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(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計文獻(xiàn)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(jī)器人具有行動快捷、工作效率高、結(jié)構(gòu)簡單、可控性強(qiáng)、安全性好等優(yōu)勢。其具有平面內(nèi)三個自由度，可以沿任意方向平移和繞中心旋轉(zhuǎn)，適合工作在空間狹窄有限，對機(jī)器人機(jī)動性要求高的場合。介紹了國內(nèi)外AGV的研究發(fā)展與前景。并對AGV小車的移動結(jié)構(gòu)，懸架減震和旋轉(zhuǎn)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(diǎn)，并就課題要求，初步選定了一套設(shè)計方案。 關(guān)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(yùn)車，自動導(dǎo)航車，激光導(dǎo)航車。其顯著特點(diǎn)的是無人駕駛，AGV上裝備有自動導(dǎo)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(yù)定的路線自動行駛，將貨物或物料自動從起始點(diǎn)運(yùn)送到目的地。AGV的另一個特點(diǎn)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(yùn)行路徑改變的費(fèi)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(jī)構(gòu)，可以與其他物流設(shè)備自動接口，實(shí)現(xiàn)貨物和物料裝卸與搬運(yùn)全過程自動化。此外，AGV還具有清潔生產(chǎn)的特點(diǎn)，AGV依靠自帶的蓄電池提供動力，運(yùn)行過程中無噪聲、無污染，可以應(yīng)用在許多要求工作環(huán)境清潔的場所。 AGV技術(shù)的發(fā)展國內(nèi)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(shù)，這類技術(shù)追求AGV的自動化，幾乎完全不需要人工的干預(yù)，路徑規(guī)劃和生產(chǎn)流程復(fù)雜多變，能夠運(yùn)用在幾乎所有的搬運(yùn)場合。這些AGV功能完善，技術(shù)先進(jìn)；同時為了能夠采用模塊化設(shè)計，降低設(shè)計成本，提高批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，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(jìn)行生產(chǎn)；系列產(chǎn)品的覆蓋面廣：各種驅(qū)動模式，各種導(dǎo)引方式，各種移載機(jī)構(gòu)應(yīng)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(shù)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(nèi)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(shù)－－或只能稱其為AGC（Automated?Guided?Cart），該技術(shù)追求的是簡單實(shí)用，極力讓用戶在最短的時間內(nèi)收回投資成本，這類AGV在日本和臺灣企業(yè)應(yīng)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(jié)合簡單的生產(chǎn)應(yīng)用場合（單一的路徑，固定的流程），AGC只是用來進(jìn)行搬運(yùn)，并不刻意強(qiáng)調(diào)AGC的自動裝卸功能，在導(dǎo)引方面，多數(shù)只采用簡易的磁帶導(dǎo)引方式。由于日本的基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)達(dá)，AGC生產(chǎn)企業(yè)能夠?yàn)槠渑渲蒙蠋缀鹾唵蔚貌荒茉俸唵蔚墓δ芷骷?，使AGC的成本幾乎降到了極限。AGV在我國的研究及應(yīng)用起步較晚。20世紀(jì)70年代后期,北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所研制了三輪式AGV；80年代后期,北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所為二汽研制了應(yīng)用在立體化倉庫中的AGV；90年代,清華大學(xué)國家CIMS工程中心將從國外引進(jìn)的AGV成功地應(yīng)用于CIMS的實(shí)驗(yàn)研究；1992年，國產(chǎn)AGV第一次應(yīng)用于柔性生產(chǎn)線。沈陽新松機(jī)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(dǎo)引車是融合了電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)的典型機(jī)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(dǎo)引車技術(shù)不斷發(fā)展，先進(jìn)的傳感器、電子電力器件、光電器件、計算機(jī)、控制技術(shù)、電池技術(shù)、機(jī)構(gòu)學(xué)等高新技術(shù)成果逐漸地集成到AGV新產(chǎn)品及其系統(tǒng)技術(shù)中去，使它的技術(shù)附加值越來越大。AGV的基本結(jié)構(gòu)有車體；蓄電和充電裝置；驅(qū)動裝置；導(dǎo)向裝置；車上控制器；通信裝置；安全保護(hù)裝置；移載裝置。 2.總體結(jié)構(gòu)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(yīng)的機(jī)械裝置所組成，是的基礎(chǔ)部分，是其他總成部件的安裝基礎(chǔ)。 （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(yīng)保持連續(xù)工作8小時以上的需要。 （3）驅(qū)動裝置：由車輪、減速器、制動器、驅(qū)動電機(jī)及速度控制器等部分組成，是控制AGV正常運(yùn)行的裝置。其運(yùn)行指令由計算機(jī)或人工控制齊發(fā)出，運(yùn)行速度、方向、制動的調(diào)節(jié)分別由計算機(jī)控制。為了安全，在斷電時制動裝置能靠機(jī)械實(shí)現(xiàn)制動。 （4）轉(zhuǎn)向裝置：接受導(dǎo)引系統(tǒng)的方向信息，通過轉(zhuǎn)向裝置來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向動作。 （5）車上控制器：接受控制中心的指令并執(zhí)行相應(yīng)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(hù)裝置：包括對AGV本身的保護(hù)、對人或其他設(shè)備的保護(hù)等方面。 （7）移載裝置：與所搬運(yùn)貨物直接接觸，實(shí)現(xiàn)貨物轉(zhuǎn)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(jī)構(gòu)；3-升降旋轉(zhuǎn)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(shè)置有一抵接部，車體1的頂部設(shè)置有連接部件61，當(dāng)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(jī)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(dāng)輪子繞著固定的輪心軸轉(zhuǎn)動時，各個小滾子的包絡(luò)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(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(dǎo)軌;搭接支撐板，轉(zhuǎn)動安裝在支撐框架的前端，轉(zhuǎn)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(qū)動機(jī)構(gòu)，安裝在支撐框架上，用于驅(qū)動搭接支撐板轉(zhuǎn)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(dāng)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(shí)現(xiàn)托盤的轉(zhuǎn)運(yùn)，避免托盤打滑[4]。 2.2移動技術(shù) 圖2.2.1 麥克納姆輪 （1）麥克納姆輪：Mecanum輪是目前應(yīng)用最廣泛，技術(shù)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(zhuǎn)的同時也能繞自身軸線轉(zhuǎn)動。為了保證運(yùn)動的平滑性，輪子的形狀要保證車輪的側(cè)視圖為圓形。三個或三個以上的Mecanum輪通過轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的配合可以實(shí)現(xiàn)全方位運(yùn)動。然而，由于棍子之間存在間隙，使得車輪轉(zhuǎn)動過程中與地面的接觸點(diǎn)不斷變化，會造成車體的振動和打滑，影響機(jī)器人的運(yùn)動精度[5]。 圖2.2.2 舵輪 （2）舵輪:舵輪主要包括驅(qū)動和轉(zhuǎn)向兩個部分，通過驅(qū)動、轉(zhuǎn)向電機(jī)分別驅(qū)動,實(shí)現(xiàn)舵輪本體的二自由度運(yùn)動,該輪是在萬向輪以及麥輪交互設(shè)計優(yōu)化的基礎(chǔ)上形成的,集成了兩類輪的優(yōu)點(diǎn),并克服了麥輪用于移動機(jī)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(yùn)移動機(jī)器人等方面得到廣泛的應(yīng)用[6]。 2.3懸架減震 （1）該專利提供的AGV小車減震結(jié)構(gòu),包括裝配在AGV小車驅(qū)動輪上的驅(qū)動輪安裝板,其特征在于,驅(qū)動輪安裝板的正上方設(shè)置有支撐板和伸縮桿,支撐板上沿縱向設(shè)置有通孔,伸縮桿下端穿過通孔與驅(qū)動輪固定板固定相連,伸縮桿中下部沿周向設(shè)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(shè)有壓縮彈簧,伸縮桿外部壓縮彈簧上方套設(shè)有壓縮螺柱,凸塊、壓縮彈簧、壓縮螺柱的外部套設(shè)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(shè)置有與壓縮螺柱相配合的背緊螺母;具有均勻調(diào)節(jié)彈簧預(yù)緊量、能夠準(zhǔn)確控制減震間隙、預(yù)防脫磁或磁導(dǎo)觸地等現(xiàn)象發(fā)生的優(yōu)點(diǎn)[7]。 圖2.3.1 利用支撐板和伸縮桿的減震裝置 （2）這項(xiàng)專利公開的AGV小車減震機(jī)構(gòu),包括彈簧壓板、導(dǎo)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(jī)設(shè)備相抵,所述導(dǎo)柱的底部固定在電機(jī)設(shè)備上,頂端伸出彈簧壓板且在頂端設(shè)有彈簧固定機(jī)構(gòu),在該彈簧固定機(jī)構(gòu)和彈簧壓板的上表面之間設(shè)置二級減震彈簧。一級減震彈簧可以對車體進(jìn)行初期減震,滿足針對不同地面情況進(jìn)行減震,在基礎(chǔ)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(zhuǎn)升降移載裝置 2.4.1潛入式AGV小車升降牽引機(jī)構(gòu) 升降桿通過安裝支架固定在AGV小車頂部，升降桿一側(cè)設(shè)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(shè)有與所述齒輪相配合的齒條；安裝支架上固定限位開關(guān)支架，限位開關(guān)支架上安裝光電開關(guān)，光電開關(guān)連接控制器。本實(shí)用新型公開的潛入式AGV小車升降桿結(jié)構(gòu)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(jī)構(gòu) 2.4.2AGV升降牽引機(jī)構(gòu) 包括定位組件、升降組件、驅(qū)動組件以及感應(yīng)組件，升降組件、驅(qū)動組件及感應(yīng)組件裝設(shè)于定位組件上，升降組件與驅(qū)動組件相配合，由驅(qū)動組件帶動升降組件運(yùn)行，定位組件包括安裝支架，升降組件位于安裝支架中部，驅(qū)動組件及感應(yīng)組件分列于升降組件兩側(cè)；升降組件包括牽引桿，牽引桿置于升降導(dǎo)向套中，升降導(dǎo)向套固定于安裝支架上，牽引桿貫穿升降導(dǎo)向套兩端，牽引桿上具有限位環(huán)；驅(qū)動組件包括轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動電機(jī)的動力軸相連，轉(zhuǎn)軸邊緣設(shè)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(shè)有頂升結(jié)構(gòu)，頂升結(jié)構(gòu)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(jī)構(gòu) 