1. 研究目的与意义
AGV系统是当今FMS、FA的物流的有效手段,其特点是:1、移动性设备,通常无导轨、无死区、多用途;2、电源多为蓄电池、无驱动噪声和公害、易维修;3、安全可靠。AGV是一种以电池为动力,装有非接触导向装置的无人驾驶自动化车辆。它的主要功能表现为能在计算机监控下,按路径规划和作业要求,使小车较为精确地行走并停靠到指定地点,完成一系列移载、搬运等作业功能。因此,AGV被广泛应用在仓储业、邮局、图书馆、港口码头、机场以及危险场所和特种作业的场合。AGV是一种非常有发展前途的物流输送设备,尤其在柔性制造系统(FMS)中被认为是最有效的物料运输设备。它不仅对敏捷物流设备的研制和应用有现实的工程意义,而且对移动机器人路径规划有重要的理论意义。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题:本课题的关键问题是AGV小车机械部分的设计与布局,如何在尽可能减小小车重量的情况下,在小车内部合理地安排电器元器件的布置,使小车结构紧凑同时还要便于维修和保养。另外在小车传感器方面,如何实行智能化。即小车根据传感器所探测的数据,进行及时而恰当的动作操作,来规避障碍物以达到规避安全隐患的目的。
难点:(1)小车运动方式选择路径引导式,利用传感器实现自动寻迹,在结构上要便于转弯,且小车在行走过程中要保证稳定性,这就要求小车结构上具有合理地布局。同时,对于蓄电池和电机的选择也是较难的部分。(2)选用什么样的传感器,能实现寻迹要求,并且要确定合理地控制器,能够确保小车在运载过程中的稳定性,即小车的加速、减速、停止等动作的稳定性。
研究内容:1)通过计算,得到小车在达到运载需求是所需要的强度要求。2)利用专业软件,对小车结构进行不断演练与改进,直到满足所有要求为止。3)通过分析与布局,画出电气布线图,以达到整体结构紧凑,外形简洁,同时便于维护和保养得要求。4)大量阅读微机控制方面的资料,选定电机型号,并编写控制系统,以达到设计要求。
3. 国内外研究现状(文献综述)
《创意之星》一书中,介绍国内外一些典型机器人的原理及功能和主流的机器人竞赛,并形象地从机器人的大脑、五官、肌肉等角度介绍各种常用传感器、执行器、控制器和机器人编程语言的知识,供读者在设计制作机器人时补充背景知识。以项且式教学的方式编排,指导读者使用创意之星机器人套件开发完成4个循序渐进的机器人项目,并详细介绍如何使用创意之星机器人套件开发制作机器人武术擂台赛参赛平台的原理和技巧。从该书中我加深了对机器人概念的认识,了解了机器人的几大系统:结构系统、感知系统、执行系统、决策系统、能源系统等。让我对小车的设计从概念上有了一个全新的布局。
《学做智能车》一书,收集了汽车机械结构、自动控制以及单片机应用开发等各领域专家的论著,给出了车模的机械调整、控制系统硬件电路设计、软件仿真、控制策略以及单片机开发等多方面的指导性意见与建议。从汽车理论与模型车机械调整方法、硬件电路与控制策略设计以及单片机原理等三个方面进行综述与点评,让我对小车的控制策略、路径识别、红外传感器、摄像头传感器、模糊控制以及路径记忆算法等几个方面进行了合理分类。对智能小车在道路检测、电机驱动、控制策略算法、单片机调试以及模型车制作等方面有了详尽的了解,并且做出了合理地方案。本书还让我认识到智能车整体概念模型的分类:信息采集模块(MOS摄像头)、速度检测模块(光电编码器)、核心控制模块(MC9S12XS128)、无线通信模块、上位机、舵机控制模块、电机驱动模块。在电机的选择、应用方面也做了详尽的介绍及案例分析。
《ARM7易学通》一书中介绍了ARM7的结构、ARM处理器的编程模型、指令系统、LPC2210的硬件结构、嵌入式操作系统(C/OS-II、ADS集成开发环境等内容。让我重新学习了ARM微处理器的基本知识,在控制编程方面有了进一步的深入。
4. 研究方案
(1)通过查阅大量的文献资料及车间的调研,AGV小车采用寻迹式。
(2)车体由车架和相应的机械电气结构如减速箱、电机、车轮等所组成,它是AGV的基础部分。拟采用轮子4个,安装于车底,左右侧各两个。两后轮为驱动轮,两前轮为从动轮。车体尺寸为800(长)*500(宽)*300(高)mm,两个直流伺服电机驱动,分别控制两后轮。
(3)驱动AGV运行并具有速度控制和制动能力的子系统称为驱动装置,由车轮、减速器、制动器、电机及速度控制器等部分组成拟采用单片机作为主控制器,控制系统包括数据采集模块、电机驱动模块、报警模块等。
5. 工作计划
第1周 完成英文翻译,提交英文翻译给指导老师批阅。
第2周 ① 上传译文:英文翻译经指导老师批阅合格并确认后,上传至毕业设计管理系统。
译文封面用标准模板。
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