2.AG系V统构设结计及以动力学建型模内容要提设计：一辆了后前轮独分驱立的动小车后，轮步用电机驱动，进现实动源力，前轮由私电服机驱动实现转向，并。立其动力学方建。2程.AGV1统结系构设置设所计的GV小A车的型模如图2.1示。所车采用小后轮独立驱前的模式动后轮，由电机带动轮齿传动给，与合适动的源。前轮力有机电带直动推轴接焊横轴来实转现。向四轮构与三结结轮构相比较大的负有载力能和平稳性1。.蓄电池组2.伺交流服电机动3激光.描仪扫4.载控车制5.器线通讯装无置6.服伺流交动机电7.减器8速.驱车轮动图2.1AG小车的模型图由V采于用了两独立轮动差驱转速的方动式，因两此驱个动轮的车度的同步性速成，为车辆成稳运定的一个行重指要。标鉴于，此齿减速结构与轮轮通车过性柔轴器来连连接。0 .22AGV小车动力的建学模自从GAV问世来，人们在自以导动引的车控过制中一程满足般基于运动学于控制的型模而，少有人进行基于很动力学控制的计等设面方的内。事实表容明，根据AVG车动力体学型模，可以得直接到电的机输入行与走导向、车轮速的转非性线耦的合系关，对指导车将体械机构结计、路径规划设及以理的路合跟径踪控制律设规有重要计而且深的远意。由义于AGV在际实题问中较有格严地要面的环境求运中动车速，低，限定较了加速度的问题而不，发生明显会的车体上“跳运动”现象的现，故出以在二可空间维研来究其力学模型动。以我现以轮为后机带电动齿轮实来现动驱动的力方式达力矩传，轮则前为电机由接直动带轴转动从的达到转动的而方式来现转实的向GVA例为建立力动学模。型AV由车G、蓄电体池和电充统、驱系装动置、转向置装精确、车停置、装上车制控、器通信装置、信采样息系统子、超探障保声护系统、子载移置和车体方位计装算系子等等组成。“智统”较高的能AGV都有上车制控，器类它于似机人控制器器用以对，AG进V行监。控制器控计算机过通信通统从地面站系接指令并受报告己自的态。状常通监器控可成完下监以:控动手制控、全装安启置动、蓄池电态、状转极限向制、器动解、脱走灯行、光驱动和转电向控机和制充接触电等。某器些AV具有G编程能力，允许车离开小导引径，驶路某个向教地点示，成完务任后路道原返到导问路引径来上根据上述的绍介，们我可以不看难出同行步的四轮进AGV机械结分为以下几构个部:分车部分：体包括车、架电池、蓄驱动机、转向电机和齿轮减速电机构，车体等受到后轮传动由的来动力和驱轮的前反作力用的
作用。驱动后：轮受的所力可外有能部分组两成一。部分是地面作的力用另：部一是来自车体分给于的力外其。中这部分包括自身的力撑支力和电机反生产等的效驱力动矩。通过等轮齿变改速转调节来速可以率得到用不转的速，从而改AG变V的的动行运方向，进已更好经的到预定的做路线跟。踪前轴和连轴：起到撑支用，作同车时和竖轮轴同轴的，是前的轮转动有面给于地1的 擦力摩有也机传电的力矩。递.22.1车运动体建模体受力车的示意见图2图2。.图L中、A为驱动左后轮、和驱右动轮与后体的车接处。图中连的、R为B向导前左和导轮向又前轮与车连架处的垂直点。接车在L、R体A、、B处和别分是到图受示沿X、方向Y阻力和沿Z方的的扭向。矩则C为体车的心，重过通C建立起时瞬性坐惯系标-XOYZ,X轴则行平于=L的连R，线轴垂直Z车体的平于。面1bb、、21a、a2、1cc2、为车体合参数，集vxv、y和分别w示表的车是质心的体X向Y向、的度和速Z的向角速度。在过了上经的述设的基假之础上，们不难可我得到以体动车学力程方如：下mvxcFAXBXFFXLFRX2.1)(mcvyFYAFBYLYFFRY2.()2jcwMAZMBZMRZFAbX1FAYc1FBXb1FBYc2LFbX2LYFa1FXRb2FYRa2(.3)2面上子式中mc和c分别为j车质体心质量和转动的惯量车体。的轮A、B前处运动方的2 程为vXAvxbw1vAYyvcwvBX1vc1wvxYBvc2wvyAXvx1bwc12wAvYvyc1wb1w2vBvXx1bwc2w2BvYvyc2wb12车wL和体R处动运方的程：为vLXvb2xwvLYvy1awvXLvb2wax12vwLYvya1w2b2wvRYvxb2wRvYxv2waRvXvxb2w2a2wvRvYy2awbw2222..2动后驱的运动建模轮（24）.（2.5（2）.）6（.27）2.（）8（.29）（.201）（.112）（21.）22（.1）（3214.）2.（51）（.216）（2.1）7（2.8）12(1.)9左轮受后力图见图2.3所示，图中时瞬性坐标系惯L-XYLLZL图2.与2的方是一致向的，可以认是为由-OXZY移平到L点而形成的坐标从系，FLx、FL、yMLz与图22.中FL的、XLY、FLMZ对应，他相们是车与体左之间大小相等轮方3向 反相作的力用（矩）力反作用和（力力矩）ML。是动电驱机经齿过轮减速后传递左给轮的驱动力，M矩SL轴是对左承的摩轮擦阻矩，MLV是力滚阻动矩，F力L是地面对左X轮的滑动侧擦摩力，SL是F轴承对轮左的滚动擦摩，M力ZL是地对面轮的扭矩车擦摩矩，力Lw左是后轮的动角转度速（X为转L动轴）。后轮左力动学程方为MLvXLFLXLF(2.20X)MvLYLFLYFL(Y2.21)JXLwMLLMSLFYRLLMLF2(.2)2JZwLLZMZLLMZ(223).上中，式L、MLJX、JLZ、RL别是左分后轮的量‘以质其及着沿旋
