新型AGV設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-30 02:43
“中國智能制造2025”的提出,推動(dòng)了傳統(tǒng)制造業(yè)的智能化升級(jí)和服務(wù)化大跨步發(fā)展。作為智能制造的重要一環(huán),AGV在物料轉(zhuǎn)運(yùn)、物流分揀等方面具有重要作用。在AGV設(shè)計(jì)過程中,對(duì)于AGV機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重視不夠,對(duì)AGV運(yùn)動(dòng)特性、動(dòng)力特性、載荷分布狀況等設(shè)計(jì)邊界條件認(rèn)識(shí)不足,常常導(dǎo)致AGV服役中出現(xiàn)重大失誤。此外,設(shè)計(jì)過程的規(guī)范化和車體的輕量化,對(duì)于AGV的設(shè)計(jì)均具有重要意義。本文以某軸承生產(chǎn)線項(xiàng)目為背景,通過調(diào)研、構(gòu)型綜合、功率匹配、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)建模優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化、應(yīng)力分析、調(diào)試等過程,完成了新型搬運(yùn)AGV的設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括以下四個(gè)方面:首先,經(jīng)過數(shù)次實(shí)測(cè),對(duì)AGV使用過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)、分析,明確了AGV設(shè)計(jì)任務(wù)。對(duì)AGV行走機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行構(gòu)型分析,最終確定了AGV的車體結(jié)構(gòu)。通過對(duì)AGV的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析,確定了AGV的功率、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速,并完成了驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器和車輪的參數(shù)選擇。其次,建立AGV運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型,確定AGV運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。選取最惡劣工況與運(yùn)行狀態(tài)作為其邊界條件,得到AGV各車輪與地面壓力的可行域。并通過曲線擬合及優(yōu)化,確定主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)。...
【文章來源】:鄭州大學(xué)河南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
單輪驅(qū)動(dòng)形式和雙輪驅(qū)動(dòng)形式
2圖 1.2 不同運(yùn)載機(jī)構(gòu)的 AGV3 電源系統(tǒng):電源系統(tǒng)通常包括 AGV 的供電系統(tǒng)和充電系統(tǒng)。其中 AGV 的供電電源通常采用鉛酸電池或鋰電池,通過電源電路實(shí)現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)變,電池保護(hù)和電量的測(cè)量顯示。充電系統(tǒng)通常有手動(dòng)充電和自動(dòng)充電兩種。手動(dòng)充電需要人工進(jìn)行充電,常用于 AGV 數(shù)量較少的場(chǎng)合。自動(dòng)充電常采用充電樁的方式,當(dāng)AGV 自身電量低于一定值時(shí),自動(dòng)運(yùn)動(dòng)到充電位置,完成充電過程。另外隨著無線充電技術(shù)的不斷發(fā)展,AGV 的電源系統(tǒng)也正在向無線充電和小電源、無電源的方向發(fā)展[9]。4 導(dǎo)引系統(tǒng):導(dǎo)引系統(tǒng)的任務(wù)是使 AGV 沿設(shè)定路徑行駛,常見的導(dǎo)引方式有電磁導(dǎo)引、磁帶導(dǎo)引、光學(xué)導(dǎo)引、坐標(biāo)導(dǎo)引、激光導(dǎo)引、慣性導(dǎo)引、視覺導(dǎo)引、
1 緒論GPS 導(dǎo)引、復(fù)合導(dǎo)引等。其中磁帶導(dǎo)引簡(jiǎn)單可靠,視覺導(dǎo)引柔性更高,應(yīng)用較為廣泛[10]。5 通信系統(tǒng):AGV 與控制臺(tái)的通信方式通常有定點(diǎn)通信、無線通信和局域網(wǎng)通信。定點(diǎn)通信是通過在某些固定點(diǎn)設(shè)置預(yù)先編寫好的通信指令與 AGV 進(jìn)行通信,無線遙控通信通常采用超高頻無線波與 AGV 進(jìn)行通信,局域網(wǎng)通信采用AGV 與控制臺(tái)構(gòu)成的局域網(wǎng),通過網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議進(jìn)行信息交換[11-13]。6 控制系統(tǒng):AGV 控制系統(tǒng)可以大體分為車載系統(tǒng)和上位機(jī)系統(tǒng)。車載控制系統(tǒng)主要完成 AGV 的基本動(dòng)作和信號(hào)邏輯的本機(jī)控制,上位機(jī)控制系統(tǒng)則主要通過調(diào)度算法向 AGV 傳輸運(yùn)行目的指令,AGV 接受到上位機(jī)指令后,自動(dòng)調(diào)用相關(guān)運(yùn)行指令,完成上位機(jī)指令并給予反饋[14]。7 安全系統(tǒng):安全系統(tǒng)主要確保 AGV 不與其他物體產(chǎn)生碰撞并產(chǎn)生預(yù)警與急停,常用的形式有接觸式防碰撞裝置、非接觸式防碰撞裝置和預(yù)警燈、預(yù)警聲音。如圖 1.3 所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于變密度SIMP方法的二維懸臂梁結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化[J]. 朱杰. 電子元器件與信息技術(shù). 2018(09)
