開(kāi)題報(bào)告-AGV智能車(chē)設(shè)計(jì)

PAGEPAGE1畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告題目agv小車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課題來(lái)源□01企業(yè)課題□02教師科研□03教師自擬指導(dǎo)教師學(xué)院專(zhuān)業(yè)學(xué)生姓名課題類(lèi)型□01論文□02設(shè)計(jì)□03論文+設(shè)計(jì)□04論文（在實(shí)踐中完成）□05設(shè)計(jì)（在實(shí)踐中完成）□06論文+設(shè)計(jì)（在實(shí)踐中完成）1、選題的背景和意義選題的背景和意義AGV作為生產(chǎn)物流中的一種運(yùn)輸工具，在上個(gè)世紀(jì)80年代高速發(fā)展成為生產(chǎn)物流系統(tǒng)里最大的專(zhuān)業(yè)分支之一，已經(jīng)成為現(xiàn)代化企業(yè)自動(dòng)化裝備的重要組成部分。在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，AGV在生產(chǎn)物流系統(tǒng)的應(yīng)用比較廣泛，技術(shù)成熟。在日本、韓國(guó)，AGV的應(yīng)用也很廣泛，特別是在日本，日本AGV的產(chǎn)品規(guī)格、技術(shù)水平、裝備數(shù)量和自動(dòng)化已經(jīng)發(fā)展到了規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和大批量式生產(chǎn)。在中國(guó)，AGV發(fā)展迅速，出現(xiàn)了新松機(jī)器人公司、昆明船舶公司和廣州井源公司等大量的AGV生產(chǎn)廠商，其中新松機(jī)器人公司是“機(jī)器人國(guó)家工程研究中心”、“國(guó)家863計(jì)劃智能機(jī)器人主題產(chǎn)業(yè)化基地”和“國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃成果產(chǎn)業(yè)化基地”。此外，國(guó)外目前出現(xiàn)了一種新型的AGV——亞馬遜的Kiva機(jī)器人，見(jiàn)圖1-1。美國(guó)亞馬遜公司在2012年收購(gòu)了自動(dòng)化物流提供商Kiva的機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)通過(guò)整合和調(diào)整，將Kiva機(jī)器人應(yīng)用在亞馬遜的倉(cāng)庫(kù)中，到2012年底在10個(gè)倉(cāng)庫(kù)中總計(jì)布置了15000多臺(tái)Kiva。Kiva重量約145kg，頂部有一個(gè)升降圓盤(pán)，最多能舉起340kg重的貨物，操作的準(zhǔn)確率達(dá)到了99.99%。Kiva的導(dǎo)引方式是根據(jù)掃描地上的條碼前進(jìn)，并根據(jù)無(wú)線指令將物品從倉(cāng)庫(kù)搬運(yùn)到員工處理區(qū)，從而提高員工處理區(qū)的工作效率，應(yīng)用之后的工作人員每小時(shí)可以挑揀、掃碼300件商品，工作效率是應(yīng)用之前的三倍。圖1-1Kiva機(jī)器人目前,AGV的應(yīng)用領(lǐng)域主要用在制造業(yè),特別是在重型機(jī)械及部分非加工制造中的應(yīng)月在制造業(yè)中主要用于物料分發(fā)、裝配和加工制造方面。其中,裝配作業(yè)中,汽車(chē)工業(yè)是AGV的應(yīng)用大戶(hù)。在物料分發(fā)中,主要用于生產(chǎn)工序間的物料移送和倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)中的物料移送,在凈化室中,AGV更可大顯身手,滿足凈化要求極高的操作。另外,AGV還可以作為機(jī)器,人的“腳”,使機(jī)器人在更大范圍內(nèi)自動(dòng)完成作業(yè)、水泥地面的光整等13,在有核輻射的地方,使用機(jī)器人與AGV的配合,完成檢修與材料概運(yùn)等工作。自動(dòng)引導(dǎo)小車(chē)簡(jiǎn)稱(chēng)為AGV,是英文AutomatedGuidedVehicle的縮寫(xiě)。AGV是采用自動(dòng)或人工方式裝載貨物,按設(shè)定的路線自動(dòng)行駛或牽引著載貨臺(tái)車(chē)到指定的地點(diǎn),再用自動(dòng)或人工方式裝卸貨物的工業(yè)車(chē)輛,按日本JSD6801的定義:AGV是以電池為動(dòng)力源的一種自動(dòng)操縱行駛的工業(yè)車(chē)輛。AGV只有按物料搬運(yùn)作業(yè)自動(dòng)化、柔性化和準(zhǔn)時(shí)化的要求,與自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)、自動(dòng)裝卸系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和管理系統(tǒng)等構(gòu)成自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)系統(tǒng)(AGVS)才能真正發(fā)揮作用。AGV的各組成部分一般有:導(dǎo)向系統(tǒng)、車(chē)體、蓄電池及充電裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、轉(zhuǎn)向裝置移栽裝置、控制與通信系統(tǒng)、安全裝置。導(dǎo)向系統(tǒng)是AGV的核心部分,用來(lái)保證AGV按設(shè)定的路線自動(dòng)行駛。