开题报告-AGV智能车设计

PAGEPAGE1毕业论文(设计)开题报告题目agv小车的结构设计课题来源□01企业课题□02教师科研□03教师自拟指导教师学院专业学生姓名课题类型□01论文□02设计□03论文+设计□04论文（在实践中完成）□05设计（在实践中完成）□06论文+设计（在实践中完成）1、选题的背景和意义选题的背景和意义AGV作为生产物流中的一种运输工具，在上个世纪80年代高速发展成为生产物流系统里最大的专业分支之一，已经成为现代化企业自动化装备的重要组成部分。在欧美发达国家，AGV在生产物流系统的应用比较广泛，技术成熟。在日本、韩国，AGV的应用也很广泛，特别是在日本，日本AGV的产品规格、技术水平、装备数量和自动化已经发展到了规范化、标准化和大批量式生产。在中国，AGV发展迅速，出现了新松机器人公司、昆明船舶公司和广州井源公司等大量的AGV生产厂商，其中新松机器人公司是“机器人国家工程研究中心”、“国家863计划智能机器人主题产业化基地”和“国家高技术研究发展计划成果产业化基地”。此外，国外目前出现了一种新型的AGV——亚马逊的Kiva机器人，见图1-1。美国亚马逊公司在2012年收购了自动化物流提供商Kiva的机器人仓储业务通过整合和调整，将Kiva机器人应用在亚马逊的仓库中，到2012年底在10个仓库中总计布置了15000多台Kiva。Kiva重量约145kg，顶部有一个升降圆盘，最多能举起340kg重的货物，操作的准确率达到了99.99%。Kiva的导引方式是根据扫描地上的条码前进，并根据无线指令将物品从仓库搬运到员工处理区，从而提高员工处理区的工作效率，应用之后的工作人员每小时可以挑拣、扫码300件商品，工作效率是应用之前的三倍。图1-1Kiva机器人目前,AGV的应用领域主要用在制造业,特别是在重型机械及部分非加工制造中的应月在制造业中主要用于物料分发、装配和加工制造方面。其中,装配作业中,汽车工业是AGV的应用大户。在物料分发中,主要用于生产工序间的物料移送和仓储作业中的物料移送,在净化室中,AGV更可大显身手,满足净化要求极高的操作。另外,AGV还可以作为机器,人的“脚”,使机器人在更大范围内自动完成作业、水泥地面的光整等13,在有核辐射的地方,使用机器人与AGV的配合,完成检修与材料概运等工作。自动引导小车简称为AGV,是英文AutomatedGuidedVehicle的缩写。AGV是采用自动或人工方式装载货物,按设定的路线自动行驶或牵引着载货台车到指定的地点,再用自动或人工方式装卸货物的工业车辆,按日本JSD6801的定义:AGV是以电池为动力源的一种自动操纵行驶的工业车辆。AGV只有按物料搬运作业自动化、柔性化和准时化的要求,与自动导向系统、自动装卸系统、通信系统、安全系统和管理系统等构成自动导向车系统(AGVS)才能真正发挥作用。AGV的各组成部分一般有:导向系统、车体、蓄电池及充电装置、驱动装置、转向装置移栽装置、控制与通信系统、安全装置。导向系统是AGV的核心部分,用来保证AGV按设定的路线自动行驶。车体由车架、减速器、电动机、车轮等组成,车架常采用焊接刚结构,要求有足够的刚性。蓄电池常采用24V或48V直流工业蓄电池,供电周期为20h左右。驱动装置由车轮,减速器、制动器、电动机及速度控制器等部分组成,并由计算机或人工进行控制,它是一个伺服驱动的变速控制系统,转向装置的结构有三种:铰轴转向式三轮车型、差速转向式四轮车型和全轮转向式四轮车型。移裁装置用来装卸货物,其装卸方式分为被动装卸和主动装卸两种。控制与通信系统包括车上控制器和地面(车外)控制器,均采用微型计算机,通过通信网络进行联系。AGV的安全装置包括多级硬件和软件,例如,在AGV的前面设有红外光非接触式防碰传感器和接触式防碰传感器-保险杠;AGV的前后有黄色警视信号灯,当AGV行走时信号灯闪烁;每个驱动轮带有安全制动器,断电时制动器自动接上:小车每一面都有急停按钮和附有传感器的安全保险杠,当小车轻微接触障碍物时,保险杠受压,小车停止;一旦发生故障,AGV自动进行声光报警,同时通过无线通线系统通知AGV监控系统。