[2]基于差速驅(qū)動(dòng)的AGV驅(qū)動(dòng)單元分析與改進(jìn)設(shè)計(jì)[J]. 趙華東,江南,雷超帆. 鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2018(05)
[3]AGV差速驅(qū)動(dòng)單元的減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 蔣小龍. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2017(01)
[4]AGV+工業(yè)機(jī)器人在精密搬運(yùn)中的應(yīng)用[J]. 任云星,馬世杰. 山西電子技術(shù). 2016(03)
[5]基于Solidworks Simulation的工裝壓板有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 苗玉剛,趙峰,何斌. 煤礦機(jī)械. 2015(11)
[6]基于ADAMS的差速AGV轉(zhuǎn)彎過程仿真實(shí)驗(yàn)研究[J]. 高延峰,王承洋. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2015(12)
[7]兩擋純電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)與仿真[J]. 龔賢武,唐自強(qiáng),吳德軍,馬建. 鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(03)
[8]重載AGV輕量化設(shè)計(jì)研究[J]. 劉國剛. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2014(10)
[9]差速轉(zhuǎn)向的AGV動(dòng)力學(xué)分析及仿真[J]. 夏田,李醫(yī)中,金超,白娟娟. 煤礦機(jī)械. 2012(03)
[10]基于Solidworks Simulation的隨車吊吊臂整體有限元分析[J]. 李立順,李紅勛,孟祥德. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2011(10)
博士論文
[1]基于無源信標(biāo)的移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 李月華.浙江大學(xué) 2018
[2]連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化理論與應(yīng)用研究[D]. 左孔天.華中科技大學(xué) 2004
碩士論文
[1]AGV小車電池健康狀態(tài)的研究與應(yīng)用[D]. 林怡.北京交通大學(xué) 2018
[2]自動(dòng)導(dǎo)引小車穩(wěn)定快速過彎技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 郭鵬翔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]基于二維激光雷達(dá)的室內(nèi)AGV樣機(jī)研制[D]. 程蘇全.鄭州大學(xué) 2018
[4]支持制造物聯(lián)的多AGV系統(tǒng)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 孫穎.南京航空航天大學(xué) 2018
[5]新型AGV驅(qū)動(dòng)單元關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 雷川川.鄭州大學(xué) 2017
[6]磁導(dǎo)引雙輪差動(dòng)AGV的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 蔣小龍.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[7]7050鋁合金時(shí)效成形工藝及力學(xué)性能研究[D]. 肖麗.南昌航空大學(xué) 2014
[8]基于驅(qū)動(dòng)單元的自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)載荷分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 吳斌.南京航空航天大學(xué) 2014
[9]全方位移動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)以及定位和路徑規(guī)劃[D]. 張曉.北京工業(yè)大學(xué) 2013
[10]基于PLC控制的AGV技術(shù)研究及其應(yīng)用[D]. 黃胄.華東理工大學(xué) 2013
本文編號(hào):3008082
【文章來源】:鄭州大學(xué)河南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
單輪驅(qū)動(dòng)形式和雙輪驅(qū)動(dòng)形式
2圖 1.2 不同運(yùn)載機(jī)構(gòu)的 AGV3 電源系統(tǒng):電源系統(tǒng)通常包括 AGV 的供電系統(tǒng)和充電系統(tǒng)。其中 AGV 的供電電源通常采用鉛酸電池或鋰電池,通過電源電路實(shí)現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)變,電池保護(hù)和電量的測(cè)量顯示。充電系統(tǒng)通常有手動(dòng)充電和自動(dòng)充電兩種。手動(dòng)充電需要人工進(jìn)行充電,常用于 AGV 數(shù)量較少的場(chǎng)合。自動(dòng)充電常采用充電樁的方式,當(dāng)AGV 自身電量低于一定值時(shí),自動(dòng)運(yùn)動(dòng)到充電位置,完成充電過程。另外隨著無線充電技術(shù)的不斷發(fā)展,AGV 的電源系統(tǒng)也正在向無線充電和小電源、無電源的方向發(fā)展[9]。4 導(dǎo)引系統(tǒng):導(dǎo)引系統(tǒng)的任務(wù)是使 AGV 沿設(shè)定路徑行駛,常見的導(dǎo)引方式有電磁導(dǎo)引、磁帶導(dǎo)引、光學(xué)導(dǎo)引、坐標(biāo)導(dǎo)引、激光導(dǎo)引、慣性導(dǎo)引、視覺導(dǎo)引、
