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本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告 論 文 題 目： 自動(dòng)裝卸AGV 設(shè)計(jì)學(xué) 院 ： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院專 業(yè) 、 班 級： 學(xué) 生 姓 名： 指導(dǎo)教師（職稱）： 年 1 月 5 日 填 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告要求 開題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù) 1. 論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域； 2. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值； 3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題； 2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路）； 3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述 學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開題報(bào)告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。 五、其他要求 1. 開題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開始后的前四周內(nèi)完成； 2. 開題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會審查通過； 3. 開題報(bào)告不合格或沒有做開題報(bào)告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯； 4. 開題報(bào)告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師； 5. 開題報(bào)告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。 9 一、選題依據(jù)1、研究領(lǐng)域 工業(yè)機(jī)器人 2、論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 目前在國內(nèi)AGV 的應(yīng)用逐漸開始推廣。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。這說明 AGV 在我國有一個(gè)潛在的廣闊市場。隨著社會科技的發(fā)展和市場需求水平的提高，AGV 技術(shù)也有其自身的主要發(fā)展方向。 （1） AGV 的市場正向自動(dòng)化程度高的高檔市場發(fā)展,本設(shè)計(jì)采用的機(jī)械手抓取功能提高了小車的自動(dòng)化程度并與市場導(dǎo)向相適應(yīng)，更能滿足市場的需求。 （2） AGV 正向多導(dǎo)向方式、智能化發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)預(yù)定的搬運(yùn)計(jì)劃、發(fā)揮無人搬運(yùn)車的優(yōu)勢，關(guān)鍵取決于導(dǎo)向系統(tǒng)。電磁導(dǎo)向方式是最先開發(fā)的 AGV 導(dǎo)向方式，目前應(yīng)用的范圍最為廣泛。但由于電磁導(dǎo)向方式的缺點(diǎn)，相繼出現(xiàn)了光學(xué)導(dǎo)向方式、磁石導(dǎo)向方式、激光導(dǎo)向、標(biāo)記追蹤導(dǎo)向及圖像傳感器導(dǎo)向方式等。本設(shè)計(jì)采用的激光測距導(dǎo)引裝置充分體現(xiàn)了無人搬運(yùn)系統(tǒng)高柔性、高效率、高可靠性的發(fā)展特點(diǎn)，并正向智能化方向發(fā)展，使AGV 技術(shù)達(dá)到新水平。 （3） AGV 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)愈來愈多地具有跟蹤物料和儲存信息的功能，以支持“ 準(zhǔn)時(shí)制”生產(chǎn)，以便允許與 AGV 間或任何其他控制器進(jìn)行通信。本設(shè)計(jì)中采用的既是通過無線路由器即時(shí)操控。 （4） 把 AGV 和工業(yè)機(jī)器人的能夠進(jìn)行靈活操作的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，使之具有更高的科技含量和取得更前沿的應(yīng)用。 3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢 根據(jù)美國物流協(xié)會定義，AGV 是無人搬運(yùn)車（Automated Guided Vehicle）的英文縮寫。是指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，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。 目前 AVG 應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在倉儲業(yè)，制造業(yè)，港口碼頭及特種行業(yè)。其中工業(yè)領(lǐng)域里的制造業(yè)需要很多內(nèi)部運(yùn)輸，以及很多不同的物料處理。AGV 的自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車系統(tǒng)可以滿足這類需求。比如：工具，托盤，成品，半成品，原材料，卷式產(chǎn)品，物料供應(yīng)等的搬運(yùn)。