循跡搬運小車設(shè)計

1、 摘要在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中，電子化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化已成為車輛以后發(fā)展的動向。循跡搬運小車是該發(fā)展動向的完美表現(xiàn)。工業(yè)自動化小車（循跡搬運小車）越來越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)實踐中，由于它的高自動智能化，使工廠既節(jié)約了人工成本和生產(chǎn)成本，又提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)周期。本文通過對循跡搬運小車的差速運動控制的介紹和分析，讓我們對差速運動過程有所了解，為自動駕駛車輛的深入研究奠定了基礎(chǔ)。解析了循跡搬運小車的運動系統(tǒng)的組成和工作原理，并對運動系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)做出系統(tǒng)分析，以此進行控制分析。本文主要研究的是分析循跡搬運小車小車運動過程的整體性能。在不斷的分析中，對運動性能進行改進，為牽引車的進步做出實質(zhì)性

2、的進展。關(guān)鍵詞：循跡搬運小車，運動性能，運動系統(tǒng)AbstractInthedevelopmentofmodernscienceandtechnology,theelectronic,informationtechnology,networkingandintelligenthasbecomeatrendinthefuturedevelopmentofthevehicle.Unmannedguidedvehiclesaretheperfectperformanceofthedevelopmenttrends.IndustrialAutomationtrolley(循跡搬運小車)iswidelyu

3、sedinindustrialproductionpractice,duetoitshighautomaticintelligent，sothatthefactorysaveslaborcostsandproductioncostsandimproveproductionefficiencyandproductioncycle.Thispaperintroducesandanalyzesofthe循跡搬運小車brakingsystem,letushaveunderstandingforthebrakingprocess,unmannedvehiclesforfurtherresearchfou

4、ndation.Parsingthecompositionandworkingprincipleofautomaticguidedvehiclebrakingsystem,brakesystemandmakethesystemanalysisofinternalstructureinordertobraketheanalysis.Thispaperstudywastoanalyzetheoverallperformanceofthecar循跡搬運小車brakingprocess.Intheongoinganalysisofthebrakingperformanceisimprovedtomak

5、esubstantialprogressintheadvancementofcarnavigationKeywords:循跡搬運小車(AutomaticGuidedVehicle)，:motionperformance,brakingsystem目錄TOC o 1-5 h z摘要IAbstractII目錄III HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第一章緒論1 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1.1引言1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1.2循跡搬

6、運小車的發(fā)展概況21.2.1國內(nèi)的研究狀況21.2.2國外發(fā)展現(xiàn)狀4 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.3課題研究意義及目的4 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 1.4課題研究主要內(nèi)容5第二章循跡搬運小車的工作原理錯誤！未定義書簽。2.1運動系統(tǒng)整車工作原理錯誤！未定義書簽。2.2運動系統(tǒng)工作原理錯誤！未定義書簽。第三章運動系統(tǒng)的組成錯誤！未定義書簽。3.1電動推桿錯誤！未定義書簽。3.2運動踏板和真空助力器錯誤！未定義書簽。3.3運動主缸錯誤！未定義書簽。3.4運動輪缸錯誤！未定義書簽。第

7、四章運動系統(tǒng)分析錯誤！未定義書簽。4.1運動結(jié)構(gòu)分析錯誤！未定義書簽。4.2運動器的設(shè)計錯誤！未定義書簽。第五章總結(jié)與展望42TOC o 1-5 h z4.1全文總結(jié)424.2研究展望42 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 參考文獻44致謝45 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 附錄一文獻摘要46 第一章緒論引言循跡搬運小車(AutomatedGuidedVehicles)又被稱為自動搬運車，最早運用于上個世紀五十年代,具有自動化、智能化的特點，常用于智能牽引的搬運設(shè)備，是一種智能機器人系統(tǒng)；循

8、跡搬運小車的工作過程是沿著預(yù)先制定的路徑行駛，是現(xiàn)代物流工業(yè)自動化系統(tǒng)如計算機集成制造系統(tǒng)、自動輸送系統(tǒng)、自動化倉儲系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一。循跡搬運小車的重要特點的包括靈活性、智能化、自動化等，可以根據(jù)生產(chǎn)應(yīng)用來重新設(shè)定系統(tǒng)，以達到生產(chǎn)實踐過程中的柔性化運輸控制。循跡搬運小車與傳統(tǒng)的人工、半人工的工業(yè)制造和工程實踐方式相比較,循跡搬運小車系統(tǒng)減輕了人工勞動的強度,降低了工業(yè)生產(chǎn)危險,提高了工業(yè)生產(chǎn)效率,在各行業(yè)中均展現(xiàn)了非常重要的作用和地位。為了加強循跡搬運小車在工業(yè)生產(chǎn)中更廣泛的應(yīng)用,本文中追溯了循跡搬運小車的發(fā)展歷史,介紹了循跡搬運小車系統(tǒng)的工作原理和應(yīng)用領(lǐng)域,講解了循跡搬運小車的重要技術(shù)及

9、最新研究成果，讓循跡搬運小車系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中得到更廣泛的應(yīng)用，實現(xiàn)循跡搬運小車的普遍化是一種趨勢。循跡搬運小車在工業(yè)生產(chǎn)實踐中已得到越來越廣泛的運用，因為循跡搬運小車的高智能化和自動化，讓工業(yè)生產(chǎn)既節(jié)省了人工成本和生產(chǎn)成本，又提升了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)周期。循跡搬運小車在工業(yè)物流管理中有著極為突出的地位，本文研究循跡搬運小車的運動性能和運動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過在工業(yè)生產(chǎn)實踐中的運行和性能觀察，分析循跡搬運小車的運動過程，并剖析循跡搬運小車的運動系統(tǒng)性能和運動結(jié)構(gòu)，在理論分析中結(jié)合實際運行情況總結(jié)在正常工作環(huán)境下的運行情況，循跡搬運小車把電池作為動力來源,系統(tǒng)內(nèi)含有智能化導(dǎo)向裝置和自動化尋址系統(tǒng)的自動駕駛自

10、動化搬運車輛,系統(tǒng)內(nèi)的傳感器具有感知環(huán)境變化和自身運行狀態(tài)的功能，可以在有障礙物的復(fù)雜情況中到達目標的自主運行功能。循跡搬運小車的具有按照工作自主編程，在特殊情況自主選擇停車，能夠自我保護自我控制選擇的功能，并且在計算機控制下,按照預(yù)先設(shè)定指令自主智能行駛駛，自動在預(yù)先設(shè)定的牽引路徑上行駛,到達要求的目的地點,完成一系列工作作業(yè)目的。在當(dāng)今發(fā)達的科技下，各種智能化產(chǎn)品不斷應(yīng)運而生，循跡搬運小車小車也在不斷更新?lián)Q代，取得越來越重要的作用，有些循跡搬運小車正向著智能機器人改裝，在貨物的搬運方面也取得了一定的成就，激光技術(shù)也用于自動導(dǎo)引車，制造業(yè)中業(yè)裝配了全自動生產(chǎn)線，循跡搬運小車的創(chuàng)新技術(shù)正在不斷