转轴X的L动惯转、量沿着ZL轴的动转惯和半径。量VLX、LVY其在为L-XYZ标下的坐速，度与车体应点的对速度是一值。WLZ同是左后轴沿ZL轴的扭角转度。速对右于后来说轮，动齿轮啮合传在轴中是处，心故右左受力是的相的，因此建立同类的似动力学程方：M为RvRYRXFFRX(2.42)4 MRvRFRYYFRY(2.5)2RXwRJMRMSRRYFRRMFR(.262)RJZwRZRZMMRZ(2.2)上7述式各，有中物关理量的具意义体同左对后的说轮明似，这类就里不过多说做明了由于A。VG速度和加速均较小的原因，度轮子的滑阻力很侧大，假设中其的vLXVRX0这。样来车看将体位以左右于轮线轴的上一某点M为时速度瞬中，以心速角度w转动我，根据们所了解的识，我知不们难看一出点通过，左轮右动转计算根，据下图2.所示：4：即LvXwLVvvRwvRYY将以上的个2式子入带2（.14，（）.281中）可看以到wvYRLvaY1a2wRYvvLYa1a22.(8)22.（29（2）30.）(.23.1)5 将LXvvX0代入R式子（2.12和式子）2.13（即可）得XbvwvY2vLYa1w式（子21.）4式子和2.（51可改写成（）2.3）(2.332)vXwvLYb2waw12vYLvYa1wbw22式子2（.）4至子（2.式1）变1为2.34（）（.25）3AvXb1(2)wb（2.63）AYv(1ac)w1vL（2Y.3）7vXB(b1b2)w（.283v）Y(Ba1c2)wvLY（.29）3AvXwvL(a1Yc2)w(a1c1)w2（.42）0AvvYLY(a1c)1w(1a2c)w2（.42）1vXBwvLY(1b2b)w(a1c1)2w(2.42)BvvYY(aL12cw)b1(b2)w22（.4）2.3.23车体整体的力学动型模为能了够更好取的车体得体整动力的学型模，据根AV的实G情况作出际下如的化：简1(左)前轮和右是一体轴，再的前行或后的同退时打不滑，看只是纯滚做动则，有：vLYRLLwvLRYLwLvYRRwRRvYRRwLL2()车体设左右计对称是，的则有：a1a2a，1cc2c6(3 左)轮的径直及质其量右轮和LRRRRML，MR(4M)前轮左右是一致也和后的轮大小的量重及以些不有力受比较或想部的分我可们忽以不计其的略转惯量动，即：MDGMEMFMJDJGJEXJEZJXFJFZ0在上简化述后基的础，上立联前述体、左右车驱后轮动动的方程可力得到以车体体整动力学方程的。动力学该方程中可表示以为左、轮所受右动力的ML、BM左、右轮和动转角速度w的、LRw之间的关。系任何一种导方引法实的最现终归结都路为径跟踪制控的问题。上于对定固路径型的GV由于具A有现体径路的导媒引物，通介传过器就感可直接得车获体对路径横的向偏差和车方体偏向差以这，偏种差作为误差号通过信体车力动直接学车体进行对踪跟控制。但对于是自由径路型AGV，车对体路之偏差量的获径
取就要难困得多，车体方位推算以导向的自由路径AGV为，其方例位和对路径的于差是偏通过对车轮动角转度分计算而积获，其得要现实较需的大计算量通信量和作为。种一好的较解办法决差是驱速动的自路由控径。其制路径简可化一系列为直段线和圆段的组弧。只要保证合左右的转动轮速角度满给定的比例关足(系同步即误差零为，)AVG就能踪这跟具有恒种半径定直(线和圆弧)的路径车体动。学力程是实现方速驱动的理差论基础一之，合结糊控模方法制可以，实差现速驱动路径踪跟程过。23本章小.结动力学方程够能帮助AVG建的模、车体构结刚、度计设和径路踪跟制控供理提依据的论基。本础章要主介绍了设所及其制作计一的有辆机电动齿带轮动驱动差后，前轮有电轮机接控直制现转实向的的轮四AGV车，小建立并了需要所运动的方学程7。 3.GAV中械机分主要零件部选的内取容提：本要主要章介了绍次这GVA械部机分设中的一些计主要部的选取。比件如有说服驱动私动机电选的取、控转向制的电动的选取，传机动齿的选取等轮介。其选绍取法只方要结及其构主要参数的问。3.题伺1驱动电动机服选的取其参数伺服驱及电动动是用来机制后控轮驱行动的原进力动机，构支持是和为整车个提供动体力的元。它件的选取关系车到的体动快运慢及能够产其多大的生扭矩，大的驱动多力在。这电次机分部的选中取结，合老师指导的其及研究找了下面个这较个合适的私为服电动机为后轮的驱作电机动。其外如观图.1。3图31.伺服电机外图观由这次于体车不是大很外，形寸尺长*：宽高*：008m*5m0mm*3905m；m够承能受的重也不物很大，是概再大10斤到05斤左右的工件，以所了节省为材原料和必不的能要源浪费，所以动电机的取选为重尤要，此我选取了次额功率定为15KW.的电足机以保证车给体提供动动驱及其力到达不要必浪的费。取的选驱电动为机ACH-1135A0（5100）W而转向；要的需动力必不这大，所么以向转电机择选功的率对较相些，选小取转向的电为机SJF60-4-30-0D-F00081所 选取的以两电个机则为均形；方动驱电机：边长为26M0M，柱圆形外径；为301电压等：L-级202VA额定率：功1500W置传感位：M-器光学编码器电机额定转：1500r速pm冷方却：式-自然N冷空外：形方形转向电机：长为边412M，M圆柱，形径外为6Φ1电压等：L级72V-A额定功率4：00W电机定额转速：000r3pm冷方式：却-自N然空冷外形：形3方1.1.机电结的构及图主要其参数选取的取选ACH-的31150A1（50W）0流交服私电动的机构结示图如图意33.。图33伺.