AGV 在制造業(yè)的其他應(yīng)用包括支持高層儲架的托盤檢索， 生產(chǎn)區(qū)的物品和零部件的運(yùn)輸，以及生產(chǎn)區(qū)和存儲區(qū)之間的物品運(yùn)輸。制造業(yè)每天物流的典型特點(diǎn)是高吞吐量，空間和靈活性很重要。AGV 的自動(dòng)物料處理系統(tǒng)可以很好地滿足此類需求，比如把物品從輸送帶，托盤堆垛機(jī)以及天車上轉(zhuǎn)移到倉庫，生產(chǎn)車間，裝配區(qū)和發(fā)貨區(qū)等。 AGV 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要由以下幾種： （1） 無人駕駛 AGV 上裝有自動(dòng)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)定路線自動(dòng)行使，將貨物或物料自動(dòng)從起始點(diǎn)運(yùn)送到目的地。 （2） 柔性好 自動(dòng)化程度高和智能化水平高，AGV 的行使路徑可以根據(jù)倉儲貨位的要求、生產(chǎn)工藝流程等改變而靈活改變，并且路徑改變的費(fèi)用與傳統(tǒng)的輸送帶和剛性的傳送帶相比非常低廉。 （3） 成本低無污染 與其它物料輸送方式相比，初期投資大，但可以大幅度降低運(yùn)行費(fèi)用，特別是在產(chǎn)品類型和工位較多時(shí)。AGV 還具有清潔生產(chǎn)的特點(diǎn)，依靠自帶蓄電池提供動(dòng)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。 （4） 自動(dòng)化程度高 由計(jì)算機(jī)，電控設(shè)備,激光反射板等控制。當(dāng)車間某一環(huán)節(jié)需要輔料時(shí)，由工作人員向計(jì)算機(jī)終端輸入相關(guān)信息，計(jì)算機(jī)終端再將信息發(fā)送到中央控制室，由專業(yè)的技術(shù)人員向計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，在電控設(shè)備的合作下，這一指令最終被AGV 接受并執(zhí)行 ——將輔料送至相應(yīng)地點(diǎn)。 （5） 充電自動(dòng)化 當(dāng)AGV 小車的電量即將耗盡時(shí)，它會向系統(tǒng)發(fā)出請求指令，請求充電（一般技術(shù)人員會事先設(shè)置好一個(gè)值），在系統(tǒng)允許后自動(dòng)到充電的地方“排隊(duì)”充電。另外， AGV 小車的電池壽命很長（2 年以上），并且每充電 15 分鐘可工作 4h 左右。 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題 本設(shè)計(jì)為解決當(dāng)下國內(nèi)外 AGV 小車價(jià)格高居不下及其并不適合基礎(chǔ)工業(yè)不完善的我國的問題，并且目前大部分 AGV 采用電磁或軌道引導(dǎo)，路線固定，局限性較大， 不適用于柔性化制造系統(tǒng)。 2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） 通過查閱資料，首先介紹說明 AGV 小車的產(chǎn)生及背景，以及國內(nèi) AGV 小車的現(xiàn)狀和以后的發(fā)展趨勢。確定小車的總體方案選擇，將設(shè)計(jì)分為電子控制部分設(shè)計(jì)（包括傳感器）、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（包括驅(qū)動(dòng)部分）以及能源供給部分設(shè)計(jì)三部分，通過每一階段深入分析，層層把關(guān)，努力設(shè)計(jì)出最優(yōu)方案。在設(shè)計(jì)小車過程中特別注重設(shè)計(jì)的方法，作品的設(shè)計(jì)做到有系統(tǒng)性規(guī)范性和創(chuàng)新性。 論文寫作大綱： 1. 緒論 1.1 自動(dòng)裝卸 AGV 小車設(shè)計(jì)的目的和意義 1.2 本課題應(yīng)解決的主要問題及技術(shù)要求 1.3 國內(nèi)外 AGV 小車的發(fā)展概況 2. 總體方案選擇 3. 自動(dòng)裝卸AGV 小車機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3.1 電子控制部分的設(shè)計(jì) 3.2 機(jī)械部分的設(shè)計(jì) 3.3 能源部分的設(shè)計(jì) 4. 技術(shù)設(shè)計(jì) 4.1 數(shù)學(xué)分析及參數(shù)確定 4.2 零部件設(shè)計(jì) 5. 總結(jié) 3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 (1)機(jī)械能越障小車總體設(shè)計(jì)方案(2)機(jī)械能越障小車結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 (3)機(jī)械能越障小車總體二維及三維圖紙 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)） 對機(jī)械能越障小車結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)合理的機(jī)構(gòu)并進(jìn)行計(jì)算，最終完成機(jī)械能越障小車設(shè)計(jì)的研究工作。 