車(chē)體由車(chē)架、減速器、電動(dòng)機(jī)、車(chē)輪等組成,車(chē)架常采用焊接剛結(jié)構(gòu),要求有足夠的剛性。蓄電池常采用24V或48V直流工業(yè)蓄電池,供電周期為20h左右。驅(qū)動(dòng)裝置由車(chē)輪,減速器、制動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)及速度控制器等部分組成,并由計(jì)算機(jī)或人工進(jìn)行控制,它是一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)的變速控制系統(tǒng),轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)有三種:鉸軸轉(zhuǎn)向式三輪車(chē)型、差速轉(zhuǎn)向式四輪車(chē)型和全輪轉(zhuǎn)向式四輪車(chē)型。移裁裝置用來(lái)裝卸貨物,其裝卸方式分為被動(dòng)裝卸和主動(dòng)裝卸兩種?？刂婆c通信系統(tǒng)包括車(chē)上控制器和地面(車(chē)外)控制器,均采用微型計(jì)算機(jī),通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)系。AGV的安全裝置包括多級(jí)硬件和軟件,例如,在AGV的前面設(shè)有紅外光非接觸式防碰傳感器和接觸式防碰傳感器-保險(xiǎn)杠;AGV的前后有黃色警視信號(hào)燈,當(dāng)AGV行走時(shí)信號(hào)燈閃爍;每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪帶有安全制動(dòng)器,斷電時(shí)制動(dòng)器自動(dòng)接上:小車(chē)每一面都有急停按鈕和附有傳感器的安全保險(xiǎn)杠,當(dāng)小車(chē)輕微接觸障礙物時(shí),保險(xiǎn)杠受壓,小車(chē)停止;一旦發(fā)生故障,AGV自動(dòng)進(jìn)行聲光報(bào)警,同時(shí)通過(guò)無(wú)線通線系統(tǒng)通知AGV監(jiān)控系統(tǒng)。AGV的特點(diǎn)(1)運(yùn)行路徑和目的地可以由管理程序控制,機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)。而且某些導(dǎo)向方式的線路變更十分方便靈活,設(shè)置成本低10(2)工位識(shí)別能力和定位精度高,具有與各種加工設(shè)備協(xié)調(diào)工作的能力。在通信系統(tǒng)的支持和管理系統(tǒng)的調(diào)度下,可實(shí)現(xiàn)物流的柔性控制。(3)載物平臺(tái)可以采用不同的安裝結(jié)構(gòu)和裝卸方式,能滿足不同產(chǎn)品運(yùn)送和加工的需要。因此,物流系統(tǒng)的適應(yīng)能力強(qiáng)。"(4)可裝備多種聲光報(bào)警系統(tǒng),能通過(guò)車(chē)載障礙物探測(cè)系統(tǒng)在碰撞到障礙物之前自動(dòng)停止。當(dāng)其列隊(duì)行駛或在某一區(qū)域交叉運(yùn)行時(shí),具有避免相互碰撞的自控能力,不存在認(rèn)為差錯(cuò)。因此AGV比其他搬運(yùn)系統(tǒng)更安全。(5)AGV組成的物流系統(tǒng)不是永久性的,而是在給定的區(qū)域內(nèi)設(shè)置。與傳統(tǒng)物流輸送系統(tǒng)在車(chē)間內(nèi)固定設(shè)置且不易變更相比,該物流系統(tǒng)的設(shè)置柔性強(qiáng),并可以充分利用人行通道和交叉通道,從而改善車(chē)間地面利用率。(6)與其他物料輸送方式相比,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(lèi)型和工位較多時(shí)。國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀A(yù)GV是上個(gè)世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)的一種自動(dòng)化物料搬運(yùn)設(shè)備，可以負(fù)載一定質(zhì)量的物體在起始點(diǎn)和終點(diǎn)之間自動(dòng)運(yùn)行美國(guó)在AGV方面的研究較早。GeorgeC.Devol在1954申請(qǐng)的專(zhuān)利“Programmedarticletransfer”中，首次提出了“示教再現(xiàn)機(jī)器人的概念”。1958年，美國(guó)的約瑟夫·英格伯格和德沃爾一起研制出了第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，并成立了第一家機(jī)器人制造公司。同時(shí)期的另一家公司——AMF公司也加入了工業(yè)機(jī)器人的研制，其研制出來(lái)的機(jī)器人主要用于機(jī)器之間的物料運(yùn)輸。1970年，據(jù)統(tǒng)計(jì)美國(guó)當(dāng)時(shí)在全自動(dòng)化生產(chǎn)線上工作的工業(yè)機(jī)器人超過(guò)了200臺(tái)。90年代初期，美國(guó)Denning公司和Windsor業(yè)公司合作研制的地面吸塵器Robo-Scrub，采用了超聲波檢測(cè)障礙，利用了高精度的激光導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)引日本在上世紀(jì)60年代至80年代間，由從美國(guó)引進(jìn)AGV發(fā)展到向美國(guó)出口AGV。1968年，川崎重工業(yè)公司在引進(jìn)美國(guó)Unimation機(jī)器人的基礎(chǔ)上對(duì)它做出技術(shù)改進(jìn)，并于1970年實(shí)現(xiàn)了日本國(guó)產(chǎn)化。