11、發(fā)展壯大。使柔性生產(chǎn)線變得更加智能化和自動化,自動化物流運輸系統(tǒng)的開發(fā)及運用,不僅大幅度地提高了生產(chǎn)自動化制造程度，也大大提高了生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率1?，F(xiàn)在人們更加注重現(xiàn)代化生產(chǎn)制造觀念,在保障效益的基礎(chǔ)上對生產(chǎn)線制造運行、物流系統(tǒng)的柔性化要求變得越來越高。在產(chǎn)品的更新?lián)Q代、多種類型產(chǎn)品混合制造運行、增加產(chǎn)品產(chǎn)量、重新分解組合生產(chǎn)線等方面，極大的運用循跡搬運小車制造運輸性能，它不僅體現(xiàn)現(xiàn)代化工業(yè)制造水平迅速發(fā)展的趨勢,更主要是體現(xiàn)由循跡搬運小車本身所具有的完美高效性能。本文中主要分析循跡搬運小車的運動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，解析循跡搬運小車運動系統(tǒng)，建立循跡搬運小車運動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。在運動學(xué)理論的支持下，對

12、生產(chǎn)過程中的循跡搬運小車運行性能進行觀察和理論分析，并在理論分析的基礎(chǔ)上回歸到現(xiàn)實對象中來，解析循跡搬運小車制造系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行情況。循跡搬運小車的發(fā)展概況世界上的第一臺循跡搬運小車是UnitedStatesofAmerica巴雷特公司在上個世紀50年代研究成功的。它是在一輛牽引式拖拉機基礎(chǔ)上研發(fā)而成的,是在一間雜貨倉庫中沿著布置在空中的導(dǎo)線運輸貨物2。從上個世紀五十年代末到六十年代初期,在工廠和倉庫已經(jīng)有各種類型的牽引式循跡搬運小車被運用于運輸貨物和產(chǎn)品。在各國中大約有兩萬多臺各種各樣的循跡搬運小車運行在每個角落的倉庫中。海爾集團在十年前在工業(yè)制造中運用空間物流存儲設(shè)備，使用接近10臺循

13、跡搬運小車小車組成了一個室內(nèi)物流搬運設(shè)備，日工作量過兩萬的累積量出入庫貨物和零部件的搬運任務(wù)。循跡搬運小車的前期作用主要是自動拖貨車。直到上個世紀70年代中期,負載循跡搬運小車（又稱自動搬運車）的開發(fā)和運用使得循跡搬運小車產(chǎn)業(yè)第一次有了極大的發(fā)展。負載循跡搬運小車在工廠中可以為物料處理方面提供多功能的服務(wù)，例如工廠里的工作站臺、存儲設(shè)備、傳送設(shè)備、分類管理設(shè)備,以及控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)之間的連接等。在現(xiàn)代制造業(yè)中已經(jīng)有很多廠家的幾百種負載循跡搬運小車系統(tǒng)運行于倉庫、交通站、工廠、超市、作坊、醫(yī)院以及其它各種領(lǐng)域3。國內(nèi)的研究狀況我國的循跡搬運小車行業(yè)起步較晚，在許多技術(shù)領(lǐng)域遠遠落后于其它發(fā)達國家

14、。從上個世紀八十年代國防科技大學(xué)率先投入自動駕駛牽引車行業(yè)，并投入精力學(xué)習(xí)研究。在無數(shù)學(xué)子花了近10年的努力下，于1989年國防科技大學(xué)開發(fā)出我國第一輛自動駕駛小車，這輛自動智能車尺寸很小，車身長lm、寬0.6m，重量大約175kg，該小車有3個輪子行駛，其中一個前輪負責(zé)導(dǎo)向作用，兩個后輪用于驅(qū)動行駛。這種小車雖然尺寸小，但是它帶有自動行駛系統(tǒng)、自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)及巡航控制系統(tǒng)等，讓自主行駛變成現(xiàn)實。1992年，國防科技大學(xué)再次對自動駕駛車的技術(shù)進行改進創(chuàng)新，成功改造出自動駕駛汽車，這是我國第一輛貨真價實的自動駕駛汽車。然而，這輛車的主控單元、自動控制系統(tǒng)以及行駛所需的各類傳感

15、器等設(shè)備并沒有被安裝在該車上，而是安裝在另一輛車，這樣這輛自動駕駛汽車既能通過駕駛員操縱行駛，又能夠通過安裝的自動控制系統(tǒng)自動行駛。在2000年6月，國防科技大學(xué)研制出中國第4代自動駕駛汽車并試驗成功，它的最高車速可達76km/h，是我國最快的自動駕駛小車速度。我國首輛城市自動駕駛汽車在上海研制并試驗成功，它象征著城市交通的自動駕駛技術(shù)項目獲得了階段性的成功，此成果是由中國和國外發(fā)達國家的研究人員一起開發(fā)的。自動駕駛是在五個功能的基礎(chǔ)上來實現(xiàn)的。視覺系統(tǒng)：在自動駕駛車車身前部安裝有俯視攝像頭，通過俯視攝像頭可以迅速準確的定位馬路上的白線，讓汽車在正確要求的路線上行駛。聽覺系統(tǒng)：在自動駕駛車上的

16、車身側(cè)面裝有聲音傳感器，它可以感應(yīng)道路上的各種聲音，并將聲音傳給小車系統(tǒng)。嗅覺系統(tǒng)：在自動駕駛車車身頂部裝有激光雷達，它可以感應(yīng)汽車百米以內(nèi)的的路人、汽車和各種障礙物，讓小車更好的行駛。觸覺系統(tǒng)：在自動駕駛車底盤前部裝有磁傳感器，其功能是感應(yīng)路上有磁性的物體，起到智能牽引的功能，因此為了智能牽引，必須在道路上安裝帶有磁性的物體。運行系統(tǒng)：運行系統(tǒng)是小車的核心，采用無線技術(shù)給小車傳達指令，讓小車做出該有的效果和目的，汽車的計算機控制系統(tǒng)來輔助其完成功能，它接受各個系統(tǒng)送達的信息進行匯總、分析、處理，讓車輛智能的改變速度調(diào)整方向來避開障礙物等指令，利用GPS牽引系統(tǒng)，將目標位置提前設(shè)定好，自動駕駛

