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畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 學(xué)生姓名： 王亞偉 學(xué) 號： 201119030526 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 設(shè)計(論文)題目： 自動導(dǎo)引小車設(shè)計 指導(dǎo)教師： 關(guān)山 教授 2015 年 3 月 23日 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)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(dǎo)引運輸車－－AGV（Automated Guided Vehicle）[1]是指裝備有電磁或光學(xué)等自動導(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(yīng)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(shè)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(nèi)外研究現(xiàn)狀 世界上第一臺AGV是由美國Barrett電子公司于20世紀(jì)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(chǎn)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(yīng)用。美國各公司在歐洲技術(shù)的基礎(chǔ)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(lǐng)域的投入，以改變我國AGV長期依賴進口的局面。經(jīng)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(xué)、中國郵政科學(xué)院郵政科學(xué)研究規(guī)劃院、中國科學(xué)院沈陽自動化所、大連組合機床研究所、國防科技大學(xué)和華東工學(xué)院都在進行不同類型的AGV的研制并小批投入生產(chǎn)。 我國自動導(dǎo)引小車產(chǎn)品無論在規(guī)格、品種方面，還是在技術(shù)水平和工業(yè)運用數(shù)量方面均與國外存在很大的差距，研制的產(chǎn)品僅擁有技術(shù)使用權(quán)，開發(fā)的軟件只是應(yīng)用軟件，基礎(chǔ)軟件和關(guān)鍵元器件必須進口，成本高且受到制約；在電磁導(dǎo)引[7] AGV 及系統(tǒng)方面，盡管國內(nèi)已經(jīng)開發(fā)出相關(guān)的產(chǎn)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(fù)雜的路徑系統(tǒng)中并沒有很好的適應(yīng)性。 1.3 我選取的導(dǎo)引方式 電磁感應(yīng)導(dǎo)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(dǎo)引模式。由高頻交流發(fā)生裝置預(yù)先在埋設(shè)電的磁金屬導(dǎo)線上加載高頻交流電[8],導(dǎo)線周圍產(chǎn)生一個導(dǎo)引磁場，導(dǎo)引系統(tǒng)依據(jù)感應(yīng)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(xiàn)導(dǎo)引。在現(xiàn)代物流和工業(yè)生產(chǎn)流水線等行業(yè)中，電磁感應(yīng)式導(dǎo)引小車的應(yīng)用非常廣泛。 傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)式導(dǎo)引與其它導(dǎo)引方式相比，是一種低成本、高可靠性的導(dǎo)引方式。但是傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)導(dǎo)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(yīng)式的自動導(dǎo)引小車進行研究，采用三感應(yīng)線圈三角形式[9]布局這種方式，對自動電磁導(dǎo)引小車的定位分析，實現(xiàn)自動電磁導(dǎo)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(xiàn)小車的精確定位。 1.4 車體結(jié)構(gòu) 小車采用兩后輪獨立驅(qū)動差速轉(zhuǎn)向，兩前輪為萬向輪的四輪結(jié)構(gòu)形式。步進電機經(jīng)減速器后通過驅(qū)動輪提供驅(qū)動力，當(dāng)兩輪運動速度不同時就可以實現(xiàn)差速轉(zhuǎn)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(yīng)器、伺服電機和減速器。車架上面安裝伺服電機驅(qū)動器、PCD板和電瓶[10]。對于車架的設(shè)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(qū)動器、控制與驅(qū)動電路等。驅(qū)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(shè)施使用一般工業(yè)電力，根據(jù)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(jù)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(xùn)練有素的產(chǎn)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(nèi)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(chǎn)企業(yè)面臨的重要課題。 參考文獻： [1]王立權(quán).工業(yè)中智能手的應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社.2006. [2]侯國柱，孔慶忠.五自由度機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)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(xué)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(xué)學(xué)報.自然科學(xué)版.2005.44. [6]周恒.多功能電子產(chǎn)品的功能存在感研究及設(shè)計策略[D].上海: 上海交通大學(xué), 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(shè)計及開發(fā)[D]. 西安:西北工業(yè)大學(xué), 2002. [9]張正義.AGV技術(shù)發(fā)展綜述[J].物流技術(shù)與應(yīng)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(yīng)用[M].2010.2.  畢 業(yè) 設(shè) 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(shè)計一種高度柔性化自動化的導(dǎo)引系統(tǒng)，使導(dǎo)引車更加迅速、準(zhǔn)確地實現(xiàn)導(dǎo)引，以達到工業(yè)的需要。 2.1.2電磁導(dǎo)引技術(shù)是目前導(dǎo)引技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，但是傳統(tǒng)的電磁導(dǎo)引技術(shù)也存在若干的問題，如反應(yīng)遲緩，使用壽命較短等，本課題對傳統(tǒng)導(dǎo)引方式作出進一步改進，實現(xiàn)更為精確的導(dǎo)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(nèi)外研究現(xiàn)狀，了解激光導(dǎo)引、電磁導(dǎo)引、紅外導(dǎo)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(shù)的應(yīng)用作出改進。  畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 指導(dǎo)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(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測： 指導(dǎo)教師： 2015 年4月9日 所在學(xué)院審查意見： 負(fù)責(zé)人： 2015 年4月10日