畢業(yè)設(shè)計（自動送料小車設(shè)計）畢業(yè)論文

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1、1緒論1.1全自動送料小車簡介全自動送料車（即稱AGV），是一種物料搬運(yùn)設(shè)備，是能在某一位置自動進(jìn)行貨物的裝載，自動行走到另一位置的全自動運(yùn)輸裝置。它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(yùn)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(fèi)用的重要部分。因此，運(yùn)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全自動送料小車的分類自動送料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(jī)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(yùn)行，廣泛應(yīng)用于中

2、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，以及有人工介入的工件安裝和產(chǎn)品裝配的輸送系統(tǒng)中。有軌小車由于需要機(jī)械式導(dǎo)軌，其系統(tǒng)的變更性、擴(kuò)展性和靈活性不夠理想。無軌小車是一種利用微機(jī)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(hù)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、磁帶或反光帶指

3、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(jī)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(diǎn)出發(fā)到目的點(diǎn)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(jī)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(rèn)為柔性加工系統(tǒng)誕生于1981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，198

4、5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。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(jī)制造業(yè)，家用電器行業(yè)，煙草行業(yè)，機(jī)械加工，倉庫，郵電部門等[1]。這說明AGV有一個潛在的廣闊市場。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(jī)控制；從原始的定期通訊到先進(jìn)的實(shí)時通訊等方向發(fā)展；從落后的現(xiàn)場控制到先進(jìn)的遠(yuǎn)程圖形監(jiān)控；從領(lǐng)域的發(fā)

5、展看，主要是從較為集中的機(jī)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(yùn)，物品倉儲，商品配送等行業(yè)發(fā)展。本次設(shè)計主要完成了以下工作：1）車體設(shè)計；2）直流電動機(jī)的選用；3）蝸桿傳動設(shè)計；4）小車軸的設(shè)計；5）軸承的選用。2機(jī)械部分設(shè)計2.1設(shè)計任務(wù)設(shè)計一臺全自動送料小車，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(jī)作為控制系統(tǒng)來控制小車的行駛，從而實(shí)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：全自動送料小車的長度：全自動送料小車的載重：全自動送料小車的寬度：全自動送料小車的高度：全自動送料小車的行駛速度：2.2確定機(jī)

6、械傳動方案采用四輪布置結(jié)構(gòu)。全自動送料小車采用兩后輪獨(dú)立驅(qū)動差速轉(zhuǎn)向，兩前輪為萬向輪的四輪結(jié)構(gòu)形式。直流伺服電動機(jī)經(jīng)過減速器后直接驅(qū)動后輪，當(dāng)兩輪運(yùn)動速度不同時，就可以實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向。傳動系統(tǒng)如圖2-2所示。圖1傳動方案四輪結(jié)構(gòu)有較大的負(fù)載能力和較好的平穩(wěn)性。采用兩套蝸輪-蝸桿減速器及直流伺服電動機(jī)，它的傳動誤差小，并且轉(zhuǎn)向靈活。因此，作為本課題的設(shè)計方案。2.3車體計算根據(jù)設(shè)計要求車體材料選用Q235（普通碳素結(jié)構(gòu)鋼），因?yàn)檐圀w采用矩形狀，所以其抗彎截面系數(shù)[2]為：式（2.1）車體厚度：式（2.2）式中——表示Q235的屈服極限；——表示車體收受到的最大彎矩；——

7、表示小車寬度。2.4直流伺服電動機(jī)的選擇伺服電動機(jī)的主要參數(shù)是功率(KW)。但是，選擇伺服電動機(jī)并不按功率，而是根據(jù)下列指標(biāo)選擇。2.4.1運(yùn)動參數(shù)小車行走的速度為3m/s，則車輪的轉(zhuǎn)速為：式（2.3）式中——表示小車后輪直徑。2.4.2電機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇蝸輪-蝸桿的減速比i=10式（2.4）2.4.3全自動送料小車的受力分析圖2-3車輪受力簡圖小車車架自重為PN式（2.5）小車的載荷為GN式（2.6）式中——表示小車長度；——表示貨物的質(zhì)量；——表示小車材料密度。取坐標(biāo)系OXYZ如圖2-3所示，列出平衡方程由于兩前輪及兩后輪關(guān)于Y軸對稱，則，，式（2.7），式（2