服电结构机示图意9 选的JS取F06-4-00-3FD1-00交0流服私电动机的构结示图如图意.3。4图3.4伺电服示机图驱动意电机其主要参如表数3-。13-1表服电机伺数表参型号CH-A1135A0（510W0）额功定（率W）K06.1.512相、线电压（数）3V相22V0定额转速rp（m)501rp0m最转速（rp高）m175rpm0最高械转速机（pr）m0020pmr定转矩额N（.）m.85.691419大转最（矩.Nm）12794275额定电线（流A）348.7.2.3转子9惯性（g.Kcm2）12323445L162100274103电L155555555机2H555510外 3H12121122型D2101110110101尺3D2222222寸2D4165165165165（mm）D59999D1465415415145轴光键或连3L4545454结5，如采用L414414114键接，连则T8888键尺为H寸18888（mm）4H8118181转8位子反馈置25：00线、500线光学编码0、器转旋变压器可选动制器带制动：电机总加长25mm制动电压：器流直2V出现方4式航空插：头或缆电可线选31.2伺服电.机的选取过程A)择电选机容量的电机动所需的功要率PPwd=kW由式a因此，FvPw=001k0WvPFd=0010kWa由电机动至轮的传动总效率车为a=14•22•23•式中：41、2、、34分别为轴、齿承传动、联轴器和轮轮的传动轴率效。1取=0.8911（ 滚动承），2轴0.=97不包（轴括效率），承3=0.9（9轴器联，4）0=.6，9则a=09.84.097029920..96=0.82所以dPFv20000.5.21kw1001010000.28)B定确电机动转的速轮轴工作速为转：n600100v010006.0573.9r4mi/Dn310二圆柱齿级减速轮传器动i=比1.2~50，2总的传动则比理合围范为ia=1.5~22，故0电动转速机的可范围选:为nd•in(125.~02)3749.918~469.1r8mi/nPw——搬车所需运工作功，率搬运车指轮前进需功率所，Wk；a——由电动至搬运车轮轴机的效率总F；—搬运车的—运行力，阻N；v——搬运车的轮速度，m线s。（/经确定搬已小车运行运速度大约为3m0/min通，运算转过的0换.5m/s）合考虑综上得述出的论结选择表：31中1-30_M1L0NS中额定功为率.5K1的交W流服伺电机此次设计的为驱动机电。C（）根电据机动减和器的速构尺结寸择出选轴器联和。键取荷载系数=.31则联，器轴计算转的为：矩TcKT1A1.143352186225.根据计转矩、最小轴算、径的轴速，转标查G准B054-185手或，册用弹选柱性联销轴器，其型号为：电机和减动速器之的联间轴：Y器122×L23；减速和器轴之间的联轮器：Y轴9L84×08执行标；：GB584准—36。812 电动上机键：的bLh8368;减器输速入端键的b：L8h336减；
速器输端出键：的bL83h92；——b键宽的度，mmL；—键的长度—mm；h，—键—厚度，的mm；.1.33速减的使用器围及范取选（1）适用范围ZD、YZLYZ、Y外S合渐啮开斜齿线圆柱齿减速器，可用轮冶于金、山、矿起运输重、水泥、建筑化工、纺织、轻工等、行。业减器高速轴速转速大于15不00rmin；/减器速轮传动圆齿速度不周大于2m0/；s减速器工作环境温度为-044~℃，5低0于时℃起动，前润滑油应热预。（ZD为单L，Z级L为Y两级Z，Y为三级S，代表Y齿面硬）（）2减速器选的取轮的转轴速n734.9r/mni；电机的定转速nd额1000r/mni减速器；的传动比i1000136.；734.9取减速器的传动比为i15；际实轴轮转的车速的轮际线速实度n100066.7r/inm；15vnD66.7310045./m；s601000060001综考合电动机虑和动传装的尺寸、重量和减速器置的动比，传选的择减器型速ZL号Y112—02—ⅠZB1J904—8088][1。33. 2伺服电及机其制3.2.1控伺电服工作机理原伺服电机一是种电将冲脉号转换信为位角或移直运动线的执机构，由环行分配形器、功率动驱装、置步进机构电成一个环开的位定运系动统当，系接统受一个脉电信号冲，时伺服电机转轴的将过转一定角度的或动移一定的线距离直，电冲输脉越入，多机电轴转过的角度或直转位线移就越;多时，同输入电冲的频脉越率，高电转轴机转的速或位移速就度快。越步进机电控的制最特大是点没积有误累差，用于开环控制。步进常电机统系由制器、驱动控器步及电进机成，它们构三者之是间互配套相。的服电伺转机输轴的出角位移量与输入的冲脉成正比数，过控制脉冲通数来控个制步电机进的角位量移，通过而改变输脉冲入频可实现率速。调服伺机电要由主子和转子定构成定。的主子要构结绕是组三，、四相相五、相进步电机别有3分、4个个、5个绕，其它依此类推组绕组按一定的通。电序顺工，作个这通电序称顺为步进机电“的序”相转子的主要结。构是磁性轴，转定当子中的绕在相序组号信用作卜规有律地电、通断电工时作，转子周围会就一个有按此律规化变的电磁，场因此一个规按变律化电的力就会作磁用在转上，子转总子是图力动到磁阻转小最位置，的正这样是使得转子按一定的，距步角动转使转子，生转发。动伺服机电步角的计距公算式为:360/NZ子中的式N伺为电机服的一个通循环电数，Z拍为转的子齿。数3.22.伺服电机控参制通过数设置伺电机驱服动的器工作式方细分数，和单由机控片8制532出输的冲脉频率以可算推出伺电服的机转速再结，驱动轮合的几何