1 緒論GPS 導(dǎo)引、復(fù)合導(dǎo)引等。其中磁帶導(dǎo)引簡(jiǎn)單可靠,視覺導(dǎo)引柔性更高,應(yīng)用較為廣泛[10]。5 通信系統(tǒng):AGV 與控制臺(tái)的通信方式通常有定點(diǎn)通信、無線通信和局域網(wǎng)通信。定點(diǎn)通信是通過在某些固定點(diǎn)設(shè)置預(yù)先編寫好的通信指令與 AGV 進(jìn)行通信,無線遙控通信通常采用超高頻無線波與 AGV 進(jìn)行通信,局域網(wǎng)通信采用AGV 與控制臺(tái)構(gòu)成的局域網(wǎng),通過網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議進(jìn)行信息交換[11-13]。6 控制系統(tǒng):AGV 控制系統(tǒng)可以大體分為車載系統(tǒng)和上位機(jī)系統(tǒng)。車載控制系統(tǒng)主要完成 AGV 的基本動(dòng)作和信號(hào)邏輯的本機(jī)控制,上位機(jī)控制系統(tǒng)則主要通過調(diào)度算法向 AGV 傳輸運(yùn)行目的指令,AGV 接受到上位機(jī)指令后,自動(dòng)調(diào)用相關(guān)運(yùn)行指令,完成上位機(jī)指令并給予反饋[14]。7 安全系統(tǒng):安全系統(tǒng)主要確保 AGV 不與其他物體產(chǎn)生碰撞并產(chǎn)生預(yù)警與急停,常用的形式有接觸式防碰撞裝置、非接觸式防碰撞裝置和預(yù)警燈、預(yù)警聲音。如圖 1.3 所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于變密度SIMP方法的二維懸臂梁結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化[J]. 朱杰. 電子元器件與信息技術(shù). 2018(09)
[2]基于差速驅(qū)動(dòng)的AGV驅(qū)動(dòng)單元分析與改進(jìn)設(shè)計(jì)[J]. 趙華東,江南,雷超帆. 鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2018(05)
[3]AGV差速驅(qū)動(dòng)單元的減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 蔣小龍. 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2017(01)
[4]AGV+工業(yè)機(jī)器人在精密搬運(yùn)中的應(yīng)用[J]. 任云星,馬世杰. 山西電子技術(shù). 2016(03)
[5]基于Solidworks Simulation的工裝壓板有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 苗玉剛,趙峰,何斌. 煤礦機(jī)械. 2015(11)
[6]基于ADAMS的差速AGV轉(zhuǎn)彎過程仿真實(shí)驗(yàn)研究[J]. 高延峰,王承洋. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2015(12)
[7]兩擋純電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)與仿真[J]. 龔賢武,唐自強(qiáng),吳德軍,馬建. 鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(03)
[8]重載AGV輕量化設(shè)計(jì)研究[J]. 劉國剛. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2014(10)
[9]差速轉(zhuǎn)向的AGV動(dòng)力學(xué)分析及仿真[J]. 夏田,李醫(yī)中,金超,白娟娟. 煤礦機(jī)械. 2012(03)
[10]基于Solidworks Simulation的隨車吊吊臂整體有限元分析[J]. 李立順,李紅勛,孟祥德. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2011(10)
博士論文
[1]基于無源信標(biāo)的移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 李月華.浙江大學(xué) 2018
[2]連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化理論與應(yīng)用研究[D]. 左孔天.華中科技大學(xué) 2004
碩士論文
[1]AGV小車電池健康狀態(tài)的研究與應(yīng)用[D]. 林怡.北京交通大學(xué) 2018
[2]自動(dòng)導(dǎo)引小車穩(wěn)定快速過彎技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 郭鵬翔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]基于二維激光雷達(dá)的室內(nèi)AGV樣機(jī)研制[D]. 程蘇全.鄭州大學(xué) 2018
[4]支持制造物聯(lián)的多AGV系統(tǒng)調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 孫穎.南京航空航天大學(xué) 2018
[5]新型AGV驅(qū)動(dòng)單元關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 雷川川.鄭州大學(xué) 2017
[6]磁導(dǎo)引雙輪差動(dòng)AGV的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 蔣小龍.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[7]7050鋁合金時(shí)效成形工藝及力學(xué)性能研究[D]. 肖麗.南昌航空大學(xué) 2014
[8]基于驅(qū)動(dòng)單元的自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)載荷分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 吳斌.南京航空航天大學(xué) 2014
[9]全方位移動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)以及定位和路徑規(guī)劃[D]. 張曉.北京工業(yè)大學(xué) 2013
[10]基于PLC控制的AGV技術(shù)研究及其應(yīng)用[D]. 黃胄.華東理工大學(xué) 2013
本文編號(hào):3008082
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