置[2]。 2.1.2方案二 圖2.1.2 AGV小車方案二 1- 車體；11-行走機構；3-升降旋轉裝置；61-連接部件 該倉儲AGV小車包括車體1、以及與車體1可分離式連接的貨架。具體地為，車體1的頂部與貨架的底部可分離式連接，貨架的底部設置有一抵接部，車體1的頂部設置有連接部件61，當連接部件61與抵接部的連接時，倉儲AGV小車可帶動所述貨架位移。 車體1依靠各自個麥克納姆輪的方向和速度，這些力的最終合成在任何要求的方向上產(chǎn)生一個合力矢量從而保證了車體1在最終的合力矢量的方向上能自由地移動，而不改變機輪自身的方向。麥克納姆輪的輪緣上斜向分布著許多小滾子，故輪子可以橫向滑移。小滾子的母線很特殊，當輪子繞著固定的輪心軸轉動時，各個小滾子的包絡線為圓柱面，所以該輪能夠連續(xù)地向前滾動。麥克納姆輪結構緊湊，運動靈活，是很成功的一種全方位輪[3]。 2.1.3方案三 圖2.1.3 AGV小車方案三 AGV輸送裝置包括:支撐框架;主傳動軸，轉動安裝在支撐框架上，左右兩端安裝有主動鏈輪;被動鏈輪，轉動安裝在支撐框架上，被動鏈輪和主動鏈輪上安裝有輸送鏈條;鏈條導軌;搭接支撐板，轉動安裝在支撐框架的前端，轉動行程中具有處于豎立狀態(tài)以讓開AGV本體上的避障傳感器的避讓工位、還具有用于搭接在立體庫的支架上或者是立體庫配合架子上的搭接工位;驅動機構，安裝在支撐框架上，用于驅動搭接支撐板轉動。搭接支撐板處于避讓工位時，不影響AGV的激光避障以及防撞避障功能，保證安全使用;處于搭接工位時，相當于形成一個橋梁，即使AGV輸送裝置與立體庫高度不—致，也可以實現(xiàn)托盤的轉運，避免托盤打滑[4]。 2.2移動技術 圖2.2.1 麥克納姆輪 （1）麥克納姆輪：Mecanum輪是目前應用最廣泛，技術最成熟的一種全方位輪，由輪轂和安裝在輪轂外緣上的一組鼓形混子組成。輻子與車輪軸線成一定角度，它繞車輪軸線旋轉的同時也能繞自身軸線轉動。為了保證運動的平滑性，輪子的形狀要保證車輪的側視圖為圓形。三個或三個以上的Mecanum輪通過轉速和轉向的配合可以實現(xiàn)全方位運動。然而，由于棍子之間存在間隙，使得車輪轉動過程中與地面的接觸點不斷變化，會造成車體的振動和打滑，影響機器人的運動精度[5]。 圖2.2.2 舵輪 （2）舵輪:舵輪主要包括驅動和轉向兩個部分，通過驅動、轉向電機分別驅動,實現(xiàn)舵輪本體的二自由度運動,該輪是在萬向輪以及麥輪交互設計優(yōu)化的基礎上形成的,集成了兩類輪的優(yōu)點,并克服了麥輪用于移動機器人時存在的承載能力弱、振動、打滑等缺陷，如今已經(jīng)在諸如重載搬運移動機器人等方面得到廣泛的應用[6]。 2.3懸架減震 （1）該專利提供的AGV小車減震結構,包括裝配在AGV小車驅動輪上的驅動輪安裝板,其特征在于,驅動輪安裝板的正上方設置有支撐板和伸縮桿,支撐板上沿縱向設置有通孔,伸縮桿下端穿過通孔與驅動輪固定板固定相連,伸縮桿中下部沿周向設置有環(huán)形凸塊,凸塊外緣直徑大于通孔直徑,伸縮桿外部凸塊上方套設有壓縮彈簧,伸縮桿外部壓縮彈簧上方套設有壓縮螺柱,凸塊、壓縮彈簧、壓縮螺柱的外部套設有與壓縮螺柱相配合的固定螺母,固定螺母與支撐板固定連接,固定蝶母的上端設置有與壓縮螺柱相配合的背緊螺母;具有均勻調節(jié)彈簧預緊量、能夠準確控制減震間隙、預防脫磁或磁導觸地等現(xiàn)象發(fā)生的優(yōu)點[7]。 圖2.3.1 利用支撐板和伸縮桿的減震裝置 （2）這項專利公開的AGV小車減震機構,包括彈簧壓板、導柱、一級減震彈簧以及二級減震彈簧,所述彈簧壓板固定在小車底板上方,所述一級減震彈簧穿過小車底板,兩端分別與彈簧壓板和電機設備相抵,所述導柱的底部固定在電機設備上,頂端伸出彈簧壓板且在頂端設有彈簧固定機構,在該彈簧固定機構和彈簧壓板的上表面之間設置二級減震彈簧。一級減震彈簧可以對車體進行初期減震,滿足針對不同地面情況進行減震,在基礎減震后,由于每次減震都會引起車體共振,因此二級減震彈簧可以抵消共振造成的顛簸和影響[8]。 