17、車可以根據(jù)預(yù)定軌跡自動的到達目標位置，起到自動漿砌石的功能。綜上所述，目前國內(nèi)對自動駕駛智能車的研究取得了階段性的成果，要想取得重大的突破，達到真正意義上的自動駕駛車完成需要的功能，仍然需要我們進行更深層次的開發(fā)研究。本文對自動駕駛小車的運動系統(tǒng)進行分析研究，運動系統(tǒng)是小車的核心系統(tǒng)之一，因此研究運動系統(tǒng)可以給智能小車的開發(fā)做出實質(zhì)性的貢獻。國外發(fā)展現(xiàn)狀歐洲發(fā)達國家從上個世紀七十年代著手進行自動駕駛車的研究,美國和西方發(fā)達國家都比較重視車輛的實際效益和運行狀態(tài)。其中，美國在循跡搬運小車領(lǐng)域取得了一些成就，美國在上個世紀八十年代在車輛智能行駛領(lǐng)域有些成果，并提出自主地面車輛計劃(ALV),一些著

18、名大學(xué)也分別開始研究循跡搬運小車。美國在自動駕駛車的研究水平已經(jīng)是世界前列。自主地面車輛(ALV)計劃，該循跡搬運小車有八個輪子，它的的行駛特點是自主緩慢行駛。但由于科學(xué)技術(shù)不發(fā)達，在上個世紀末期各國的科學(xué)研究團隊開始轉(zhuǎn)移研究重點，開始著手研究民用汽車的智能駕駛功能，并且將問題簡單化、人性化。1999年，由美國名?？突仿〈髮W(xué)(CMU)研制的自動駕駛智能汽車Navlab-V,以50-60km/h的速度來運行自動駕駛車輛5，行駛在全長5000km的美國州際高速公路上，以占全長高達96%的自主控制完成了橫穿美國東西部的自動駕駛試驗。2007年，德國一家漢堡公司將先進的激光傳感技術(shù)應(yīng)用于一輛普通轎

19、車，在車內(nèi)裝有激光攝像機、全球定位儀和智能計算機等先進的計算機技術(shù)，并將自動駕駛車取名“LUX”,這輛小車可以嫻熟的運用這些技術(shù)，將自動駕駛的特點充分體現(xiàn)出來，可以在復(fù)雜的城市道路上行駛。它的控制系統(tǒng)是由德國專業(yè)技術(shù)部門與德國Volkswagen公司聯(lián)合研發(fā)而成的。該車的主要研究目的是將人的視覺處理系統(tǒng)應(yīng)用于車輛上，使小車可以在高速馬路上安全行駛，科學(xué)家們應(yīng)用了許多重要部件，有種車載控制單元起到重要作用，比如高清攝像機，它的作用是檢測道路上的行駛線和障礙物，還有傳感器，它的作用是檢測車子行駛速度和行駛方向。法國帕斯卡大學(xué)與雪鐵龍公司聯(lián)合研制的一種結(jié)構(gòu)比較簡單的智能牽引車Peugeot，這種小車

20、將車身重點盡量減少，為了更好的控制車子運行速度和視覺系統(tǒng)，在車內(nèi)裝有攝像頭和速度感性器，它的運行系統(tǒng)是一個DSP芯片，其運行系統(tǒng)是數(shù)字處理器來運算處理。由于小車的運算處理能力強、適應(yīng)能力突出，將小車進行實驗室沒必要做太大的改裝。1.3課題研究意義及目的循跡搬運小車在各種物流系統(tǒng)中起到很重要的作用，它節(jié)省了人力成本和工作效益，提高了生產(chǎn)的智能化和自動化，對于實現(xiàn)生產(chǎn)的全自動化有著重要的意義。本文主要介紹循跡搬運小車的整車和運動系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行性能，在生產(chǎn)實際中觀察并在不斷地工作運行中發(fā)現(xiàn),可以改變其運動方式觀察循跡搬運小車是否有性能上的變化。自動駕駛車輛控制技術(shù)是集車輛工程、計算機技術(shù)、自動

21、控制理論、人工智能理論、視覺計算理論、體系結(jié)構(gòu)理論、程序設(shè)計技術(shù)、機構(gòu)控制技術(shù)、組合牽引技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信與信息融合技術(shù)、機械設(shè)計制造技術(shù)等多種理論及技術(shù)于一體的多學(xué)科、多行業(yè)綜合技術(shù),該技術(shù)不僅有潛力巨大的軍用價值,而且也有著廣闊的工業(yè)和民用市場。它是一個國家計算機科學(xué)、模式識別和智能控制技術(shù)的發(fā)展水平體現(xiàn),也是衡量一個國家科研實力和工業(yè)水平的一個重要標志。循跡搬運小車的完全智能化一直是科學(xué)研究的的熱點項目。另外,當(dāng)前的機器人技術(shù)發(fā)展也必將是工業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，跟它相關(guān)的技術(shù)也在循跡搬運小車小車中應(yīng)用廣泛。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中，電子化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化已成為車輛以后發(fā)展的動向。循跡搬

22、運小車是該發(fā)展動向的完美表現(xiàn)。工業(yè)自動化小車（循跡搬運小車）越來越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)實踐中，由于它的高自動智能化，使工廠既節(jié)約了人工成本和生產(chǎn)成本，又提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)周期。1.4課題研究主要內(nèi)容小車在各行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，對其性能研宄是希望在高性能下能夠發(fā)揮作用。在工業(yè)生產(chǎn)自動化的時代下，其智能化、柔性化、信息化等的優(yōu)點，有代替人工物流的趨勢，它的發(fā)展也會越來越完善本文研究激光引導(dǎo)后叉式運輸小車，采用國際先進激光引導(dǎo)技術(shù)和計算機控制技術(shù)，小車的伸叉能夠伸到落地的歐式托盤下面去存取托盤，具有自動化程度高、體積小、行駛靈活等特點，是一種將光、電、機、計算機、信息工程等高新技術(shù)集于一體的自

23、動化搬運車輛。本文在理解整車運行的情況下，對其運動系統(tǒng)進行了改進，并且對其部件進行分析，再跟其他的小車進行對比分析研究。循跡搬運小車與傳統(tǒng)的人工、半人工的工業(yè)制造和工程實踐方式相比較,循跡搬運小車系統(tǒng)減輕了人工勞動的強度,降低了工業(yè)生產(chǎn)危險,提高了工業(yè)生產(chǎn)效率,在各行業(yè)中均展現(xiàn)了非常重要的作用和地位。在文獻資料中對比循跡搬運小車小車的整車工作性能和運動系統(tǒng)的工作過程，并且對小車以及它的運動系統(tǒng)的工作原理進行分析，將小車的整車工作方式進行比對，來找出它的優(yōu)缺點，跟人工、有人車進行比對，分析它在實踐中應(yīng)用的趨勢，為今后的研究做出理論上的基礎(chǔ)。在不斷地工作運行中發(fā)現(xiàn)，可以改變運動方式觀察是否有性能上

