畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告學(xué)生姓名： 王亞偉 學(xué) 號(hào)： 201119030526 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 設(shè)計(jì)(論文)題目： 自動(dòng)導(dǎo)引小車設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 關(guān)山 教授 2015 年 3 月 23日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述1.1 課題概述 自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車AGV（Automated Guided Vehicle）1是指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車，AGV屬于輪式移動(dòng)機(jī)器人（WMRWheeled Mobile Robot）2的范疇。工業(yè)應(yīng)用中不需駕駛員的搬運(yùn)車，以可充電之蓄電池為其動(dòng)力來源。一般可透過電腦來控制其行進(jìn)路線以及行為，或利用電磁軌道(electromagneticpath-followingsystem)3來設(shè)立其行進(jìn)路線，電磁軌道黏貼于地板上，無人搬運(yùn)車則依循電磁軌道所帶來的訊息進(jìn)行移動(dòng)與動(dòng)作。更直接點(diǎn)：AGV就是無人駕駛（Driverless）4的運(yùn)輸車。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀世界上第一臺(tái)AGV是由美國(guó)Barrett電子公司于20世紀(jì)50年代初開發(fā)成功的，它是一種牽引式小車系統(tǒng)5，可十分方便地與其他物流系統(tǒng)自動(dòng)連接，顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，極大地提高了裝卸搬運(yùn)的自動(dòng)化程度。1984年，美國(guó)通用汽車公司完成了它的第一個(gè)柔性裝配系統(tǒng)(FAS)6,從此AVG得到工業(yè)的廣泛應(yīng)用。美國(guó)各公司在歐洲技術(shù)的基礎(chǔ)上將AGV發(fā)展到更為先進(jìn)的水平，他們采用更先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，運(yùn)輸量更大，移載時(shí)間更短，小車和控制器的可靠性更高。我國(guó)AGV發(fā)展歷程較短，但一直以來不斷加大在這一領(lǐng)域的投入，以改變我國(guó)AGV長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面。經(jīng)過不懈地努力終于取得了一定的成效，北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所、清華大學(xué)、中國(guó)郵政科學(xué)院郵政科學(xué)研究規(guī)劃院、中國(guó)科學(xué)院沈陽自動(dòng)化所、大連組合機(jī)床研究所、國(guó)防科技大學(xué)和華東工學(xué)院都在進(jìn)行不同類型的AGV的研制并小批投入生產(chǎn)。我國(guó)自動(dòng)導(dǎo)引小車產(chǎn)品無論在規(guī)格、品種方面，還是在技術(shù)水平和工業(yè)運(yùn)用數(shù)量方面均與國(guó)外存在很大的差距，研制的產(chǎn)品僅擁有技術(shù)使用權(quán)，開發(fā)的軟件只是應(yīng)用軟件，基礎(chǔ)軟件和關(guān)鍵元器件必須進(jìn)口，成本高且受到制約；在電磁導(dǎo)引7 AGV 及系統(tǒng)方面，盡管國(guó)內(nèi)已經(jīng)開發(fā)出相關(guān)的產(chǎn)品，然而也只是在簡(jiǎn)單的環(huán)境中運(yùn)行，如單環(huán)路的簡(jiǎn)單路徑，這種系統(tǒng)在復(fù)雜的路徑系統(tǒng)中并沒有很好的適應(yīng)性。1.3 我選取的導(dǎo)引方式電磁感應(yīng)導(dǎo)引的可靠性比較高，控制策略相對(duì)簡(jiǎn)單，所以它是一種使用最早、也最多的導(dǎo)引模式。由高頻交流發(fā)生裝置預(yù)先在埋設(shè)電的磁金屬導(dǎo)線上加載高頻交流電8,導(dǎo)線周圍產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)引磁場(chǎng)，導(dǎo)引系統(tǒng)依據(jù)感應(yīng)傳感器檢測(cè)到的磁場(chǎng)強(qiáng)弱以糾正位置偏差，保證車輛對(duì)路徑的自動(dòng)跟蹤，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引。在現(xiàn)代物流和工業(yè)生產(chǎn)流水線等行業(yè)中，電磁感應(yīng)式導(dǎo)引小車的應(yīng)用非常廣泛。傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)式導(dǎo)引與其它導(dǎo)引方式相比，是一種低成本、高可靠性的導(dǎo)引方式。但是傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)導(dǎo)引方式的定位精度不是很高，而且易受外界環(huán)境磁場(chǎng)干擾等缺點(diǎn)。 本文對(duì)電磁感應(yīng)式的自動(dòng)導(dǎo)引小車進(jìn)行研究，采用三感應(yīng)線圈三角形式9布局這種方式，對(duì)自動(dòng)電磁導(dǎo)引小車的定位分析，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電磁導(dǎo)引小車行進(jìn)過程中的精確定位，保證位置信息的精度盡可能高，實(shí)現(xiàn)小車的精確定位。1.4 車體結(jié)構(gòu)小車采用兩后輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)差速轉(zhuǎn)向，兩前輪為萬向輪的四輪結(jié)構(gòu)形式。