磁导航辊道移载式实验AGV的设计与研究

摘要

随着AGV在工业领域的广泛应用以及AGV技术的快速发展，高校对该类人才的培养也必须要以相关的实验装备为基础。市场上大多数的AGV产品对相关核心技术包装严格，从而不能较好的应用于高校的教学及科研任务。本课题设计一种AGV，既能作为对相关专业的教学的实验设备，又能作为一种开发新技术的实验平台。
　　本课题设计的AGV的底盘形式采用较稳定的六轮底盘、导引方式采用性价比较高的磁条导引、驱动方式选择两轮差速驱动、驱动电机选用经济且方便教学的步进电机、主控制器采用可靠且方便教学的PLC、移载装置采用动力辊道移载、防护系统采用超声波测距传感器加安全触边的方式。采用模块化的设计思路，分别完成了AGV的驱动模块、减震模块、车架、电控箱、移载装置的设计及虚拟装配，对传动装置的关键零部件进行了静力学校核。在虚拟产品阶段，对AGV的越障能力及转弯灵敏性做了基于Adams的仿真。完成了AGV的电气控制系统的硬件设计和软件的设计。本文对AGV采用单排的磁检测传感器时，所采用模糊控制算法做了详细的分析，同时对模糊控制器的输出端比例因子对AGV的路径纠偏性能的影响做了探讨。
　　在完成产品的实体加工及装配的基础上，对电气控制系统进行安装调试，同时做实验验证所设计的AGV的各项性能是否满足要求。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 国内外AfiV应用发展概况

1．2．1 国外AGV发展概况

1．2．2 国内AGV发展概况

1．3 AGV核心技术发展现状

1．3．1 AGV的驱动

1．3．2 AGV导引方式

1．3．3 AGV车载控制器

1．3．4 AGV安全防护

1．3．5 AGV的能源系统

1．4 本论文的研究内容

第二章 AGV总体结构设计

2．1 AGV总体要求

2．2 AGV结构方案的确定

2．2．1 驱动方案的选择

2．2．2 减震方案的选择

2．2．3 移载方案的确定

2．2．4 总体方案的确定

2．3 AGV结构参数的确定

2．3．1 AGV车载电池的选择

2．3．2 AGV车架的结构设计

2．3．3 辊道式移载装置的结构设计

2．3．4 AGV驱动、减震单元的结构设计

2．4 基于Adams的AGV的运动仿真

2．4．1 模型的建立与导入

2．4．2 ADAMS模型中接触副的定义

2．4．3 Adds中的驱动

2．4．4 AGV翻越越障碍仿真研究

2．4．5 AGV转向灵敏性仿真研究

2．5 本章总结

第三章AGV电气控制系统的硬件设计

3．1 磁导引方式

3．2 AGV控制器的选择

3．3 AGV防护系统设计

3．3．1 非接触式防碰撞传感器的选择

3．3．2 接触式防撞传感器

3．4 基于s7-200PLC的步进电机调速控制研究

3．4．1 步进电机加、减速控制方法

3．4．2 利用PW脉冲输出对步进电机的调速控制

3．5 AGV电控系统的建立

3．5．1 AGV的控制过程分析

3．5．2 PLC输入输出分配表

3．5．3 AGV外围电路

3．6 本章总结

第四章 AGV软件及路径跟踪算法研究

4．1 控制系统软件的总体设计

4．1．1 程序所用的寄存器介绍

4．1．2 自动导引模块的主程序

4．1．3 AGV的加速运行程序

4．1．4 急停程序

4．1．4 遇到障碍物减速停止并报警

4．2 路径跟踪算法研究

4．3 路径跟踪算法的程序实现

4．4 A6V转弯处理

4．5 本章总结

第五章 AGV的加工、装配及性能测试

5．1 实体加工及装配

5．2 AGV的负载-速度测

5．3 AGV的越障能力测试

5．4 AGV的路径跟踪能力测试

5．5 防撞能力测试

5．5．1 超声波传感器的探测范围实验研究

5．5．2 AGV防撞障能力研究

5．6 本章总结

第六章 结论与期望

6．1 全文总结

6．2 课题展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

附录