圖2.3.2 利用一、二級彈簧的減震裝置 2.4旋轉升降移載裝置 2.4.1潛入式AGV小車升降牽引機構 升降桿通過安裝支架固定在AGV小車頂部，升降桿一側設有動力裝置固定板，動力裝置固定板上安裝動力裝置，動力裝置連接控制器，動力裝置的輸出軸連接齒輪，升降桿下端設有與所述齒輪相配合的齒條；安裝支架上固定限位開關支架，限位開關支架上安裝光電開關，光電開關連接控制器。本實用新型公開的潛入式AGV小車升降桿結構簡單，生產(chǎn)制造成本低，升降桿升降靈活，方便拖掛貨架[9]。 圖2.4.1 潛入式AGV小車升降牽引機構 2.4.2AGV升降牽引機構 包括定位組件、升降組件、驅動組件以及感應組件，升降組件、驅動組件及感應組件裝設于定位組件上，升降組件與驅動組件相配合，由驅動組件帶動升降組件運行，定位組件包括安裝支架，升降組件位于安裝支架中部，驅動組件及感應組件分列于升降組件兩側；升降組件包括牽引桿，牽引桿置于升降導向套中，升降導向套固定于安裝支架上，牽引桿貫穿升降導向套兩端，牽引桿上具有限位環(huán)；驅動組件包括轉軸，轉軸與驅動電機的動力軸相連，轉軸邊緣設有凸輪軸承，凸輪軸承位于限位環(huán)上方，由凸輪軸承將限位環(huán)及牽引桿向下方擠壓，牽引桿與安裝支架之間設有頂升結構，頂升結構將限位環(huán)及牽引桿向上方頂升[10]。 圖2.4.2 AGV小車升降牽引機構 2.4.3旋轉升降裝置 圖2.4.3 升降旋轉裝置展示圖 圖2.4.4 升降旋轉裝置爆炸視圖 圖2.4.5 回轉支承俯視圖及其截面圖 31-安裝座；311-圓環(huán)；4-回轉支承；41-第一功能圈；42-第二功能圈；43-安裝圈；5-升降組件；51-絲杠；52-絲杠套；6-轉盤、61-連接部件；7-第一致動組件；8-第二致動組件。 第一致動組件，其驅動連接第一功能圈； 第二致動組件，其用于驅動轉盤轉動； 升降旋轉裝置的升降動作由第一功能圈41、升降裝置和第一致動組件7協(xié)同完成。其工作原理如下：減速電機驅動第一功能圈41(外齒圈)轉動，進而第一功能圈41(外齒圈)分別帶動絲杠51，31齒輪、傳動齒輪轉動。三組絲杠51同步轉動，實現(xiàn)安裝座31的升降。 安裝座31上還設置有一可活動的圓環(huán)311，該圓環(huán)311用于提高轉盤旋轉的穩(wěn)定性。同時，所述圓環(huán)311的內壁設置有連續(xù)的凸齒以形成一齒圈。所述圓環(huán)311與回轉支承42同軸心的設置在安裝座311的頂部，所述圓環(huán)311的安裝高度與第二功能圈42一致。所述轉盤6分別與圓環(huán)311和第二功能圈42連接。具體地，所述圓盤為一扁平的圓環(huán)311金屬板，以剛性連接圓環(huán)311和第二功能圈42。 所述第二致動組件8包括伺服電機組和傳動齒輪。所述伺服電機組包括減速電機和傳動齒輪組成。所述減速電機置于安裝座31的內部，其輸出軸貫穿安裝座31的頂部并與傳動齒輪連接。所述傳動齒輪與圓環(huán)311嚙合傳動。 本發(fā)明的升降旋轉裝置的旋轉動作由第二功能圈42、轉盤6和圓環(huán)311協(xié)同完成的。其工作原理如下：轉盤6上可安裝其他承載構件。減速電機驅動圓環(huán)311轉動，進而圓環(huán)311和轉盤6協(xié)同轉動第二功能圈42，進而轉動轉盤6上的承載構件。 其中，回轉支撐的結構設置、以及圓環(huán)311和第二功能圈42的組合設計，目的在于提供一種綜合載荷性能優(yōu)越的升降旋轉機構。通過圓環(huán)311和第二功能圈42提高轉動和剛性支撐性能。圓環(huán)311與雙回轉支承4組合實現(xiàn)旋轉功能，內部回轉支承4的第一功能圈41實現(xiàn)絲杠51的同步旋轉。相比現(xiàn)有的旋轉升降結構，本發(fā)明的結構簡單緊湊，多齒咬合，具有大扭矩及較大的齒輪剛性。承受扭矩大，升降旋轉的運行可靠[3]。 