AGV的特点(1)运行路径和目的地可以由管理程序控制,机动能力强。而且某些导向方式的线路变更十分方便灵活,设置成本低10(2)工位识别能力和定位精度高,具有与各种加工设备协调工作的能力。在通信系统的支持和管理系统的调度下,可实现物流的柔性控制。(3)载物平台可以采用不同的安装结构和装卸方式,能满足不同产品运送和加工的需要。因此,物流系统的适应能力强。"(4)可装备多种声光报警系统,能通过车载障碍物探测系统在碰撞到障碍物之前自动停止。当其列队行驶或在某一区域交叉运行时,具有避免相互碰撞的自控能力,不存在认为差错。因此AGV比其他搬运系统更安全。(5)AGV组成的物流系统不是永久性的,而是在给定的区域内设置。与传统物流输送系统在车间内固定设置且不易变更相比,该物流系统的设置柔性强,并可以充分利用人行通道和交叉通道,从而改善车间地面利用率。(6)与其他物料输送方式相比,初期投资大,但可以大幅度降低运行费用,特别是在产品类型和工位较多时。国内外发展现状国外发展现状AGV是上个世纪50年代发展起来的一种自动化物料搬运设备，可以负载一定质量的物体在起始点和终点之间自动运行美国在AGV方面的研究较早。GeorgeC.Devol在1954申请的专利“Programmedarticletransfer”中，首次提出了“示教再现机器人的概念”。1958年，美国的约瑟夫·英格伯格和德沃尔一起研制出了第一台工业机器人，并成立了第一家机器人制造公司。同时期的另一家公司——AMF公司也加入了工业机器人的研制，其研制出来的机器人主要用于机器之间的物料运输。1970年，据统计美国当时在全自动化生产线上工作的工业机器人超过了200台。90年代初期，美国Denning公司和Windsor业公司合作研制的地面吸尘器Robo-Scrub，采用了超声波检测障碍，利用了高精度的激光导航系统导引日本在上世纪60年代至80年代间，由从美国引进AGV发展到向美国出口AGV。1968年，川崎重工业公司在引进美国Unimation机器人的基础上对它做出技术改进，并于1970年实现了日本国产化。由此，日本开始了开发和应用机器人技术的高速增长期。此外，KRSKodagoda等（2002）在研究了AGV小车的横向和纵向控制的基础上，设计出了耦合直接模糊PD/PI控制，并通过实验分析得出此算法在跟踪精度、控制颤振和稳健性上，相比传统的反对比例-积分-微分（PID）控制器更有利于AGV的导引。姚佳杰（2014）通过对欧美发达国家AGV的发展史进行研究表明，欧美发达国家的AGV技术成熟，应用领域非常广泛，有室外和地下的AGV产品，同时在日本和韩国，AGV也已经实现标准化、系列化和流水线生产，生产出来的AGV在产品的规格、技术和自动化水平上均达到了世界先进水平。国内发展现状当前我国在AGV的研究、制造方面和欧美发达国家、日本、韩国相比还存在着定的差距，我国目前生产行业对AGV还相对陌生，应用的普及率较低。21世纪以来，我国学者对AGV的研究越来越多，研究的内容从相对单一到现在的全面研究，发展较为迅速，已经在AGV的控制系统、导引系统和安全系统等方面有了研究成果。冉文学（2000）对AGV设计中的安全装置进行了研究，研究了一套不仅可以防止错误动作的产生，还可以智能化处理错误动作的安全系统。王可（2014）对当前的研究现状进行研究，研究表明当前虽然我国可以大批量制造AGV，但AGV的关键技术，如AGV配套的电机、伺服控制器和定位装置等还需要欧美发达国家、日本或韩国的支持，造成成本相对较高，在价格方面阻碍了AGV在我国的推广。2、研究的基本内容本课题的二维码agv小车的结构设计，设计具有外观，结构。