由此，日本開(kāi)始了開(kāi)發(fā)和應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)的高速增長(zhǎng)期。此外，KRSKodagoda等（2002）在研究了AGV小車(chē)的橫向和縱向控制的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了耦合直接模糊PD/PI控制，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析得出此算法在跟蹤精度、控制顫振和穩(wěn)健性上，相比傳統(tǒng)的反對(duì)比例-積分-微分（PID）控制器更有利于AGV的導(dǎo)引。姚佳杰（2014）通過(guò)對(duì)歐美發(fā)達(dá)國(guó)家AGV的發(fā)展史進(jìn)行研究表明，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的AGV技術(shù)成熟，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，有室外和地下的AGV產(chǎn)品，同時(shí)在日本和韓國(guó)，AGV也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)出來(lái)的AGV在產(chǎn)品的規(guī)格、技術(shù)和自動(dòng)化水平上均達(dá)到了世界先進(jìn)水平。國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)前我國(guó)在AGV的研究、制造方面和歐美發(fā)達(dá)國(guó)家、日本、韓國(guó)相比還存在著定的差距，我國(guó)目前生產(chǎn)行業(yè)對(duì)AGV還相對(duì)陌生，應(yīng)用的普及率較低。21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)學(xué)者對(duì)AGV的研究越來(lái)越多，研究的內(nèi)容從相對(duì)單一到現(xiàn)在的全面研究，發(fā)展較為迅速，已經(jīng)在AGV的控制系統(tǒng)、導(dǎo)引系統(tǒng)和安全系統(tǒng)等方面有了研究成果。冉文學(xué)（2000）對(duì)AGV設(shè)計(jì)中的安全裝置進(jìn)行了研究，研究了一套不僅可以防止錯(cuò)誤動(dòng)作的產(chǎn)生，還可以智能化處理錯(cuò)誤動(dòng)作的安全系統(tǒng)。王可（2014）對(duì)當(dāng)前的研究現(xiàn)狀進(jìn)行研究，研究表明當(dāng)前雖然我國(guó)可以大批量制造AGV，但AGV的關(guān)鍵技術(shù)，如AGV配套的電機(jī)、伺服控制器和定位裝置等還需要?dú)W美發(fā)達(dá)國(guó)家、日本或韓國(guó)的支持，造成成本相對(duì)較高，在價(jià)格方面阻礙了AGV在我國(guó)的推廣。2、研究的基本內(nèi)容本課題的二維碼agv小車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)具有外觀，結(jié)構(gòu)。對(duì)于本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：1）研究二維碼agv小車(chē)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)分析，提出設(shè)計(jì)方案；2）選定的二維碼agv小車(chē)進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)研和構(gòu)思，對(duì)二維碼agv小車(chē)、結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，獨(dú)立完成產(chǎn)品的二維及三維建模設(shè)計(jì)；4）重要零部件的設(shè)計(jì)和選??；5）完成產(chǎn)品所需的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)計(jì)算，進(jìn)行模型渲染；6）完成二維碼agv小車(chē)的設(shè)計(jì)和二維裝配圖與零件圖的繪制；8）整理相關(guān)資料，編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。4、研究方法（技術(shù)路線）和措施1、研究思路4-1研究思路流程2、本次課題可以通過(guò)以下方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：(1)首先查閱書(shū)籍資料掌握二維碼agv小車(chē)的結(jié)構(gòu)與工作原理；(2)根據(jù)現(xiàn)有的二維碼agv小車(chē)的參數(shù)，運(yùn)用solidworks建立二維碼agv小車(chē)模型；(3)通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)及使用手冊(cè)來(lái)完成相關(guān)部件的選型機(jī)設(shè)計(jì)5、任務(wù)總體安排和進(jìn)度計(jì)劃任務(wù)總體安排（1）按照要求結(jié)合文獻(xiàn)綜述，按時(shí)提交一份開(kāi)題報(bào)告；（2）根據(jù)選定的二維碼agv小車(chē)進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)研和創(chuàng)意構(gòu)思，對(duì)二維碼agv小車(chē)外觀、結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，獨(dú)立完成產(chǎn)品的CAD三維建模設(shè)計(jì)；（3）確定待開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案及執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)；（4）按照進(jìn)度計(jì)劃，結(jié)合個(gè)人設(shè)計(jì)思路及相關(guān)的計(jì)算及理論依據(jù)，撰寫(xiě)畢業(yè)論文，論文不少于15000字，做到文字通順，內(nèi)容格式正確；說(shuō)明所選用的標(biāo)準(zhǔn)件類(lèi)型。