参数，就以得到可冲频率与脉辆车行走距离、速之度的关系间推导过程如下:，驱动器设细为d分脉冲，数为c伺，电服固机步有角为距a,8532输出脉冲频率为f，速器传动减比i为,动轮半径为驱。R过伺服通机驱电动细分器，后伺电机的步距角：1服4 d机电转所角的r度以可以由式下子示表：rcc(rad)18108d0入输C个冲所脉要需时的为间：tc()sf可得电到机的速转为则小：车速的为：度wfra(d/s)810dvfR(m/s)180di服电机伺的冲频脉率f为：f180vdi(Hz)R车由辆速表度达(4.5)式以可看，出辆车驶行速由度脉冲频率、f距步角a细、分d,传动数比和I驱轮半动径R决定其。步距中角为机固电参数定，传比为减动速固定器参数，因此驱动尺寸轮定以后，小好车的运动制控最终通是可编过计程器数8523出的脉发冲频率f和伺服电驱动器机设定的分细数d来现控制实细。值越分大，服伺电机越平稳、噪音小、振动越越小，同时但电机速也越慢转。以，要所综考虑合各面因方素在，足满平性和稳行运速度之间好做衡，才权能好较控制好电机的3。3.轴的计及其参设数计算的3..13轴的设计法方的设计轴是根据给的轴定功的能要求传(功递或转矩率所，支持零的件求要)等和满足理物、几何束的约提前，下确定的轴最佳状和形尺，寸管轴尽计设中所的受理物束约很，多设计时但其物理约束，的选择仍有是区的别对，一般的途用轴，的满足强度束条件约,具有理合结构的和好的工艺性良可即。于对刚静要求度的高，如机轴床主，轴工15 作不时允有过大许的变形则，应刚按度约束条来设计件轴的寸。尺对于高速载荷作或周变期化轴的为，免发生共避振，则需按应临界转约束条件速行轴的进定稳性计。轴算的计并设无固不定的变骤，要步据根体情况具来定一般方，法：(1是按扭转强度约束)条或与件同类机类器，比步初定确的轴最小径直；2()考虑轴零件的定上位和装及配轴的工等几加何束约进行，轴的构结计，设定轴确几的何寸尺值得；出指是：的结构设轴的结果计有多样具性。不同的作工求、不同的要上轴件零装的配案以及轴方不同的加工工艺等都将，出不同的得的结构型轴式。因，此计设，必须时对结其果进行合综价，确定评较优的方案(。)3根据轴的构结寸和尺作要求工选择相应的，物理约束，确定合的参适照体物检，验否是满足相的应理约束。物不满足若，需对则的结轴构寸作尺要修改，必该应实再设计，施直至满足求。3.3要.驱动2轮轴的设计后于是由驱动机驱电后动使小车轮前，在进一切此相数关
据与算都是计后车轮为以依据车轴转轮n速6=7/minr驱电机动的额定率功轮轴递功率为传P11.5kWpp12123421.50.9920.972.0894.271kw5受转T矩（N•mm的）心圆轴实其切应，力：轴最小直径：的TWTT9.5106P502.d3/n[T]Mpa轴的材取45钢料d，3.95106P5C3P0.2[T]nn61上两 式WT中——的抗扭轴截面系，数mm3；P—轴—传递功的，k率；Wn——的轴转速，/rinm[T；]—许用—切力应，MP；a—C—轴的材料有关与系的数，可表3-由2查得。3表2-材料的轴取一览选：表的轴料材Q32520,Q25,5Q275,354504rC,8SiM3Mon[T]/MPaC12152023505430542516014835125111812110601298轴最直小取3径5mm。上键的规格bL轴h为8366和836；3执行准：标G10B69—79图。3.为4轮车轴尺寸后图：3.4驱图动后轴尺轮图由寸转向于前的结构轮比较简单，不故复说明选重过程，根据最取轴也为直短为径5mm，3所可以选择出以轴的键为上bLh为8366，执行准标：BG0961—7。图39.5为车前车轴轮尺图：寸17 图.35转前向轮的尺寸图.333.车轮轴的受力析分校和核假设前轴受后均匀，以力后轮轴车例为。轴材的料选用54调钢，质B=605PaM,S=63MP0a计算撑反支力垂直面力反R1F''179457.51117.5790N4合成矩许弯用力应FR2''17954401117.584N5MM2xyMzx2许用应力值用插法入表由－１查５：得F'R1'904NFR2''845N校核径轴1b[]0M6Pa轴径校完核毕d3M4388001mm2.1[01]b.016021mm25mm<表下3-3为选择轴和心轴料材览表，一81表 -33转和心轴的轴许用弯应曲（M力a）P材碳素钢合料金钢铸钢B405000007006800100040050[0b]131070120032027033010010[2b0]7075591103101550070[b1]44505556579004033.34.轮轴承的车力分析受和校核大分滚部轴承动是于由疲点饰而失效的。轴承劳任中原件出一疲现劳落剥扩迹展象前转的总转数运或一定转下的工速作小称为轴承时命寿。实际选轴择时承常基以本额定命寿为准标。承轴的本基额定命是指寿90%可度、常靠用材料和工加量质、规常转运件条的下寿命以，符号10Ｌr()或1Lh(h0)表示。标准规定将中本基定额命寿为一万转（1百60r时）轴承能所受的承定恒载荷取为基本额动定载荷C也就是说。，基本在定额动载荷用作下轴承可，工以作百一转万而发生不点失饰效其可，靠为90度。%当动量荷载PXFrFY式aFr—中—向载径，N；F荷a——轴向荷载，N；XY、——径动载荷向系和轴数动向荷载数系可查，。由于机械作时工常具有动和冲振击。此，为承的轴量当动载应荷按下式计算：Pfd(X
FrYFa)由于受轴向力，不所以PfdF=r18578751 9式中fd——冲载荷系击，数表由-52可查；F——径向力，r875N取。3表-4冲载荷系击数fd荷性载机器质举例fd稳运转平轻微冲击或电、水机泵、通风、汽机轮机10.~12.中冲击等车、机辆、起床重机、燃机、冶内金设备1.2~1.8大冲击强破碎机、轧钢、振动机筛工、程械、石油钻机1机8.~3.0当轴的承量当载动为荷P时以转为速的本基额寿命定1L0为：C1PL10L10C()P061式rP中——量当载荷，动N；L10=）；11L0——基本定额命寿，常以106r为位（当寿单命为一百万转时，——寿指数，球命承轴=3；C——本基额定动荷载查表取，4.31203N。轴若工作转承为速nrmi/n，可求出以小数为时单位基的本定额寿命10hL106C(60n)P16607nC()P61760355.(4.32130)387556.5107h承轴达预到寿命。期34.齿轮的计设和选取本在设中，计所用传采动式为方轮传齿，并动用选锥轮齿。和其他械传动机比较齿，传轮动的主要优点是：作可靠，工用使寿命长瞬；时动比为传数常传动效；高；率结紧凑构功率；和度速用适围广范。