对于本次设计主要内容包括：1）研究二维码agv小车的结构特点进行学习分析，提出设计方案；2）选定的二维码agv小车进行设计调研和构思，对二维码agv小车、结构和功能进行合理的设计，独立完成产品的二维及三维建模设计；4）重要零部件的设计和选取；5）完成产品所需的结构设计、数据计算，进行模型渲染；6）完成二维码agv小车的设计和二维装配图与零件图的绘制；8）整理相关资料，编写说明书。4、研究方法（技术路线）和措施1、研究思路4-1研究思路流程2、本次课题可以通过以下方案来实现：(1)首先查阅书籍资料掌握二维码agv小车的结构与工作原理；(2)根据现有的二维码agv小车的参数，运用solidworks建立二维码agv小车模型；(3)通过查阅相关文献及使用手册来完成相关部件的选型机设计5、任务总体安排和进度计划任务总体安排（1）按照要求结合文献综述，按时提交一份开题报告；（2）根据选定的二维码agv小车进行设计调研和创意构思，对二维码agv小车外观、结构和功能进行合理的设计，独立完成产品的CAD三维建模设计；（3）确定待开发产品的设计方案，对机械系统运动方案及执行机构进行合理的设计；（4）按照进度计划，结合个人设计思路及相关的计算及理论依据，撰写毕业论文，论文不少于15000字，做到文字通顺，内容格式正确；说明所选用的标准件类型。进度计划（1）准备阶段：确定主题，接收任务书，查阅与课题相关参考资料，对资料进行整理，明确课题设计内容和意义、研究背景、设计思路、设计重点和难点等，提交开题报告。（2）总体方案设计阶段：对系统进行总体设计，根据二维码agv小车参数及要求，计算方案设计过程中所涉及的数据，拟定总体方案。（3）详细设计阶段：对二维码agv小车样机进行详细设计，完成机械系统运动方案及执行机构的设计，独立完成产品的CAD三维建模设计；完成电机选型、电调选型等，设计完成二维码agv小车3D/2D总装配图设计、主要零部件的设计；完成论文正文主体框架的详细设计。（4）系统完善阶段：修订、完善二维码agv小车整体设计，完成系统说明。（5）准备答辩：准备毕业设计答辩PPT、论文装订稿等资料，对全部电子资料进行汇整、打包，并以学号命名提交为指导老师，准备答辩。6、主要参考文献陈杰.机械机构构型的设计方法[J].装备制造技术,2014(1):144-146.吴康平.机械机构优化设计理念及方法探讨[J].内燃机与配件,2018(12):34-35.张鹏.托盘式AGV叉车结构设计和稳定性研究[D].朱本辉.基于ANSYS的户外AGV车辆结构设计及疲劳寿命分析[D].2016.程航.AGV小车轨迹跟踪控制策略的研究[D].2016.孙立新,王小旭,李峰亮,等.一种基于Mecanum轮的具有升降系统的AGV小车结构:,2017.朱本辉.基于ANSYS的户外AGV车辆结构设计及疲劳寿命分析[D].高峰.麦克纳姆轮平衡重式AGV叉车的总体设计与研究[J].中国新技术新产品(21).牛坤.自动导引小车AGV的结构设计及自主移动规划[D].北京邮电大学,2015.凌忠奇.AGV小车路径规划算法的探究[D].2013.季振东.一种AGV车体结构:,2019.车睿.基于虚拟样机技术的货叉式AGV稳定性研究与结构优化[D].2015.宋学贤.AGV技术在汽车保险杠生产线的应用研究[D].武汉工程大学,2013.陶凤荣,王快,王雪峰.一种全方位双差速视觉导航智能AGV车体结构:,2018.单芝庆,蔡薇薇,黄君杰,等.一种AGV用车载同步顶升机构及AGV车:,2018.ResearchandApplicationofAGVCarforTransportationinForkliftAssemblyLine[J],2017,000(007):212-213,231.LiAR,FanYJ,HanT,etal.PropertiesofHydraulicFloatingCaliper