步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速器后通過驅(qū)動(dòng)輪提供驅(qū)動(dòng)力，當(dāng)兩輪運(yùn)動(dòng)速度不同時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向。車架是整個(gè)AGV小車的機(jī)體部分，主要用于安裝輪子、電磁感應(yīng)器、伺服電機(jī)和減速器。車架上面安裝伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、PCD板和電瓶10。對(duì)于車架的設(shè)計(jì)，要有足夠的強(qiáng)度和硬度要求，故車架材料選用鑄造鋁合金。AGV運(yùn)行并具有速度控制和制動(dòng)能力的子系統(tǒng)。主要包括電機(jī)、減速器、驅(qū)動(dòng)器、控制與驅(qū)動(dòng)電路等。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般為閉環(huán)方式與開環(huán)方式，前者以伺服直流電機(jī)為主，后者以步進(jìn)電機(jī)為主11。AGV周邊設(shè)施使用一般工業(yè)電力，根據(jù)用途而有不同要求。如充電間頻率發(fā)生器、自動(dòng)門、計(jì)算機(jī)室、通訊裝置以及工作環(huán)境所需裝置的動(dòng)力等。根據(jù)車型、運(yùn)行及載荷量而采用不同功率的蓄電他，一般都是蓄電池組合體。常用直流電壓為12伏、24伏、48伏及72伏。1.5 課題的意義目前，我國(guó)面臨著人口紅利即將喪失、勞動(dòng)力成本大幅攀升、訓(xùn)練有素的產(chǎn)業(yè)工人缺失、招工難等問題，這些問題催生了對(duì)機(jī)器人需求快速增長(zhǎng)的強(qiáng)大動(dòng)力。國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求空前高漲。如何能夠?yàn)槠髽I(yè)提供高性價(jià)比的工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)面臨的重要課題。參考文獻(xiàn)：1王立權(quán).工業(yè)中智能手的應(yīng)用M.清華大學(xué)出版社.2006.2侯國(guó)柱，孔慶忠.五自由度機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其控制J.機(jī)械制造與自動(dòng)化.2007.3蔡自興.機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)原理理論方法和算法M.清華大學(xué)出版社.2009.4宗偉鋼.機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)原理理論方法和算法M.機(jī)械工業(yè)出版社.2003.5羅家佳.基于MATLAB的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真研究J.廈門大學(xué)學(xué)報(bào).自然科學(xué)版.2005.44.6周恒.多功能電子產(chǎn)品的功能存在感研究及設(shè)計(jì)策略D.上海: 上海交通大學(xué), 2010. 7Li M, Hu C, Song S, et al. Detection of Weak Magnetic Signal for Magnetic Localization and Orientation in Capsule EndoscopeC.IEEE International Conference on Automation and Logistics Shenyang: 2009.900-905 8張智勇.AGV地面系統(tǒng)設(shè)計(jì)及開發(fā)D. 西安:西北工業(yè)大學(xué), 2002.9張正義.AGV技術(shù)發(fā)展綜述J.物流技術(shù)與應(yīng)用.2005(7):67-7310Naiqi W, Mengchu Z. Shortest Routing of Bidirectional Automated Guided Vehicles Avoiding Deadlock and BlockingJ. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. 2007, 12(1): 63-72.11 俞阿龍,李正,孫紅兵,孫華軍.傳感器原理及應(yīng)用M.2010.2. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：2.1 解決問題2.1.1設(shè)計(jì)一種高度柔性化自動(dòng)化的導(dǎo)引系統(tǒng)，使導(dǎo)引車更加迅速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引，以達(dá)到工業(yè)的需要。2.1.2電磁導(dǎo)引技術(shù)是目前導(dǎo)引技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，但是傳統(tǒng)的電磁導(dǎo)引技術(shù)也存在若干的問題，如反應(yīng)遲緩，使用壽命較短等，本課題對(duì)傳統(tǒng)導(dǎo)引方式作出進(jìn)一步改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)更為精確的導(dǎo)引。2.2 研究手段2.2.1查閱文獻(xiàn)，尋找類似的資料，查閱國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，了解激光導(dǎo)引、電磁導(dǎo)引、紅外導(dǎo)引等研究趨勢(shì)，對(duì)本課題研究有具體的思路。2.2.2模擬實(shí)驗(yàn)的手段，對(duì)電磁技術(shù)的應(yīng)用作出改進(jìn)。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告指導(dǎo)教師意見：1對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語：2對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)： 指導(dǎo)教師： 2015 年4月9日所在學(xué)院審查意見： 負(fù)責(zé)人： 2015 年4月10日