進(jìn)度計(jì)劃（1）準(zhǔn)備階段：確定主題，接收任務(wù)書(shū)，查閱與課題相關(guān)參考資料，對(duì)資料進(jìn)行整理，明確課題設(shè)計(jì)內(nèi)容和意義、研究背景、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)重點(diǎn)和難點(diǎn)等，提交開(kāi)題報(bào)告。（2）總體方案設(shè)計(jì)階段：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，根據(jù)二維碼agv小車(chē)參數(shù)及要求，計(jì)算方案設(shè)計(jì)過(guò)程中所涉及的數(shù)據(jù)，擬定總體方案。（3）詳細(xì)設(shè)計(jì)階段：對(duì)二維碼agv小車(chē)樣機(jī)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，完成機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，獨(dú)立完成產(chǎn)品的CAD三維建模設(shè)計(jì)；完成電機(jī)選型、電調(diào)選型等，設(shè)計(jì)完成二維碼agv小車(chē)3D/2D總裝配圖設(shè)計(jì)、主要零部件的設(shè)計(jì)；完成論文正文主體框架的詳細(xì)設(shè)計(jì)。（4）系統(tǒng)完善階段：修訂、完善二維碼agv小車(chē)整體設(shè)計(jì)，完成系統(tǒng)說(shuō)明。（5）準(zhǔn)備答辯：準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯PPT、論文裝訂稿等資料，對(duì)全部電子資料進(jìn)行匯整、打包，并以學(xué)號(hào)命名提交為指導(dǎo)老師，準(zhǔn)備答辯。6、主要參考文獻(xiàn)陳杰.機(jī)械機(jī)構(gòu)構(gòu)型的設(shè)計(jì)方法[J].裝備制造技術(shù),2014(1):144-146.吳康平.機(jī)械機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理念及方法探討[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2018(12):34-35.張鵬.托盤(pán)式AGV叉車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性研究[D].朱本輝.基于ANSYS的戶(hù)外AGV車(chē)輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及疲勞壽命分析[D].2016.程航.AGV小車(chē)軌跡跟蹤控制策略的研究[D].2016.孫立新,王小旭,李峰亮,等.一種基于Mecanum輪的具有升降系統(tǒng)的AGV小車(chē)結(jié)構(gòu):,2017.朱本輝.基于ANSYS的戶(hù)外AGV車(chē)輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及疲勞壽命分析[D].高峰.麥克納姆輪平衡重式AGV叉車(chē)的總體設(shè)計(jì)與研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品(21).牛坤.自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)AGV的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及自主移動(dòng)規(guī)劃[D].北京郵電大學(xué),2015.凌忠奇.AGV小車(chē)路徑規(guī)劃算法的探究[D].2013.季振東.一種AGV車(chē)體結(jié)構(gòu):,2019.車(chē)睿.基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的貨叉式AGV穩(wěn)定性研究與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D].2015.宋學(xué)賢.AGV技術(shù)在汽車(chē)保險(xiǎn)杠生產(chǎn)線的應(yīng)用研究[D].武漢工程大學(xué),2013.陶鳳榮,王快,王雪峰.一種全方位雙差速視覺(jué)導(dǎo)航智能AGV車(chē)體結(jié)構(gòu):,2018.單芝慶,蔡薇薇,黃君杰,等.一種AGV用車(chē)載同步頂升機(jī)構(gòu)及AGV車(chē):,2018.ResearchandApplicationofAGVCarforTransportationinForkliftAssemblyLine[J],2017,000(007):212-213,231.LiAR,FanYJ,HanT,etal.PropertiesofHydraulicFloatingCaliper