同时齿等轮动应满足传下20列两项基 本要求传动：稳—平—要求时瞬传动不变，比量减小尽击、振动冲和声噪这样；以可好更的动动力加传大平稳定的行衡进。承能力载高—要求—尺在小，寸重轻的前提下，齿量轮强度的高、耐磨性好，预在定使的期用限内出不现齿等实断效象现。在齿轮设计生产和科、中，有关研齿廓曲、齿线强轮、制度造度、精工方加法以及热处工理艺，等基上本都围是绕两着个本要求进基行。的也是理处达到精和要度的求最为重要环节的。锥齿轮标准模数和m基齿本的确定廓如3表5和-3-6表；齿锥轮GB21368-09表35标准模数-m9[]11.1521.251375.15..75212.52252..7533.23.53.75544.55556.6.578910112141168120表-36齿锥齿轮直基本廓基本参数齿形角齿a顶高齿ha作齿高工h顶'隙c齿轮锥2°0mGB13692-902m02.m齿根圆半角pf径0.3m根结据构设，计由3-表初取标5准模m＝数.2，5由表3再4确定锥-齿轮本基齿廓寸尺数据：齿顶h高a＝2.5工作齿高'h5=21顶隙c =05.齿根圆角径半pf=.705端分度大圆径d=m直z，得齿可数z=03齿宽=0.b3RＲ为×锥距得b=13317.取=14b，距锥Ｒ和大端度圆直分已径，可知分锥角得57.6＝5°根据啮合式公可即出2个算齿轮传递率的大功，达到所小要求的分。部3.5本小结章小的基本车零和件度速、重都要承合，通适不同的过要有不求的同选，经择过理合计的算选，择了合适驱的电机、转向电动、
机前后轴轮锥齿轮的尺、型号，寸得使车小的各个零不件仅省了节必要的浪费不还能，保证平稳运的。2行2 4结.论展望与.41论结本文主要研究了激光引导AGV小的车械机配装在小，车械设机计基础的上以增加可旋编转器码的径轨迹来路运推算导用法，并将向两者相结用合于实激现导引光AVG的自动导，引制了自辆两一后轮立独驱、差动转向速的小，车合小结的运车动控制理论行了进关的实验相为进一，步研和究开发光激导的引AGV小车定奠了坚实的础基。文本的要土究研论结下如:(1)自动导引车的小构结设。计由于计设的小车是前轮相后互独立后，驱轮动，前轮转。再向此础上，进行稳定的基运。外形结构输，采取钢板与了方的管非面端焊接，这既样轻的减车的身重，量还能保了运证货载物重的量。(2)自动引导车的动力小系统结构。小采车前用后独轮驱动的模式，后立轮电由带机动轮齿传，动给合与的适力源。动轮有前电机动直推带轴焊接轴横实现转向，来车辆定稳运行一的个要重标指动。学力方程能帮够助GV的A模、车体结构、建度刚设计路径跟踪和控提供理制依据的基础论。3(机械)部主要分件的选取。零GA机械部分设计V的中些主要一件部的取。通过选算对计伺服驱电动动的机选取控、制转向的电动机选取的传动，轮的齿选取。选等取同不电机的，确在保全稳定安运的行下，还要保证动力低最的浪费。(4)AGV运动控系制统及其现小实车通两个步进电机过现差速驱动，实并单片机由制控8235芯片产生动驱步电机运进所需行的冲信脉号，单与片的定机时相器配来完成合进电机步的升、速控降。PC制与单机机之片间通信由串口的信通完来，串成口通信接口标R准S2-23前目己在微通机信接口广泛采用中，的硬它件程编求要比简较单价格便宜，，而连且接便方，于对双连向接只要3需根。线23 .2展4望在本文研工作的究基上，作者础为以认几下力个面有进一待步研究:(的)1进一研究檄光步引导的理和实论现法，方建一个搭实的激际扫描光，仪并其对数处理据度、方位速计准确性算进行应。(证)2完善于基转旋码编器的路径轨迹算导向法，推结激合光引方位计算导原用于理激光引导GAV的自导动引。(3)究研线通无讯基本理论，的将并应用其于AG的V通信。()4研究光导引激GAV的路径规划和避障护保制控系统。(5)一进研步激究导光引AG的V运动控问制题解，AGV决际实行时走多因素对精诸度响影问题。的(6建立)实的际激导光引GAV小车，将论理与实践密结紧合。24 谢致过半年的忙碌和经工作学习，次本毕设业计已接经
近尾声，此，时我心情无的平法静作。一为个科本的生毕设业计由于，经的匮乏，查验文献不阅，没有养成够良的好习，不惯够注重能观，注察重节，细免有许难考多不虑周全地的方如，果有导师没的督指促，以导及我爱的亲学同的们助支帮持，想完要这成设计是个难以象的想。此向王老师致在我以诚的挚谢意以及我最为感恩！尊重的我在论！文的编写程中过，方案初定从开题；从到阅查资到料统的开发系从；何开发如实施到；论从文修到改完成，个过整中都悉心程导。王老师指仅不识知富、治学严谨丰、工一丝作苟，不而谈吐幽且默，风趣，我在毕业让设计个这过中程到学不了知识少而且改掉。了多许以一前直期长存在的好不习惯的学到，不仅仅了是习上的学东。同时感谢西我为细心分，指导析助的帮亲的爱同们，学整个在业设计过程给毕予我很多帮。助我在里这也表示最诚的感挚谢在论！文将即完成际之，要感谢我安科技西大学对我年四培养的感谢在。这样所一有郁学术浓氛气的学校中到的学点滴滴，从点一个懵懂年少，慢慢练历成一为有个为有所所不为，积极上的进当代的大学。生感谢我教知识做人的和每一位师老。感谢给予我帮助同的、朋友学。这在请接受里诚我挚的意!最后谢，我要向在百之忙中时间对本抽进文行阅、审议和参评加本论文人答辩各的位老表示感谢！2师5 参文考献【1】宣邱怀.机械设计.北；高京教育等出版，1社979（006重2印【2）】圣国.罗龚义。机械掕设计程课设指导计.书高等教育出版社919.4【30】德夫.姜王.李勇长顺韩.栓学机械计设册；北手；京化学业工版出社1；97年【4】陈9平，顺梅德，陈子庆.辰光导引A激VC的动自导引系设统.计程设工学报,2计00,1035():79-2822【】陈顺5平梅，庆，陈德辰激光导引了差速向转AVG控的系制设计统‘电工机程，20302,0(5:87-)98【6】T.贤，立汀滨琦.单用机实现片进步机变速电控的制方法.应科用，技203,3001)(42-42,5:4【】7李海波，雪涛步何进电升机降速的离控散制北.化京工大学学，2报03,0301()92:-9【84】小宋鹏，盛仲AF.多功步进电能控制机器软件设计.华北学工院学报，2003,421()5:-816【9陈】细军，谭民.VC程中编串的通口技信术计算.机用应，20,0,21(91:)949.5【10】王宏伟昊建.设基于，VC+6.0+串行通信设的计与实现.石高等专科学黄校学，报2003,912(:)16-9216 附部分：（录英中翻译）文RootRbbotiosatypeofmchaenrtnicoesqupmietnwhihcyntsehsziesthelsatreearshcaciheveenmotfengneaindrpecsiionengien,micr-eoeclrtoin
