【摘要】：AGV(Automated Guided Vehicle,自動導(dǎo)航車)作為自動化倉儲系統(tǒng)和柔性生產(chǎn)系統(tǒng)的智能設(shè)備,是連接生產(chǎn)和物流的關(guān)鍵環(huán)節(jié),可實現(xiàn)生產(chǎn)過程可視化和生產(chǎn)效率最大化的目的。研發(fā)能實現(xiàn)自然導(dǎo)航精準(zhǔn)定位、可頻繁移動、快速啟停的四輪獨立轉(zhuǎn)向型AGV,對提高車間的智能化和柔性化水平有重要意義。運動穩(wěn)定性是AGV最基本的動態(tài)特性,驅(qū)動單元作為AGV運動實現(xiàn)的基礎(chǔ),對其進(jìn)行運動穩(wěn)定性的研究是十分必要的。本文以激光雷達(dá)導(dǎo)航的四輪獨立轉(zhuǎn)向AGV驅(qū)動單元為研究對象,從設(shè)計建模、剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)仿真、實驗對比、基于模糊邏輯理論的控制參數(shù)優(yōu)化和結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計等方面的探究了驅(qū)動單元對AGV運動穩(wěn)定性能的影響,具體工作如下:首先,結(jié)合AGV總體設(shè)計需求和工廠作業(yè)環(huán)境,采用模塊化設(shè)計思想,完成由驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、減震系統(tǒng)三大子系統(tǒng)組成的驅(qū)動單元設(shè)計和建模工作,并建立力學(xué)模型進(jìn)行理論分析。其次,為研究驅(qū)動單元對AGV運動穩(wěn)定性的影響,模擬車間實際工況,分別對AGV剛體模型和剛?cè)狁詈夏Ｐ瓦M(jìn)行動力學(xué)仿真,證實了構(gòu)件的柔性變形對計算精度有著不容忽視的影響;此外,在現(xiàn)有AGV實驗平臺的基礎(chǔ)上設(shè)計了運動穩(wěn)定性測試實驗,將采集的實驗曲線與仿真曲線進(jìn)行對比分析,驗證了運動穩(wěn)定性分析模型的正確性;進(jìn)一步地,設(shè)計模糊自適應(yīng)控制器并搭建機(jī)電聯(lián)合仿真平臺,通過優(yōu)化減震控制參數(shù),AGV驅(qū)動單元的運動穩(wěn)定性得到較明顯的提升。最后,為改善AGV運動穩(wěn)定性,根據(jù)驅(qū)動單元對運動穩(wěn)定性影響較大的結(jié)構(gòu)特征,從彈簧傾角可調(diào)和增加平順調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩個思路進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計,通過對相同工況下新舊模型的仿真對比,驗證了新結(jié)構(gòu)在運動穩(wěn)定性能上得到改善和提升。
【圖文】：

差速驅(qū)動（四輪型）雙舵輪驅(qū)動四輪獨立驅(qū)動圖 1.1 常見 AGV 驅(qū)動轉(zhuǎn)向方式差速驅(qū)動的轉(zhuǎn)向是靠轉(zhuǎn)彎時兩個驅(qū)動輪的速度稱分布的驅(qū)動輪，常見有三輪（一個從動輪）和輪驅(qū)動由驅(qū)動輪個數(shù)不同分為單舵輪驅(qū)動和雙型[8]，從動輪關(guān)于車體軸線對稱分布。對于差速在于貼地性好、對地面適應(yīng)性強(qiáng)，因此應(yīng)用場靈活、機(jī)動性能不強(qiáng)的局限；對于四輪車型而言身位姿變化、因可實現(xiàn)小半徑轉(zhuǎn)向所以適用于平而導(dǎo)致某輪壓力減小甚至懸空，貼地性不佳。構(gòu)的全向驅(qū)動方式，它的實現(xiàn)原理是在中心機(jī)輪轉(zhuǎn)向力轉(zhuǎn)化成中心機(jī)輪的法向力，安裝時將四量合成法分別控制每個車輪的速度和轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)全活，，可以靈活方便地實現(xiàn)全方位移動，適用于

V 作為電動汽車和搬運機(jī)器人的新型交叉產(chǎn)品，其設(shè)計沒有一定的標(biāo)準(zhǔn)行設(shè)計時主要參考汽車的相關(guān)規(guī)范。傳統(tǒng)車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運作時由于兩合作用，限制了車輛在復(fù)雜情況和擁擠路段上的操作性和靈活性。面向 與傳統(tǒng)車輛有很大的區(qū)別，前輪轉(zhuǎn)向不能滿足 AGV 的轉(zhuǎn)向要求。如圖作業(yè)環(huán)境示意圖，在一個對某類工件進(jìn)行加工的 3C 車間里，安裝有托盤作區(qū)的取料點將待加工工件放入托盤后，依次去往工作區(qū)需要換件的機(jī)械手將待加工工件放置在機(jī)床指定位置，并將已加工工件放到托盤上，件用完時，去往非工作區(qū)的放料點將已加工工件放下，重新裝滿待加工。在不同的區(qū)域，對 AGV 的運動性能有著不同的要求：在工作區(qū)，AG到位位姿精度、運動穩(wěn)定性及靈活性；在非工作區(qū)，AGV 在完成上下料保安全性；在連接區(qū)，AGV 兼有工作區(qū)和非工作區(qū)的運動特性。在一些如在非常狹窄的工作區(qū)想要進(jìn)入兩個機(jī)床之間作業(yè)這種比較限制的情況橫向側(cè)移來完成作業(yè)任務(wù)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP23

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2647263