24、的變化。第二章差速運動循跡搬運小車的硬件設(shè)計差速運動循跡搬運小車的設(shè)計要求（1）整體機械傳動設(shè)計：車體框架設(shè)計，叉車升降裝置設(shè)計（2）輔助裝置設(shè)計驅(qū)動單元組件設(shè)計（3）搬運重量800-1000KG差速運動循跡搬運小車的設(shè)計概述本設(shè)計中的循跡搬運小車，包括車體框架和叉車升降裝置，車體框架與叉車升降裝置連接；車體框架內(nèi)部包括蓄電池、控制模塊、驅(qū)動模塊、磁導(dǎo)航傳感器、通信裝置、車架和外殼；蓄電池、控制模塊、驅(qū)動模塊分別安裝在車架上，磁導(dǎo)航傳感器安裝在車架下方，用于檢測地面上的磁帶和磁釘；磁導(dǎo)航傳感器與控制模塊連接，控制模塊與驅(qū)動模塊連接；車架外圍安裝有外殼，并在外殼上安裝有控制面板、紅外避障傳感器，

25、防撞梁。本設(shè)計中的循跡搬運小車使用磁導(dǎo)航傳感器靈活性好，改變、擴充路徑相對簡單；同時配備的紅外避障傳感器和防撞梁保證了搬運小車工作過程的安全性和可靠性，叉車升降裝置使得搬運小車能自動承載托盤完成升降搬運工作。根據(jù)以上所述，并能滿足物流園區(qū)貨物運輸、倉儲流通的實際任務(wù)需要，循跡搬運小車整體尺寸設(shè)計為L1850XW675XH1675（mm）（長X寬X高）。除車體框架以外的其他系統(tǒng)的安裝也直接影響著小車的使用功能和運行情況。差速運動循跡搬運小車的三維設(shè)計圖如下：差速運動循跡搬運小車的設(shè)計參數(shù)牽引方式：叉車式導(dǎo)引方式：磁導(dǎo)航行走方向：前進行走，左右轉(zhuǎn)，分岔驅(qū)動方式：雙電機差速驅(qū)動前進速度：最大速度35

26、m/min負載能力：800-1000KG最小轉(zhuǎn)彎半徑：1705-2075mm直線導(dǎo)引精度：10mm停止精度：20mm控制方式：PLC控制蓄電池：鉛酸電池循跡搬運小車車體框架的設(shè)計車體框架是裝配循跡搬運小車其他零部件的主要支撐裝置，是循跡搬運小車的主要部件之一，主要分為車架和控制系統(tǒng)兩個部分。車架為立體型框架結(jié)構(gòu)，用于安裝各種控制和通訊設(shè)備。車架上安裝有兩個定向輪、驅(qū)動模塊，蓄電池、磁導(dǎo)航傳感器和通信裝置。車架設(shè)計及工藝的合理性直接影響循跡搬運小車的定位精度，應(yīng)滿足的主要條件如下:車體的強度和剛度必須滿足小車承載及運行加速時的要求.盡量降低車體重心，提高整車的抗傾翻能力車體的外廓不應(yīng)有突出部分，

27、以防止碰撞其他物體2.4.1車架的設(shè)計本設(shè)計中車架主體由矩形鋼管，方鋼管和鋼板焊接而成，包括底部襯板(1)、矩形管80X60X5(2)、矩形管70X50X5(3)、方管30X30X3(4)、矩形管100X60X5(5)等部件組成。所有這些部件都固定到特制的焊接夾具上后，一次焊接成型。這里我們制作車架的材料均選用Q235材質(zhì)的鋼管，保證了車體車架的強度和剛度。45車架的上面安裝有金屬外殼，外殼為2mm的鋼板焊接而成。車架的后部固定有叉車升降裝置，側(cè)邊用于放置整個循跡搬運小車的蓄電池，位于車架中下部的驅(qū)動單元固定板是用于固定搬運小車的驅(qū)動單元的，車架尾部安裝兩個3寸定向輪，車架前面安裝有防撞梁，而

28、外殼上主要裝有控制面板模塊，包括報警燈，急停開關(guān)等。2.4.2控制系統(tǒng)的設(shè)計循跡搬運小車的控制系統(tǒng)主要包括驅(qū)動單元，兩個定向輪、PLC控制模塊和障礙物傳感器。（1）定向輪的設(shè)計選型定向輪選用3寸聚氨酯腳輪，一共兩個，分別安裝在車架尾部的兩根矩形方管下方。定向輪參數(shù)：材質(zhì)：輪面聚氨脂輪子直徑：75MM輪寬：50MM安裝高度：111MM（2）PLC控制模塊的設(shè)計選型PLC是當(dāng)下物流搬運小車系統(tǒng)的主流控制核心，當(dāng)下物流搬運小車系統(tǒng)用PLC主要包括三種品牌，西門子、三菱以及歐姆龍。在本設(shè)計中，我們經(jīng)過綜合比較，選擇采用西門子S7-200系列PLC，主要考慮了以下3點因素：1、西門子S7-200系列PL

29、C運用廣泛，西門子技術(shù)支持服務(wù)體系完善，便于系統(tǒng)維護人員的維護作業(yè)；2、西門子CPU226CNDC/DC/DC集成了開關(guān)量輸入、輸出功能，能降低采購開關(guān)量輸入、輸出模塊的額外成本；3、性能穩(wěn)定，價格低廉，具有較高性價比。以西門子S7-200系列PLC為核心控制元器件，電氣設(shè)備的選型明細如下表所示:部件名稱廠家型號數(shù)量PLC模塊西門子6ES7216-2AD23-0XB81PLC模塊西門子6ES7221-1BH22-0XA81三相空開施耐德A9F173321兩相空開施耐德A9F182101接觸器西門子3RT2027-1BB407中間繼電器線圈施耐德RXM2LB2BD13中間繼電器底座施耐德RXZE