2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 第 1 周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解設(shè)計(jì)內(nèi)容； 第 2 周：初步方案設(shè)計(jì)； 第 3 ～ 4 周：總體方案設(shè)計(jì)，撰寫開題報(bào)告并完善開題報(bào)告； 第 5 ～ 7 周：自動(dòng)裝卸AGV 小車整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算； 第 8 ～10 周：自動(dòng)裝卸AGV 小車各部分零部件設(shè)計(jì)計(jì)算； 第 11～12 周：繪制相關(guān) CAD 圖紙； 第 13 周：撰寫設(shè)計(jì)說明書； 第 14 周：完善畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，完善畢業(yè)設(shè)計(jì)各項(xiàng)內(nèi)容，準(zhǔn)備答辯； 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1] 廖漢元,孔建益.機(jī)械原理[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012. 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Proceedings of the First Conference on GeneticAlgorithms,1985. 附：文獻(xiàn)綜述  文獻(xiàn)綜述 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源于我的全國 3D 大賽 10 周年精英聯(lián)賽暨DigitalMaster2017 一帶一路挑戰(zhàn)賽省賽作品，命題與高校工程訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容相銜接，體現(xiàn)綜合性工程能力。命題內(nèi)容體現(xiàn)“創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、制造工藝能力、實(shí)際操作能力和工程管理能力” 四個(gè)方面的要求?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展不僅要求產(chǎn)品高質(zhì)量、高性能，而且為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝必須高效率、低成本、節(jié)約能源。提高無人搬運(yùn)車的效率與物流搬運(yùn)柔性化是全球共同關(guān)注的焦點(diǎn)，現(xiàn)已成為眾多科技工作者的共同追求。目前市場上具有方向控制功能的小車大多無法滿足復(fù)雜的工作環(huán)境，或者成本較高，不符合人們的期望。 自動(dòng)裝卸AGV 小車構(gòu)思巧妙，在完成設(shè)計(jì)的要求下充分考慮了外觀和成本等問題， 方便以后的擴(kuò)展和進(jìn)一步的開發(fā)。并能滿足大部分大學(xué)學(xué)生對機(jī)械知識實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)與了解。對激發(fā)青少年對機(jī)械構(gòu)造的熱情有深遠(yuǎn)的影響。 隨著社會科技的發(fā)展，人們的生活水平的提高，高效、多功能對于人們來說，顯得越來越重要，建設(shè)高效社會，使得生活更加的快捷方便。人們的效率驅(qū)動(dòng)意識的不斷的提升，柔性化的理念也越來越被人們提上研究的課題。更高效、更全面、的理念也深入人心。本自動(dòng)裝卸 AGV 小車是對柔性化生產(chǎn)理念的探索與開發(fā)，也是對未來的憧憬。 持續(xù)高速增長的 GDP 在環(huán)境保護(hù)、人類健康和工程安全方面，受到由于不穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的潛在威脅，我國迫切需要將高效工業(yè)模式的尋找和利用、工業(yè)發(fā)展由規(guī)模驅(qū)動(dòng)向效率驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變的新時(shí)代課題引入現(xiàn)階段的社會進(jìn)步中。自動(dòng)裝卸 AGV 小車的研制，具有經(jīng)濟(jì)、高效等優(yōu)點(diǎn)，有助于我們找到更好的物流搬運(yùn)模式，高效的搬運(yùn)流程，以及提高資源的利用效率。它將對傳統(tǒng)物流搬運(yùn)的逐漸取代有深遠(yuǎn)意義。因此我設(shè)計(jì)制作自動(dòng)裝卸AGV 小車，希望可以找到新的方法來解決新時(shí)代出現(xiàn)的國內(nèi)工業(yè)化與物流更新?lián)Q代速度不匹配出現(xiàn)的問題。 目前，國內(nèi)外學(xué)者依托以電能為驅(qū)動(dòng)方式，設(shè)計(jì)出了結(jié)構(gòu)合理的 AGV 小車，取得了較好的效果。文獻(xiàn)[1] 設(shè)計(jì)了采用凸輪推桿的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的避障小車，搖桿、連桿 的調(diào)節(jié)簡單方便，保證了軌跡的準(zhǔn)確。文獻(xiàn)[11] 提出了一種有軌引導(dǎo)小車運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真及設(shè)計(jì)的方法，找出并發(fā)現(xiàn) RGV 小車設(shè)計(jì)中的問題，但小車的行駛軌跡是有軌引導(dǎo)， 無需方向控制。另有對小車進(jìn)行數(shù)學(xué)建模進(jìn)行轉(zhuǎn)向軌跡的仿真研究，但缺乏具體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。文獻(xiàn)[6]關(guān)于制造材料對自動(dòng)裝卸AGV 小車進(jìn)行理論研究，關(guān)于小車研究對可持續(xù)發(fā)展的重要作用進(jìn)行討論。對于自動(dòng)裝卸 AGV 小車的避障問題，其典型核心轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)大致有平面四桿機(jī)構(gòu)、空間四桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)等。