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畢業(yè)設計(論文)開題報告 學生姓名： 王亞偉 學 號： 201119030526 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 設計(論文)題目： 自動導引小車設計 指導教師： 關山 教授 2015 年 3 月 23日 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 1.1 課題概述 自動導引運輸車－－AGV（Automated Guided Vehicle）[1]是指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，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，AGV屬于輪式移動機器人（WMR――Wheeled Mobile Robot）[2]的范疇。工業(yè)應用中不需駕駛員的搬運車，以可充電之蓄電池為其動力來源。一般可透過電腦來控制其行進路線以及行為，或利用電磁軌道(electromagneticpath-followingsystem)[3]來設立其行進路線，電磁軌道黏貼于地板上，無人搬運車則依循電磁軌道所帶來的訊息進行移動與動作。更直接點：AGV就是無人駕駛（Driverless）[4]的運輸車。 1.2 國內外研究現狀 世界上第一臺AGV是由美國Barrett電子公司于20世紀50年代初開發(fā)成功的，它是一種牽引式小車系統(tǒng)[5]，可十分方便地與其他物流系統(tǒng)自動連接，顯著地提高勞動生產率，極大地提高了裝卸搬運的自動化程度。1984年，美國通用汽車公司完成了它的第一個柔性裝配系統(tǒng)(FAS)[6],從此AVG得到工業(yè)的廣泛應用。美國各公司在歐洲技術的基礎上將AGV發(fā)展到更為先進的水平，他們采用更先進的計算機控制系統(tǒng)，運輸量更大，移載時間更短，小車和控制器的可靠性更高。　　 　　我國AGV發(fā)展歷程較短，但一直以來不斷加大在這一領域的投入，以改變我國AGV長期依賴進口的局面。經過不懈地努力終于取得了一定的成效，北京起重運輸機械研究所、清華大學、中國郵政科學院郵政科學研究規(guī)劃院、中國科學院沈陽自動化所、大連組合機床研究所、國防科技大學和華東工學院都在進行不同類型的AGV的研制并小批投入生產。 我國自動導引小車產品無論在規(guī)格、品種方面，還是在技術水平和工業(yè)運用數量方面均與國外存在很大的差距，研制的產品僅擁有技術使用權，開發(fā)的軟件只是應用軟件，基礎軟件和關鍵元器件必須進口，成本高且受到制約；在電磁導引[7] AGV 及系統(tǒng)方面，盡管國內已經開發(fā)出相關的產品，然而也只是在簡單的環(huán)境中運行，如單環(huán)路的簡單路徑，這種系統(tǒng)在復雜的路徑系統(tǒng)中并沒有很好的適應性。 1.3 我選取的導引方式 電磁感應導引的可靠性比較高，控制策略相對簡單，所以它是一種使用最早、也最多的導引模式。由高頻交流發(fā)生裝置預先在埋設電的磁金屬導線上加載高頻交流電[8],導線周圍產生一個導引磁場，導引系統(tǒng)依據感應傳感器檢測到的磁場強弱以糾正位置偏差，保證車輛對路徑的自動跟蹤，實現導引。在現代物流和工業(yè)生產流水線等行業(yè)中，電磁感應式導引小車的應用非常廣泛。 傳統(tǒng)的電磁感應式導引與其它導引方式相比，是一種低成本、高可靠性的導引方式。但是傳統(tǒng)的電磁感應導引方式的定位精度不是很高，而且易受外界環(huán)境磁場干擾等缺點。 本文對電磁感應式的自動導引小車進行研究，采用三感應線圈三角形式[9]布局這種方式，對自動電磁導引小車的定位分析，實現自動電磁導引小車行進過程中的精確定位，保證位置信息的精度盡可能高，實現小車的精確定位。 1.4 車體結構 小車采用兩后輪獨立驅動差速轉向，兩前輪為萬向輪的四輪結構形式。步進電機經減速器后通過驅動輪提供驅動力，當兩輪運動速度不同時就可以實現差速轉向。 　　車架是整個AGV小車的機體部分，主要用于安裝輪子、電磁感應器、伺服電機和減速器。車架上面安裝伺服電機驅動器、PCD板和電瓶[10]。對于車架的設計，要有足夠的強度和硬度要求，故車架材料選用鑄造鋁合金。 　　AGV運行并具有速度控制和制動能力的子系統(tǒng)。主要包括電機、減速器、驅動器、控制與驅動電路等。驅動系統(tǒng)一般為閉環(huán)方式與開環(huán)方式，前者以伺服直流電機為主，后者以步進電機為主[11]。 　　AGV周邊設施使用一般工業(yè)電力，根據用途而有不同要求。如充電間頻率發(fā)生器、自動門、計算機室、通訊裝置以及工作環(huán)境所需裝置的動力等。根據車型、運行及載荷量而采用不同功率的蓄電他，一般都是蓄電池組合體。常用直流電壓為12伏、24伏、48伏及72伏。 1.5 課題的意義 目前，我國面臨著人口紅利即將喪失、勞動力成本大幅攀升、訓練有素的產業(yè)工人缺失、招工難等問題，這些問題催生了對機器人需求快速增長的強大動力。國內企業(yè)對工業(yè)機器人的需求空前高漲。如何能夠為企業(yè)提供高性價比的工業(yè)機器人是機器人研發(fā)、生產企業(yè)面臨的重要課題。 參考文獻： [1]王立權.工業(yè)中智能手的應用[M].清華大學出版社.2006. [2]侯國柱，孔慶忠.五自由度機器人的結構設計及其控制[J].機械制造與自動化.2007. [3]蔡自興.機器人機械系統(tǒng)原理理論方法和算法[M].清華大學出版社.2009. [4]宗偉鋼.機器人機械系統(tǒng)原理理論方法和算法[M].機械工業(yè)出版社.2003. [5]羅家佳.基于MATLAB的機器人運動仿真研究[J].廈門大學學報.自然科學版.2005.44. [6]周恒.多功能電子產品的功能存在感研究及設計策略[D].上海: 上海交通大學, 2010. [7]Li M, Hu C, Song S, et al. Detection of Weak Magnetic Signal for Magnetic Localization and Orientation in Capsule Endoscope[C].IEEE International Conference on Automation and Logistics Shenyang: 2009.900-905 [8]張智勇.AGV地面系統(tǒng)設計及開發(fā)[D]. 西安:西北工業(yè)大學, 2002. [9]張正義.AGV技術發(fā)展綜述[J].物流技術與應用.2005(7):67-73 [10]Naiqi W, Mengchu Z. Shortest Routing of Bidirectional Automated Guided Vehicles Avoiding Deadlock and Blocking[J]. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 2007, 12(1): 63-72. [11] 俞阿龍,李正,孫紅兵,孫華軍.傳感器原理及應用[M].2010.2.  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 2.1 解決問題 2.1.1設計一種高度柔性化自動化的導引系統(tǒng)，使導引車更加迅速、準確地實現導引，以達到工業(yè)的需要。 2.1.2電磁導引技術是目前導引技術中應用最為廣泛的技術，但是傳統(tǒng)的電磁導引技術也存在若干的問題，如反應遲緩，使用壽命較短等，本課題對傳統(tǒng)導引方式作出進一步改進，實現更為精確的導引。 2.2 研究手段 2.2.1查閱文獻，尋找類似的資料，查閱國內外研究現狀，了解激光導引、電磁導引、紅外導引等研究趨勢，對本課題研究有具體的思路。 2.2.2模擬實驗的手段，對電磁技術的應用作出改進。  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測： 指導教師： 2015 年4月9日 所在學院審查意見： 負責人： 2015 年4月10日