30、1M2C13變壓器明緯S-50-2411.5平電纜/35mm走線槽/電氣柜/13）障礙物傳感器的設(shè)計選型障礙物傳感器選用PBS傳感器，型號PBS-03JN-CE,調(diào)整障礙物傳感器的檢測區(qū)域范圍時，使用專用軟件從計算機輸入數(shù)據(jù)。障礙物傳感器參數(shù)如下表：供電電壓24VDC（18-30VDC）供電電流250mA（100mA，照明關(guān)閉），除I/O端子電流和沖流（500mA）激光光源紅外線LED監(jiān)測對象和范圍300X300mm白紙（與傳感器發(fā)射表面平行）；0.2to3mX2m（原點是掃描中心位置），掃描角度1802種掃描模式每個區(qū)域可單獨設(shè)置輸出輸出光電耦合/NPN開集電極輸出（30VDC50mA）；1

31、,2,3：OFF=探測到物體；故障輸出：0N=正常工作輸入（1-4）光電耦合輸入（共陽極，每個輸入電流4mA）,可用于設(shè)置監(jiān)測區(qū)域監(jiān)測區(qū)域設(shè)置監(jiān)測區(qū)域轉(zhuǎn)換：通過輸入1,2,3,4來設(shè)定區(qū)域；發(fā)射停止：輸入1,2,3,4同時為ON；輸出響應(yīng)時間180msec（掃描速度1rev./100msec）；輸入響應(yīng)時間周期：1個掃描時間（100msec）指示燈電源（綠）：故障時閃爍；輸出1,2,3（黃）：燈亮表示監(jiān)測到物體連接線長1m環(huán)境照明鹵素/汞燈：10,000lx,日光燈：6,000lx環(huán)境溫濕度-10to+50degreesC,85%RH（無凝露）振動雙振幅1.5mm10to55Hz,每軸2個小時

32、沖擊490m/s2,10次，X,Y,Z方向防護等級IP64（IEC標準）壽命5years（電動機壽命）材料前面：Polycarbonate,后面：ABS重量約500g4）驅(qū)動單元的設(shè)計本設(shè)計中的驅(qū)動單元由驅(qū)動單元外殼、直線軸承、鎖緊螺母、懸掛立軸、緩沖彈簧、車架連接板、車架固定板、驅(qū)動輪軸、驅(qū)動輪擋片、驅(qū)動輪、直流無刷電機、車橋連接座蓋板、車橋連接座、磁導(dǎo)航傳感器、磁導(dǎo)航傳感器固定板等部件組成。其中，驅(qū)動單元外殼為中空的長方形框體，兩個直流無刷電機并排固定在外殼的長邊內(nèi)側(cè)，車橋連接座與兩個直流無刷電機的側(cè)面固定，車橋連接座頂端與車橋連接座蓋板固定，直線軸承與車橋連接座固定且固定位置與懸掛立軸與

33、車橋連接座的固定位置對應(yīng)；驅(qū)動單元的減震系統(tǒng)包括：鎖緊螺母、懸掛立軸、車架連接板、車架固定板、直線軸承和緩沖彈簧；其中，懸掛立軸位于直線軸承的中孔中，懸掛立軸的頂部和底部分別與鎖緊螺母和車橋連接座固定；懸掛立軸和車橋連接座的底端設(shè)置有與下插銷配合的插銷孔；而緩沖彈簧則被用鎖緊螺母壓縮安裝于車架固定板和車架連接板之間，實現(xiàn)整個驅(qū)動單元的減震功能。在本設(shè)計中，這種驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)高度低，且減震采用減震彈簧設(shè)計，其具有水平減震的作用，具有減震效果好的優(yōu)點。（5）驅(qū)動電機的設(shè)計選型從設(shè)計要求我們得到循跡搬運小車的搬運重量為800-1000KG,最大前進速度為35m/min,這里我們按1000KG的搬運重

34、量進行驅(qū)動電機的設(shè)計選型。在本設(shè)計中我們設(shè)定循跡搬運小車的最大牽引線速度V為35m/min。根據(jù)公式N=V/nD式中：N驅(qū)動電機經(jīng)過減速箱后的轉(zhuǎn)速V循跡搬運小車的牽引線速度D驅(qū)動輪的直徑已知驅(qū)動輪的設(shè)計直徑為150mm,計算得到驅(qū)動電機經(jīng)過減速箱后的轉(zhuǎn)速：N=35*1000/(n*150)74.27r/min取驅(qū)動單元的驅(qū)動輪與地面之間的滾動摩擦系數(shù)為0.2,從三維設(shè)計圖中計算得出整個循跡搬運小車自重200KG，按搬運貨物最大重量lOOOkG計算，得到：整個循跡搬運小車在輸送過程中與地面的滾動摩擦力f=0.2*1200*10=2400N我們這里的循跡搬運小車以勻速運動的方式運動時單個驅(qū)動輪的牽

35、引力F=1/2*f=1200N計算可以得到：驅(qū)動電機經(jīng)過減速箱后的輸出扭矩M=F*R=1200 x75/1000=90N.MP根據(jù)公式M=9550 xw/n式中：M電動機經(jīng)過減速箱后的輸出扭矩電動機的主軸輸出功率n電動機經(jīng)過減速箱后的輸出轉(zhuǎn)速計算得到：P電動機的理論主軸功率w=90*74.27/9550=0.6999KWa0.7KW電動機所需的功率：P式中：w輸送機理論主軸功率傳動裝置的總傳動效率，取0.95電動機功率P0.7計算得到驅(qū)動電機功率m=kW沁0.74kW0.95由于本設(shè)計中整個系統(tǒng)選用的電壓為直流，我們可以選擇使用直流伺服電機；直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷直流伺服電一電機

36、成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護，但維護方便換碳刷），會產(chǎn)生電磁干擾，對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。無刷直流伺服電機一一電機體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定。容易實現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護不存在碳刷損耗的情況，效率很高，運行溫度低噪音小，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。我們這里選用直流無刷伺服電機，選用上海步科的低壓伺服系統(tǒng)，驅(qū)動電機參數(shù)：小慣量DC48V,電機額定功率0.75KW,額定轉(zhuǎn)速3000r/min,額定轉(zhuǎn)矩2.39N.m,伺服電機型號SMC80

37、S-0075-30AAK-3DKH，從伺服電機的產(chǎn)品手冊上查到標準馬達規(guī)范表，見下表2-6伺腿電機型號$MC6(15-0020-3QAi-IC-3DKHSMC60S-0040-3OAoK-3DKHSMCSOS-DGQ-SOAaK3DKHSMC805-00753。人口號3DKH適配呢動器FDL23-LA-000rFD123-CA-0M,FD123-CC-000rFD123-EA-GOOFD133LAQDOkFD133-CA-OOOFD133亡100FD133EAOOO直旣母蟲電壓UCK484S4848連毀持性飯宦功Pn(W)200400WD750BEJSSITnfNm)Q1.271.272.35