csndacoputemr,atomutaonicnotrolandride,vsneosrandmessagdeiposseandartficiilintaellgenciendasoo.nWihttedevhelompentofeoconmcaidnthedmandferoatuomtaonciontol,robrtotehcolnogiysdevloepeduiqkclandylaltypeofstherboostpoductrsarecmeoitonbine.Tgehrpcatcailiytuesofrobtopoructdsnoontlysolvsethepobremlwhiscaheridffculitotopertaeforuhmaneibngbu,altsoavancesdhteindsurtailatouatimnporgroamA.tresenp,thetesrearhacdndevelpoemtnfrobootinvlvoesevsrealknidosfetcnhloogynadtehobortsytesmconfgirutiaonisoscmoplxthaetthecostatargliseighwhhcihotaectrainetexntlimttiehobrtobaradoue.sTodveelpomnteconeomicraptcicliaytadnhihrgleabiiltiroyboststymewillbevaluetorobotocialsaplipaticnaondeocnomydeelovpent.mithWthearpdiprorgessiwhthteonctolreconmyanodxpendinagfthoeodmercniies,thtelteofsweagieiscrenasigquicnkly:ithWthdeeelovpmnetfmoodrentchnoeolygadntehnhencameneofctosncousneissabouenvitromnnteerseverm,oerandmreopepleoeraizldehetimorptanecanudrengtofsewaedgisposal.Aticevbacertiamethoisdnaefefcivttecenhquieofreswageisdospla，Thealcunriaslaspictsianefecfitevbaseemtnforcaivtebcaertiadaehionsfrosewaedgsposali.Teabhnduncearqeirumentfeorlacunairspasticlmakestisicoasneuqntefortheplastciprduoincgwtiauhtoamiontandhghprodictiuivty.hTreeforei,itvseyrneecsarystoesdginamnipaultaothrtacnaauotatmiacllyulfflithlepastichlloidngWi.ththenalyaissothfeporbemsintlehdesignoftheplsaitchodingmanliuplaortnadystneshzingiterohobrteeasrhcanddeevlompentcondtioinnirceetnyaes,raeoncmoicscehemisconlcdudeonhebasitosfteanahlyssiofmchaeniclaocnfgiuariotntr,asnfomrsstym,derivedeiceandvoctrnolsytesmadgunieddbytehiedaofhetharactercstiicandocpmlexof27 mcehainalconcfguratiio,nleecrtoicns,ofwtaeradnardhawre.Inthisatrilc,ethemechnicalacnfiogruatoncimboienshtechaacrertofdrecitoinoocdrniatandehetrathorssicordonatiewhichcnaiprovetmehtabsliiytndaperaotonifelixbiliyottfhesstyme.heTminaufncionoftthetarsmnissoinmceahnimssitotrasnimtpworteimpolmenetedpramtnteadncopletmtheencessareymovmente.Ithnistrasmnssiiostructunr,ehtescrwerantsimssionemhacinmsratnmstsithroterayotiominnotliearmntiono.Wrmogearacgnveivarytarnsimsisnortao.iBthofohtetarsminsisnmecohansmisahvaechaacterirstcifocmopcatstrutcue.Thrdeesginofdrivseystemfotneislimteibydtehnevrinomnetcodntionaidthenfatcorofcsotnatedhniccalevlr.'''eT'hesepmottorcanrceeievdgiialtsgianldiectlyrandhastheailitybtoesrponesouertenvionremtnimmdietaelyndahasnoacumuclatinoerorr,whichofetniussdendiivrngiystem.sIntishdrivnigysset,moenplo-oconprtosylsemtsiomcpsedoofstepipgnmotor,wichcahsantsfyihetdemnadnootlnforycnortolrpcesionibutlaofsotrheatrgeotfeconmicao
