磁条导引自动导航车(AGV)主体系统设计

摘要

AGV（自动导航车）能够适应室内外各种环境的物料搬运工作，因为其灵活、高效、适应性强等特点，被广泛应用于制造、仓储、分拣、物流、搬运等领域。本文经过对国内外 AGV发展现状的调查，对于磁条导引的自动导航车（AGV）进行了研究。
　　首先结合具体的设计要求，进行了AGV的整体设计，并分别介绍了AGV的各个模块；确定开发一款磁条导引的具有差速转向、RFID站点停车等功能的AGV；
　　然后结合叉车式AGV的特点，进行了自动导航车整体的结构设计，并对于其驱动模块和速度编码器的安装结构进行了重点介绍，开展了驱动电机选型分析和导航车差速结构的运动学分析；
　　在以上AGV结构设计的基础上，进行了AGV主控电路板设计和主控电路板控制程序的开发；主控电路板以C8051F410单片机为核心控制芯片，可以完成传感器数据采集，并结合CURTIS1212驱动器进行电机控制；AGV控制程序则主要是PID控制算法程序和RFID串口通信程序等，以实现AGV的行走转向控制、安全控制、站点识别停车控制等功能；之后则对开发出的AGV进行了各种性能测试，测试结果表明本设计总体方案是可行的，达到了预期的效果。
　　论文的最后，对磁条导引自动导航车主体系统的设计工作做出了总结和展望。

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1 绪论

1.1 研究的背景和意义

1.2 国内外AGV的发展与现状

1.3 课题的来源及论文主要研究内容

1.4 本章小结

2 AGV总体方案的设计

2.1 AGV需求分析

2.2 AGV系统技术构成

2.3 AGV车架结构和主控模块设计要求

2.4 AGV的导引方式

2.5 AGV的站点识别模块

2.6 AGV的人机交互模块

2.7 AGV的安全辅助模块、供电模块和无线通信模块

2.8本章小结

3 AGV机械机构部分设计

3.1 AGV的轮系构成

3.2 AGV的整体结构

3.3 AGV驱动模块结构

3.4 AGV的速度编码器安装结构

3.5 AGV电机的选用

3.6 运动学分析

3.7本章小结

4 AGV控制电路部分设计

4.1 AGV控制电路方案设计

4.2 C8051F410单片机内部资源介绍

4.3 主控制板部分电路介绍

4.4 CURTIS1212驱动器介绍[51]

4.5 本章小结

5 控制算法部分介绍

5.1 AGV的反馈控制

5.2 PID控制算法介绍

5.3 不完全微分PD算法的选用及说明

5.4 控制程序流程图及说明

5.5 本章小结

6 AGV性能试验

6.1 AGV的主要性能参数

6.2 AGV的行车试验

6.3 本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2研究展望

参考文献

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