38、埶定轉(zhuǎn)謹rWpm3000300030DD3DDD傾定電旅InlA)4i-10y.b21.5瞬時最犬轉(zhuǎn)Tnn(Nm)1.9-2-弓13.B17.17瞬時園大電ijftlm(A)13.82524&4.5淫集靜占怙矩T引Ne)2.63建蛙靜吞電和口A)5.061110.23.7線線電陽RLCQJ1.10.420.22(M卻一址電感LL(mH2.40.7910.46電氣時間(ms)2.1B1.884,55芍機幅時間?？E(ms)3.221.841.651.79反電勢敲魏Ke(V/krpm)9書8S.7轉(zhuǎn)距常哉Kt(Nm/A)01490.132320.132320.1110.3710

39、.4450.761.260.375(帶抱閘)0.447(帶挹閘J0.77(ffi擔(dān)問)1.27(帶擔(dān)問)擔(dān)閘煤持陽處TfNmj3.2極時敢51J3冊大允du/dt(KV/MS)88&g絶級等級F7FF軸孝徑向力FNISO180ISO335細雖軸向力F的)帥帥90167.5iftGtKg1_L缸帶抱閘)2.1(帶抱閘2.a(帶抱閘)3.5機&L(mm)1141.51401512311.514915155L5(帶福閘)1311.5(WBMH16613(帶樞閘19213(帶抱閘)位HL反愎裝倉2500ppr電武誼瑪端簾鼻式)法卻方式全封闔自泠卻防護零禺IP65t

40、=P54便用環(huán)蛋iffl-20-40=濕屋90監(jiān)RH口下民凝H)遠離商燭，可矯性r林,油;冏.灰塵1000-4000m1SftlOOmi功率下降L.5%X向MSffi/ti.Y軸方向展如E燭號標旌亡外14門朋由表2-6SMC系列伺服電機技術(shù)參數(shù)表22.SP211VP50Bt5HKEY1T509IW1俛沾FeedbackWePowerWireSMC80S-0075-30AAK-3DKH圖2-11驅(qū)動電機機械尺寸圖（6）驅(qū)動電機減速機的設(shè)計選型已知驅(qū)動電機的額定轉(zhuǎn)速n1為3000r/min,驅(qū)動電機經(jīng)過減速箱后的轉(zhuǎn)速n2為74.27r/min,計算傳動比：nin2i=3000/74.27=40.3

41、940我們這里選用湖北行星傳動設(shè)備有限公司的精密行星減速機，由于我們的驅(qū)動方式為L型輸出方式,所以我們這里選用他們的ZJPX系列的精密行星減速機。該減速機主要性能：1.采用螺旋傘齒輪換向,輸出力矩比直傘齒輪高30%,噪音更低；轉(zhuǎn)動體經(jīng)動平衡校正確保運行更平穩(wěn)；適配任何伺服電機,輸入,輸出模塊組合,可進行特殊連接設(shè)計,安裝簡便可靠；維護簡單,在壽命期間無需要換潤滑油脂。ZJPX行星減速機技術(shù)參數(shù)戸品號ZJPX65ZJRC85zjPKiiaZJW1421350309530級最iwim.uU渝如woo95J19*944-.胡*Lift90趣20000h33c?153?Q燧a775iae430-4z3

42、19540039從減速機的產(chǎn)品手冊上查到，已知驅(qū)動電機經(jīng)過減速箱后的輸出扭矩為90N.M我們這里選用2級減速比40的減速機型號ZJPX115。驅(qū)動電機減速機尺寸圖如圖2-11所示；#15?mm產(chǎn)品空42J(HJJW8&二f-li9KK!A11t8131.3DISi輩口井布m*701M1：.55tSasIS闢軸出蚌規(guī):-f2940Iw4fTS3SMC6昶凸臺*h7即?ass閑|Ltstt44TQL24$s口述祐L4苗治口需曲4087L5*7CTz-WZSI7Sw1ijror13?L61剣1紹&1忖14ZL5矗速吧總世101N1W2SMid412|需定苗凸&312341百廷曲J/：E聞*Id1-1

43、T5Ct電匚育応TL曲市囲:，,*,w25KfflQ2擊輩耶Tt4xtfS”10W6k12tGUI2；二也杞*4評y.ia2：距曲a柚X40W5電業(yè)址怕豐徑?o31fi114$C崛陽理論國塩65t?e3誼錨175eg扯廛機龍屋1155畑52501時U5fi12murnSt3$4疥2.葩n的1付H8I12WIQES1112ISZJPX行星減速機標準尺寸口2.5叉車升降裝置的設(shè)計（1）叉車升降裝置的設(shè)計概述叉車升降裝置按照升降裝置動力源可分為液壓式、電動式。循跡搬運小車的貨叉需要運動到托盤下方，通過叉車升降裝置將托盤提升到一定高度，循跡搬運小車與托盤連接到一起，從而將自身的運動傳遞給托盤，帶動托盤

44、一起運動。叉車升降裝置位于循跡搬運小車車體的后部，叉車升降裝置為兩個可升降的金屬貨叉，當(dāng)貨叉降下時，貨叉可以進入托盤的下方，從而將循跡搬運小車和托盤連接在一起，循跡搬運小車可以載著托盤運行。當(dāng)貨叉降下時，貨叉離開托盤，從而將循跡搬運小車和托盤分離開，循跡搬運小車獨立運行?！?610315163BO所述叉車升降裝置包括升降滾輪（1）、升降滾輪固定軸（2）、升降架（3）、升降貨叉（4）、頂板（6）、主動鏈輪（7），升降電機（8）、升降軌道（9）、輸出主軸（12）、軸承座（13）、從動鏈輪（14）、升降鏈條（15）和配重塊（16）；四個升降滾輪（1）分別與四個升降滾輪固定軸（2）連接，然后安裝在升降

45、貨叉的安裝孔上，兩個升降貨叉（4）與升降架（3）通過焊接的方式連接到一起。頂板（6）和兩個升降軌道（9）同樣通過焊接的方式焊接形成一個龍門框架結(jié)構(gòu)。升降電機（8）安裝到頂板（6）上，主動鏈輪（7）固定到升降電機（8）的輸出軸上，輸出主軸（12）兩端分別套有兩個軸承座（13），再將兩個軸承座（13）固定到頂板上，在輸出主軸（12）中間的對應(yīng)位置安裝三個從動鏈輪（14），通過一條封閉的鏈條將正中間的從動鏈輪（14）和主動鏈輪（7）連接起來，從而將升降電機（8）的動力傳遞到輸出主軸（12）上，將兩條升降鏈條（15）穿過另外兩個從動鏈輪（14），最后通過兩根升降鏈條（15）分別將升降架（3）和配重塊（