3.初步方案 圖3.1 AGV立體結構示意圖 車架：采用四輪布置結構。自動引導小車采用四輪獨立驅動差速轉向，直流伺服電動機經(jīng)過減速器后直接驅動輪胎，當四輪運動速度不同時，就可以實現(xiàn)差速轉向。 圖3.2 AGV車架示意圖 為使小車可以實現(xiàn)全向移動，故選用麥克納姆輪作為小車的車輪。 懸梁： 圖3.3 AGV二級懸架減震裝置 包括彈簧壓板、導柱、一級減震彈簧以及二級減震彈簧，兩級彈簧減震保證小車行駛的平穩(wěn)。 旋轉及升降裝置： 圖3.4 AGV升降旋轉裝置 圖3.5 回轉支承俯視圖及其截面圖 通過圓環(huán)311和第二功能圈42提高轉動和剛性支撐性能。圓環(huán)311與雙回轉支承4組合實現(xiàn)旋轉功能，內部回轉支承4的第一功能圈41實現(xiàn)絲杠的同步旋轉。相比現(xiàn)有的旋轉升降結構，本發(fā)明的結構簡單緊湊，多齒咬合，具有大扭矩及較大的齒輪剛性。承受扭矩大，升降旋轉的運行可靠。 4.總結 從AGV的發(fā)明到現(xiàn)在已經(jīng)有50多年的歷史，隨著應用領域的擴展和用戶要求的提出,自動引導車的種類和形式變得多種多樣。目前AGV正在朝著性能不斷提高；模塊化；多傳感器融合；高精度化；網(wǎng)絡化；多媒體化方向發(fā)展。AGV的發(fā)展,將會帶給制造業(yè)更多的機遇和挑戰(zhàn)。所以AGV還有待進一步的改善。 本次設計的AGV采用了四輪驅動的車架和二級彈簧減震裝置，并使用了旋轉升降的移載裝置，使其具有以下特點： 1、全向移動，使搬運過程更為流暢。 2、360度旋轉升降，適用各種復雜工況。 3、能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。 該課題能夠很好將理論知識和實際設計相結合，能夠提高機械綜合素質。可以通過對本次課題加強自己的理論知識和設計水平。 參考文獻 [1]百度文庫：AGV國內外情況報告. [2]搜狐網(wǎng)：AGV是什么？AGV組成結構又是什么？凌鳥智能，2018. [3]國家知識產(chǎn)權網(wǎng)：一種倉儲AGV小車及智能倉儲系統(tǒng)，2019. [4]國家知識產(chǎn)權網(wǎng)：一種AGV輸送裝置及AGVCN202011040767.9 [5]賈茜，汪木蘭，劉樹青，朱鋼，全方位移動機器人研究綜述，南京工程學院，2015. [6]楊洋，全向AGV結構設計與尋跡控制研究，西安建筑科技大學，2020. [7]國家知識產(chǎn)權網(wǎng)：一種AGV小車減震結構CN201820620135.1，2018 [8]國家知識產(chǎn)權網(wǎng)：AGV小車減震結構CN201720414814.9，2017. [9]X技術：AGV升降牽引機構的制作方法，文檔序號：13271648. [10]X技術：AGV升降牽引機構的制作方法，文檔序號：13271648. [11]Ma Ning;Zhou Chenhao;Stephen Aloisius，Simulation model and performance evaluation of battery-powered?AGV?systems in automated container terminals，2021. [12]Yaqiu Liu;Hui Jing;Xun Liu;Yunlei Lv,An improved hybrid error control path tracking intelligent algorithm for omnidirectional?AGV?on ROS,2021. [13]Liang Zhao;Bin Cao;Feng Lin,Research of Intelligent Dynamic Dispathcing System of High Speed and High Precision?AGV,2019.