2.4.3旋轉(zhuǎn)升降裝置 圖2.4.3 升降旋轉(zhuǎn)裝置展示圖 圖2.4.4 升降旋轉(zhuǎn)裝置爆炸視圖 圖2.4.5 回轉(zhuǎn)支承俯視圖及其截面圖 31-安裝座；311-圓環(huán)；4-回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(qū)動連接第一功能圈； 第二致動組件，其用于驅(qū)動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動； 升降旋轉(zhuǎn)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(jī)驅(qū)動第一功能圈41(外齒圈)轉(zhuǎn)動，進(jìn)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(zhuǎn)動。三組絲杠51同步轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)安裝座31的升降。 安裝座31上還設(shè)置有一可活動的圓環(huán)311，該圓環(huán)311用于提高轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。同時，所述圓環(huán)311的內(nèi)壁設(shè)置有連續(xù)的凸齒以形成一齒圈。所述圓環(huán)311與回轉(zhuǎn)支承42同軸心的設(shè)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(zhuǎn)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(jī)組和傳動齒輪。所述伺服電機(jī)組包括減速電機(jī)和傳動齒輪組成。所述減速電機(jī)置于安裝座31的內(nèi)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(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)動作由第二功能圈42、轉(zhuǎn)盤6和圓環(huán)311協(xié)同完成的。其工作原理如下：轉(zhuǎn)盤6上可安裝其他承載構(gòu)件。減速電機(jī)驅(qū)動圓環(huán)311轉(zhuǎn)動，進(jìn)而圓環(huán)311和轉(zhuǎn)盤6協(xié)同轉(zhuǎn)動第二功能圈42，進(jìn)而轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤6上的承載構(gòu)件。 其中，回轉(zhuǎn)支撐的結(jié)構(gòu)設(shè)置、以及圓環(huán)311和第二功能圈42的組合設(shè)計，目的在于提供一種綜合載荷性能優(yōu)越的升降旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。通過圓環(huán)311和第二功能圈42提高轉(zhuǎn)動和剛性支撐性能。圓環(huán)311與雙回轉(zhuǎn)支承4組合實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能，內(nèi)部回轉(zhuǎn)支承4的第一功能圈41實(shí)現(xiàn)絲杠51的同步旋轉(zhuǎn)。相比現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)升降結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)的運(yùn)行可靠[3]。 3.初步方案 圖3.1 AGV立體結(jié)構(gòu)示意圖 車架：采用四輪布置結(jié)構(gòu)。自動引導(dǎo)小車采用四輪獨(dú)立驅(qū)動差速轉(zhuǎn)向，直流伺服電動機(jī)經(jīng)過減速器后直接驅(qū)動輪胎，當(dāng)四輪運(yùn)動速度不同時，就可以實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向。 圖3.2 AGV車架示意圖 為使小車可以實(shí)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(dǎo)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(zhuǎn)及升降裝置： 圖3.4 AGV升降旋轉(zhuǎn)裝置 圖3.5 回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動和剛性支撐性能。圓環(huán)311與雙回轉(zhuǎn)支承4組合實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功能，內(nèi)部回轉(zhuǎn)支承4的第一功能圈41實(shí)現(xiàn)絲杠的同步旋轉(zhuǎn)。相比現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)升降結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)的運(yùn)行可靠。 4.總結(jié) 從AGV的發(fā)明到現(xiàn)在已經(jīng)有50多年的歷史，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展和用戶要求的提出,自動引導(dǎo)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(luò)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(jī)遇和挑戰(zhàn)。所以AGV還有待進(jìn)一步的改善。 本次設(shè)計的AGV采用了四輪驅(qū)動的車架和二級彈簧減震裝置，并使用了旋轉(zhuǎn)升降的移載裝置，使其具有以下特點(diǎn)： 1、全向移動，使搬運(yùn)過程更為流暢。 2、360度旋轉(zhuǎn)升降，適用各種復(fù)雜工況。 3、能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車。 該課題能夠很好將理論知識和實(shí)際設(shè)計相結(jié)合，能夠提高機(jī)械綜合素質(zhì)?？梢酝ㄟ^對本次課題加強(qiáng)自己的理論知識和設(shè)計水平。 參考文獻(xiàn) [1]百度文庫：AGV國內(nèi)外情況報告. 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