46、16）連接起來。最終實現(xiàn)了用升降電機驅(qū)動整個升降裝置的效果。這里設(shè)計配重塊的目的有兩點：1.減少電機的負載。以搬運1000KG重量的貨物為例，在有配重塊的情況下，電機只需要負載500KG的重量，而剩下500KG的重量由配重塊抵消；2.斷電保護。在循跡搬運小車突然斷電的情況下，配重塊起到和升降貨叉平衡的作用，防止意外掉落的情況發(fā)生，也保護了升降電機的安全性。2)升降電機的設(shè)計選型從三維設(shè)計圖中我們得到叉車升降裝置的升降行程為lm,且貨叉升降的速度要求并不高，我們這里設(shè)計讓貨叉在15S的時間內(nèi)跑完1米的行程，得到貨叉升降的線速度為4m/min。從設(shè)計要求我們得到循跡搬運小車的搬運重量為800-10

47、00KG,這里我們按1000KG的搬運重量進行升降電機的設(shè)計選型。根據(jù)公式N=V/nD式中：N升降電機經(jīng)過減速箱后的轉(zhuǎn)速V貨叉升降的線速度D從動鏈輪的分度圓直徑已知我們選用的從動鏈輪的規(guī)格為BSP50B18-N-25，查手冊得到分度圓直徑為91.42mm,計算得到升降電機經(jīng)過減速箱后的轉(zhuǎn)速：N=4*1000/(n*91.42)13.93r/min假設(shè)不考慮升降滾輪與升降軌道之間的滾動摩擦力，從三維設(shè)計圖中計算得出整個叉車升降裝置自重80KG，由于配重塊的存在，按負載500kG計算，得到：整個叉車升降裝置在升降過程中作用于單根升降鏈條上的牽引力f=1/2*580*10=2900N,升降電機經(jīng)過減

48、速箱后的總牽引力F為5800N。計算可以得到：升降電機經(jīng)過減速箱后的輸出扭矩M=F*R=5800 x91.42/1000/2=265.1N.MP根據(jù)公式M=9550 xw/n式中：M電動機經(jīng)過減速箱后的輸出扭矩電動機的主軸輸出功率n電動機經(jīng)過減速箱后的輸出轉(zhuǎn)速計算得到：P電動機的理論主軸功率w=265.1*13.93/9550a087KW電動機所需的功率：P式中：w輸送機理論主軸功率傳動裝置的總傳動效率，取0.95電動機功率P0.387計算得到驅(qū)動電機功率mkW沁0.407kW0.95我們這里還是選用直流無刷伺服電機，選用上海步科的低壓伺服系統(tǒng)，升降電機參數(shù)：小慣量DC48V,電機額定功率0.

49、4KW,額定轉(zhuǎn)速3000r/min,額定轉(zhuǎn)矩1.27N.m,伺服電機型號SMC80S-0040-30AAK-3DKH，從伺服電機的產(chǎn)品手冊上查到標準馬達規(guī)范表，見下表2-6伺腕電機型號$MC6(15-0020-3QAi-IC-3DKH訊匚605-0040-3OAoK-3DKHSMCS0S-0G4D-50AaK3DKHSMCS05-0075-30AoK-IDKH適配呢動器FDL23-LA-000rFD123-CA-W0,FD123-CC-OOOrFD123-EA-WOFD133LAQDOkFD133-CA-OOOFD133-CC-OOO,FD133-EA-OOO直旣母蟲電壓UCK48484848

50、連線持性舉宦功Pn(W)200400500750BEJSSITnjNm)Q1.271.272.35埶定Wiir4(rpm3000300030DD3DDD傾定電旅InlA)4i-10y.b21.5瞬時最大轉(zhuǎn)1.&2-弓13.B17.17瞬時園K電鍛血(樹13.82524&4.5淫集靜吞弱矩珂Ne)2.63建蛙靜吞電和口A)5.061110.23.7線線電陽RL(Q)1.10.420.22(M卻一址電!LL(mHJ2.40.7910.46電氣時間(ms)2.1B1.884點5用機幅時間常竣TE(ms)3.221.841.651.79反電勢第魏Ke(V/krpm)9書aS.7轉(zhuǎn)距常

51、哉Kt(Nm/A)0.1490132320.13232o.inSSUffllJmtKgKmZ)0.375CM犒0.761.260.37S(帶抱閘)0A47帶挹閘J0.77(擔(dān)問)L37(1擔(dān)何)擔(dān)閘煤持陽處TfNmj3.2極時敢51J3冊大允許cki/dHKW閻88&g絶級昶F7FF軸孝徑向力FNISO1801BD335細雖軸向力F的)帥帥90167.5BftG(Kg2.9L缸帶翹閘)2.1帶抱閘2.a(帶翹閘)3.5機L(mm)1141.51401512311.514915155L5(帶福閘)1811.5(薔抱閘16613(帶抱閘)19213(帶抱閘)位H

52、L反愎裝童2S00pprJt電式縮瑪端咆鼻式)法卻方式全封闔自泠卻防護零禺IP65.鈾淵P54便用環(huán)蛋iffl-20-40X濕康90監(jiān)RH口下民凝H)遠離商燭，可矯性rt*,油;冏.灰塵1000-4000mAftftlOOmi功率TMFL-5%X向MSffi/ti.Y軸方向最大啊E燭號標旌亡外14門朋由表2-6SMC系列伺服電機技術(shù)參數(shù)表SMC80S-0040-30AAK-3DKH22FtFfJ-LHMjsmgm604P圖2-11升降電機機械尺寸圖叉車升降裝置設(shè)計參數(shù)：輸出主軸直徑：25mm；牽引力：500KG；升降行程：1m；升降保護：升降限位開關(guān)保護，防止電機燒壞升降速度：速度4m/min

53、；主動鏈輪：BSP50B10-N-15從動鏈輪：BSP50B18-N-25升降鏈條：RS50我們這里需要對叉車升降裝置中的關(guān)鍵零件輸出主軸進行應(yīng)力和變形量分析，判斷其結(jié)構(gòu)的可行性和可靠性。將叉車升降裝置中其中無關(guān)零件剔除，只對輸出主軸進行有限元分析。已知作用于輸出主軸上的作用力為5800N,下圖為輸出主軸的應(yīng)力分布圖，從圖中可以看到應(yīng)力最大值位于和軸承座固定的根部位置。輸出主軸材質(zhì)選用Q235,在常溫條件下，許用應(yīng)力=235MPa,從應(yīng)力分布圖中可以看到應(yīng)力最大值為172,498.944Paul72.5MPav235MPa。同理我們從整體變形量分布圖中可以看到變形量最大值為2.514e-lmm