但各種小車行駛軌跡的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性不到保證?；诟咝c多功能的理念，設(shè)計(jì)一種具有方向控制功能的小車，驅(qū)動(dòng)其行走及轉(zhuǎn)向的輪子采用麥克納姆輪。提出了基于麥克納姆輪轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的自動(dòng)裝卸AGV 小車其轉(zhuǎn)向軌跡為直角，針對自動(dòng)裝卸 AGV 小車不同結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)計(jì)算小車最小轉(zhuǎn)向半徑及車身長度，有利于自動(dòng)裝卸AGV 小車的調(diào)試。 當(dāng)下國內(nèi)外AGV 主要分為兩種模式： 一種是以歐美國家為首的全自動(dòng)AGV 技術(shù)，路徑規(guī)劃和生產(chǎn)流程復(fù)雜多變，能夠應(yīng)用在幾乎所有的搬運(yùn)場合，但此類 AGV 的銷售價(jià)格高居不下，且不適合我國當(dāng)下的生產(chǎn)水平。 第二種是以日本為代表的簡易型AGV 技術(shù)，稱為AGC（Automated Guided Cart） 該技術(shù)追求的是簡單實(shí)用，讓用戶在最短時(shí)間內(nèi)收回投資成本，但AGC 只用來搬運(yùn)， 并不強(qiáng)調(diào)自動(dòng)裝卸功能，雖然價(jià)格低廉但同樣不適合基礎(chǔ)工業(yè)并不十分完善的我國。 再仔細(xì)研究了大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，對目前 AGV 行業(yè)的現(xiàn)狀有了準(zhǔn)確分析，為了 AGV 體系中國化對原有行業(yè)做出了一系列調(diào)整。 本產(chǎn)品的研究創(chuàng)新改進(jìn)方向主要有以下幾點(diǎn)： ⑴ 在控制部分采用激光測距雷達(dá)替代了傳統(tǒng)產(chǎn)品的坐標(biāo)，電磁等引導(dǎo)方式，分析優(yōu)缺點(diǎn)：可適應(yīng)復(fù)雜路徑和生產(chǎn)流程、自動(dòng)化程度更高。同時(shí)定位精度主要由雷達(dá)的精度決定，便于用戶靈活調(diào)整型號以適應(yīng)場所并控制成本（定位精度為±10mm 到±5mm）； ⑵ 在機(jī)械部分安裝麥克納姆輪配合 9 個(gè)自由度的機(jī)械手，改進(jìn)了原有產(chǎn)品工作容積小甚至無法自動(dòng)裝卸的問題并且縮小了轉(zhuǎn)向半徑可在更狹小的空間內(nèi)作業(yè)； ⑶ 機(jī)械手部分采用了RCC 機(jī)構(gòu)減小了機(jī)械手腕部的安裝誤差，提高了作業(yè)精度。本產(chǎn)品融合了兩種不同模式的特點(diǎn)，采用激光測距雷達(dá)配合接近傳感器能夠滿 足各種復(fù)雜路徑的使用要求，由于采用三只機(jī)械手聯(lián)動(dòng)的的裝卸方式，避免了為了滿足各工況需求而覆蓋的各種移載機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)模式和導(dǎo)引方式，降低了成本。同時(shí)又不同于AGC 需要完善的基礎(chǔ)設(shè)施配合，三只靈巧機(jī)械手足夠完成裝卸工作，極大地發(fā)揮了AGV 本身的自主性和工作容積。同時(shí)具有兩種主流AGV 的優(yōu)點(diǎn)。 自動(dòng)裝卸AGV 小車的設(shè)計(jì)與發(fā)明，是國家和社會對工業(yè)化進(jìn)程中出現(xiàn)的效率問題和柔性化問題的更加重視?，F(xiàn)在許多發(fā)達(dá)國家都把 AGV 技術(shù)運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域，像交通， 倉儲搬運(yùn)，碼頭等，這也是我國當(dāng)今所要求以及努力的方向。針對目前這一現(xiàn)狀，我們設(shè)計(jì)了自動(dòng)裝卸AGV 小車模型，提供了一種全新的思路，以便更好的解決以上問題。 2017 年國內(nèi)經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)穩(wěn)中有進(jìn)、穩(wěn)中向好的發(fā)展態(tài)勢，國際貿(mào)易水平逐步提升， 中國AGV 行業(yè)也迎來爆發(fā)性增長。AGV 即自動(dòng)導(dǎo)引車，具有高度柔性化和智能化的物流搬運(yùn)設(shè)備，被稱為移動(dòng)機(jī)器人。具有傳感器技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)等核心技術(shù)，在汽車、煙草、印鈔、新聞紙等行業(yè)大規(guī)模應(yīng)用，亞馬遜 Kiva 機(jī)器人是AGV 典型代表。然而AGV 暫時(shí)仍需人工完成揀選貨物操作，效率有待提升。 AGV 機(jī)器人在解決勞動(dòng)力不足、提高生產(chǎn)率、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本方面發(fā)揮著越來越顯著的作用。工業(yè)領(lǐng)域的焊接、噴涂、搬運(yùn)、裝配等場合，已經(jīng)開始大量使用機(jī)器人。另外，在軍事、海洋探測、航天、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、林業(yè)甚至服務(wù)娛樂行業(yè)，也都開始使用機(jī)器人。未來物流業(yè)的發(fā)展同樣離不開機(jī)器人技術(shù)的支持，機(jī)器人技術(shù)在物流作業(yè)過程中發(fā)揮著越來越重要的作用，是引領(lǐng)現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展趨勢的重要因素。