ndracptcaliiyt.nOhtisbasis，thenaayslsifotespinpgomtoripnoerwcalcuatlngiadsnytelelsetcingislaosigev.nTehanalsyisfkioneamtcsianddnymicasfoorjbcteholdigmanniplaturoisgievnnicmploteingthedesgionfechmnicalasrtuctureanddrvieysste.Kmiematinscanlyaisssitebhaisofspathprorgmamignantdarkccnortol.Tehpositvianerdveesrenaalsiysofmnapiulatroivesthgrelateoishnpibetweenmnipaultaorspceaanddiresvpacinepositionndasepd.ehTreleatonihspietbeewnmaipulntaro’stippositinoandartrhoissngaelsicsonludecbdyoocdrianttrensfarmmotehdoT.hegeomteyrmehodtisuseindslvoigninvrsekeineamtcipsorlebmandtehreultwslilproivedtheoyrevidnceeofronctrolyssetmThe.f0nutcioofndynaicsmistogettheelraitnsohpietbweenthmoveemetnadnforecantdehtargetistostaisfytehdmaedofneartlmieontcolr.intihcshamfer,Newto-nuEipridseethodmsiusednaialnsisyyndaimcrpbloeofmhe七leanicgnobortnatdheartrohissfrcoeandtorquearegivnewhchiprovdiethefonuadionfortsetpmtorseoelctignandstruturecdynamicptomaliting.Cntroolsytsmeistheekyandocerpraoftteobjhcetohdlngiamipnulaorstystmedesgnwiihhcwlidlriectefeftctherelibaiiltanydracptcilatyiofterohobtsystmeinthediisivnoo28 foncfgiuartoninadocnrtlfounctoiandnasowlilleffecortlimtihetdeveoplmnetcostadncylc.WethitehdeamdontfehCP-L839acdr,theCcoPmupertwichhhas.atihtgsrutctrueanisedasytboexteedendisseudasthpreincpialocmuptreellcnadaketshtfeuncitnofsoysetiminializttioan,adtaoprateioandndispsoes,eptmtoordrieandvrreordigaonsanesdonoAt.thesaemtmi,ethecofnguirtionstarucuretfaeturse,taspkincrplieandsthepostioinfuctinoniwthhihgpericsinooftechnotolrcrdaCLP-38are9naayzld.earHdwaeisthrmetaertfoundatinofohtecntrol.oSsytmeandthseofwateisrthepisrtoitfheoncrtlosstem.yTheatgetrfotehostwfaeisrtocombneialltheprtasniotpmiizinstylgendaotmiropevhetefifceicnyanrdeilabiilyotthefcotronlystsem.Thesfowaterdesginofthoejbectoldhngimnapulatiocornrotsyltesmisdviidedntisoevraelbolkcsushascyssetimitniaizltionablock,adatporecssboclkadnerorsrattiodntectaenddipssoemdeolandsoon.PCL-83c9adrcasnolvehetcommuncaiionbtewtenehteamincomupteandthrecnotrocellslantakethdemeasuerfoerudicngtehnflueinecftohoueetrsgnilaothtcoetronsylstm.eTestahrtandstpofrequnceyofhetsepmotoritsfarlowertahnthmexaimumrnunngirefquecynIn.ordertoimprovetheeffciinecyofhtetespmtoor,theicneaserandedcersaeofhespteedismustocnidesrewdehthnsetepotormurnningnihihspeedgadnsartortstopwihgtearatceceralitnoT.eincheraeandsecrdeseafotemohotrss’pedeanbecoctnroledbyltephulefresueqncsyetnttoehtsepmtordoirewivhartatioalnetmhd.Thoisanbecimpelenmtdeieterhbyahdrwreaorysobfwater.stAemoptrshoiftcntoolrmehot