54、,綜上所述，說明輸出主軸的強度滿足使用要求。應(yīng)力分布圖估|DimXpert|辦公室產(chǎn)品|隔1巴1麗l（a|電城出主軸陋復(fù)件U默認，盪EL甸History圈傳歸E（AJ抄?=音通碳鋼0斕見基隹面上視基隹面占見基準面1+原點田電凸臺-拉伸1EJ切除-旋轉(zhuǎn)1I|4丈SimulationXpressStudy（-谿人翊榆出主軸（-SW普通碳鋼-）自/卻L國定-1申國夕陪戯荷丄力-1（按條目：2900N:）EIM結(jié)果複型名稱:揃出主軸算例2稱:SimulationXpressStudy-默認-）圉僚型:靜應(yīng)力分析節(jié)應(yīng)力Stress變形比例198.869整體變形量分布圖估|DimXpert|辦公室產(chǎn)品$|

55、西|隱lIGEEEBb輸出主軸默從復(fù)件V默認A主卜Historyfej傳歸aJ注解5=昔通碳前見爭隹面0上視華隹面0白見基準面X*原點凸臺-拉伸1血切除-旋轉(zhuǎn)-樓型名稱:揃出主軸算例2稱：SimulationXpressStudy卜默認-）囹牆靜韻廉Displacement變形比例;198,869vonMises(N/mA2)172,498,944.000_158,124,080.000_143,749,200.000_129,374,328.000或SimulationXpressStudy（-黑人曬揃出主軸（-SW普通碳鋼-）空國定-1目國夕陪戯荷丄力-1（按條目：2900N:）由闋結(jié)果1

56、14,999,456.000100,624,58400086,249,704.00071,874,832.00057,499,952.00043,125,076.00028,750,204.00014,375,328.000453.441屈月他：220,594,000.000URES(mm)2.514e-0012.305e-0012.095e-0011.886e-001LL-血-血-事-le-la-IM1.676e-0011.467e-0011.257e-001L048e-0018.38ie-0026,286e-0Q24.190e-0022.095e-0021.000e-030第三章差速運動控

57、制的程序設(shè)計差速運動控制概述循跡搬運小車的運行路線圖由行走路線，停止工位和轉(zhuǎn)彎標識組成，磁導(dǎo)航傳感器一般配合磁條、磁釘或電纜使用，不管是磁條、磁釘還是電纜，都是為了預(yù)先定義循跡搬運小車自主導(dǎo)航設(shè)備的行進路線停止工位或者其它動作區(qū)域。根據(jù)使用方式，我們將磁導(dǎo)航分為兩種類型：地標傳感器和磁導(dǎo)航傳感器。地標傳感器和多點位的磁導(dǎo)航傳感器相互配合，構(gòu)成完整的磁導(dǎo)航感知系統(tǒng)。磁導(dǎo)航傳感器安裝在循跡搬運小車的正下方中軸線位置，兩側(cè)是地標傳感器。如果循跡搬運小車沿著磁條行進，磁導(dǎo)航傳感器應(yīng)該位于磁條正上方。當(dāng)磁導(dǎo)航傳感器檢測到磁條不在傳感器的正下方，而是偏左或者偏右，循跡搬運小車就可以通過左轉(zhuǎn)或者右轉(zhuǎn)進行前進

58、方向調(diào)整，直到傳感器檢測到磁條位于傳感器的正下方為止。地標傳感器用于檢測除了磁條導(dǎo)引線之外的其它特定標志，比如轉(zhuǎn)彎標志、岔道標志、出站標志等等。磁導(dǎo)航傳感器和兩側(cè)地標傳感器安裝位置如下圖所示：磁條在周圍產(chǎn)生磁場，越靠近磁條磁場強度越大。磁導(dǎo)航傳感器正上方多個探測點所在位置的磁場最大，其它探測點所在位置的磁場強度相對較弱，特別是遠離磁條的探測點所在位置的磁場強度幾乎為零。磁導(dǎo)航傳感器由此獲得磁條的磁場分布，從而確定磁條在磁導(dǎo)航傳感器的位置。循跡搬運小車差速運動控制系統(tǒng)根據(jù)這個信息，就能夠確定它的行進方向是否偏離預(yù)定航線。磁導(dǎo)航傳感器設(shè)計選型磁導(dǎo)航傳感器選型：地標傳感器MA02和磁導(dǎo)航傳感器MA1

59、6MA02和MA16帶NPN數(shù)字量輸出和RS485串口輸出磁導(dǎo)航傳感器MA16用于循跡搬運小車路徑識別用，地標傳感器用于檢測除了磁條導(dǎo)引線之外的其它特定標志，比如轉(zhuǎn)彎標志、岔道標志、出站標志。上圖是一種典型的循跡搬運小車導(dǎo)引線鋪設(shè)方式。黑色部分是用于引導(dǎo)自動牽引的磁條，循跡搬運小車根據(jù)磁條來確定行進路線；藍色方塊是N極磁條，作為交叉路，告知循跡搬運小車到了交叉路口，需要根據(jù)預(yù)定的策略決定行進方向；綠色方塊是S極磁條，作為轉(zhuǎn)彎標志，提示循跡搬運小車即將進入彎道以及彎道的方向。黑色磁帶交叉位置為停止位，當(dāng)多個傳感器有反饋時，小車工位加一，正常情況為傳感器反饋點為4個，停止位為7個。差速運動控制的方

60、式循跡搬運小車的運動控制為差速運動控制，以控制兩個驅(qū)動輪不同的運轉(zhuǎn)速度來控制牽引車的運行方向。牽引車驅(qū)動輪運行的速度準備用以下兩種方案相結(jié)合的方式來控制：1、PID控制，以牽引車在磁帶導(dǎo)航正中為PID的給定值，以磁導(dǎo)航傳感器檢測到的數(shù)據(jù)為PID的反饋值，分別控制兩個驅(qū)動輪的速度。2、以磁導(dǎo)航傳感器反饋的數(shù)據(jù)分不同情況設(shè)置兩個驅(qū)動輪的速度，根據(jù)不同情況驅(qū)動輪以不同的速度運行。3.4差速運動控制的實現(xiàn)及PLC程序設(shè)計1、實現(xiàn)循跡搬運小車能繞著圓圈做循環(huán)運行，測試差速控制方式、用西門子PLC-200符合控制要求（程序的大小、程序的掃描周期）2、實現(xiàn)循跡搬運小車繞著圓圈做循環(huán)運行，在固定位置停止，測量