dsproposie,dwichhissiplmetocacullta,easeytorelizaenatdehhtoreyemanissstarghitofwarrd.Temohto'r''s'accleraetonicnaftithetorueq-freqencuyucverpoprrleyiwthtishemhtd.oAdnhteamonutocafcllutaionoadlislesthsantehlinaearcelcraetonihsitfocnrtolethomdandthemethdowihcishbseaodnthexpenoeniatlureltochangespeed.hTmeethodisettesdbyexperimet.nAtlas,ttehrseaecrhcntentoadnhetcaihveemenartseuumpadnhteprolbemsandsorhtgeasnimaintehontcentreaalsoliset.Tdhdeeelovmepnatdnaplpcaiiontofroobtinhteufurtesiepxcetde.92机 器人机器是人典的机电一体化装置型，它合运综用机械了精与密机械、电微与计子算机、自动控与驱制动传感、器信与息处理及人工以能智多等科的最学研究成新果，着随经济的发展各和行各对业动化自度要程求提高的机，人技术器到了得迅发速，出现了展各种各的机器人产品。样器人机产的实用品，既解决了许多单靠化力难人以解决实际问的，题又促了进工自业动化的程。目前，进由机于器人的研制开发涉和多及面的技术方系，统结构杂复，发开和研制成的本遍较普，在高某种程度限制了上项技术的该广应用泛因此，研，制经济、实型用、高化可性靠机器人统系有广泛的社具会现实义和意经济价。值于我国经由建济设城市化的快速发和，展市污城排放水量增长快，污水处理己很经在摆了人们的事议程日来。随着科学技上的发术和展人类识水平知提的，高人越来越认们到识污处水的理要重性和迫性，科学家切研究和员人现发塑料品在水制中是用于污水处理的有效的很污菌泥的附着群体。料制塑的大量需求品使，得塑料品生产的自动化制和高率效求成为要济发经的展必然。本文结塑料一合挤出次成机型塑和料取机抓械手的制过程研中现的出题，综述近问年儿器人机术技研和究展发的状，在充分况发机挥、电软、、硬各自特点件优势和互补的础基，上对物料抓取械机手体机整结构、械传动统、驱动系置和装控系制统进了行析分设计，提和出了一经济套型设计案。采方直角坐标用关和坐节标结相的合架式框机结械形式，这种方式能构够高系统的提定性稳操和灵作性活传。动置装的作是将驱动元用件动力的传给机器递人械机相应手的行机构执以，实各现必种的运动要，传动方上采式用结构紧、凑传动大比的蜗蜗轮传杆动将旋和转运转动换为直运线动的螺传旋动机。手械动驱统系的设计往往受到作业境条环的件限，同制时也考要价虑格素因影响的及以能达到够的技术平水由于。进电步能够机接直接数收字量响应，度快而速工作且靠可无并积误差累，用常作数控字系制驱动统构的
机动力元，因此件在驱，装置动采中用步进由03 电机构成的环控开制方式这种方，式既能满足制精控的度要求，又达能经济到、性用化实目，在此的基上，础对步进机电功的计一算率选型及题问行了分经析。完成在机械结构驱动系统和设计基的础上，物料对抓机取手运动械和学动学力行了进分。运析动学分是析路规径划轨迹和制的控基，对础作臂进行操了运学正动、问题逆的析可以完成分作空间位操置和度速驱动空向的间射映，采齐用坐次标变法得到了换操作臂末端位置和姿随关态节角夹间之变的换系，关采用几法分析何了操臂作的逆向运学动程求方问解题对控，制统设计提系了理供依论据机器。人动学力是究研体的物运和动作用力间的关之的科系，学研究的目的是了满为是实时性足制控需的要，文采本用牛-顿欧方拉法物对料抓取机械动手力学行了进析，分计出算关节力了和节关力，为矩进电步的机选型动和学力析与分构结化优提供理论据依。控制分是整个物料部取抓机械手统设系关计和核心键，它在结和功能上构的分和划现实直接关到机器系人系的统可性、靠用实，也影响和制约机械手性统的系研成制和本开周发期。在制主机的选用控，上采结用构紧凑、扩功能展和强靠可性高的P工C控制计业算作为机主机，以配PCL83-卡主要承担9系功统能始化、初据运算数处理、与步进电驱动以及故机障诊等断能功;同时P对L-83C卡的结9构点特功能原理、和高定其位功能等与了给析。分件硬是整个控制系统以极限位及置能赖功以在存物质的础，软基则件是计算控制机系的神统经中，软枢设件计的目是以最优的方的将式各分部能功有的结机起合来，使统具系有较高的行效运和率强的可较靠。在性料抓取物机械软手件的计设，采用的上模块化是构，结分系为初统化模始块、数处理模据和块障状故态检测处与等理几部分主控计算机。各控制单和元间全部由之PCL8-9卡3联系并，且由该卡实现干抗扰问等题，减少部外号对信统的系响。影步进电的启机频率远远小于其停最高行频运，为率了提工高作效率需，要步进机高速电行并运速快停时启必须考，虑它升的降速控，问题制。机的电升降速制控以可结为以归某种合理的一式控力发制到步送进机驱动电器的脉频冲，这可由率硬件实现也可，由软方件来法现。实本文提出了种算一简单、易法于实、理论现意义明的确步电机进变速控制策略:时器常量定修变速控制改方。该案法方能使步电机加速进度与其矩力—频—31率 曲线好地拟合较从而，高变提速效。而且率的它算计比量性加速度变线
速和基指数于规律加速的变度速控小制得多。过通验证实明该了方法的效有性最。，后论文主要研对内究容和得的技术取果成进行总了，结提出了在的问存和不足题，时对机同人器术的技展发和应进行用展望。了32
发布于 2025-01-15 14:04:51
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