内容发布更新时间 : 2024/12/27 11:50:57星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1.6 课题研究内容

自动导引小车是智能化的汽车技术，作为目前一种较为重要的自动化设备，在当前企业物流系统中已被广泛应用于各个方面。本次设计主要从AGV的机械部分的设计出发，得出总体设计的一些指标，然后再对其驱动系统进行分析，得到驱动方式跟车轮的选择以及驱动系统部件的选择与校准。

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第二章 AGV总体设计

2.1 AGV机构部分

上一章讲到载荷传送装置、车架、车体、驱动装置、动力系统和车轮是AGV的主要组成部分。自动导引小车的基础部分是车架和相应的机械部分和电气部分，也就是车体的部分。车架设计的基本要求是它的强度和硬度都要比较大，一般用1mm~3mm钢焊接钢板或铝合金板，可以减少汽车的重量，要防侧翻则取决于小车的重心。

自动导引小车一般用12V、24V、48V及72V电池作为其能量以驱动小车。电池要确保其工作至少8h多，由于不同的工作和不同的工作环境的影响，其应该满足基本的要求。自动导引小车驱动命令由计算机发出，驱动的速度大小以及方向都是由计算机来进行控制的。在工作的过程中可以用不同的方法来调整速度，AGV小车在不同的工作状态下所要求的行驶速度是不一样的，高速直线1m/s，转停0.2m/s~0.6m/s，接近站点时0.1m/s。

一般由地面控制器发出的控制指令系统，它将通过通信系统返回地面控制器。连续模式和分散模式是通信系统中两种主要的模式。连续模式的通信系统可以在任何位置以允许自动导引小车在任何时间相对地面控制器可以使用射频的方法，或在通信电缆导向路径中发送和接收信息，如用红外激光通信法；分散模式的通信是系统在AGV小车计划好的地方与地面控制器传送，其一般通过感应光或者是利用光学的方法来实现，当AGV小车与地面控制站得不到联系的时候说明两者通信之间存在故障。之所以现在很多车用这个原因是由于分散模式相对于连续模式价格比较便宜。对AGV自动。导引小车安全性来说，其安全性首先关系到AGV小车本身的一些基本防护，最主要的是对人不会产生危险的状况，还有就是对一些地面设备和物品的保护到位。

自动导引小车的导引方式可分为两大类:一类是配备一个路径的导引装置到小车上，而把引导传感器放置在小车所要运行的路径上，其中电磁导引的方式就是这样的;另一类是没有固定方式的自由路径进行导引，通过计算机的控制,AGV小车自动调节方位，然后自主地决定所要行驶路径。

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2.2 AGV电控部分

2.2.1 传感器的选用 1、红外线传感器的选用

（1）下面是红外传感器导引路径原理：

由于地面的颜色和色带的颜色是不一样的，把地面颜色和色带的颜色对比，黑色带选择在光线明亮的地面，白色带选择在光线灰暗的地面。自动导引小车配备的光源可以照亮色带。根据下图2-1可以形象的看出，小车上的光源经过反射后，通过光传感器进行接收，然后由传感器到达检测回路进行检测，当检测到小车行走的路径有偏差时，再到运算回路进行偏差的计算，最后到达驱动回路进行控制然后对小车的运行路径的偏差马上进行一个纠正回到原来的位置。因此，自动导引小车其可以始终沿着设定好的色带的轨迹运行。固态红外发光二极管和固态光敏二极管（或光敏三极管）都属于红外线光电传感器。

图2-1 光学导引原理图

（2）红外线导引路径的方法

方法一：发光利用的是发光二极管，接收利用的是光敏二极管。

黑带用来吸收可见光，所以发光二极管发出的光到黑带将会被吸收。输出端的电平比较低的原因是光敏二极管检测到的信号为高阻抗所导致的。光敏二极管接收到反射的可见光信号后其为低阻抗，输出端此时为高电平，这个可见光是由发光二极管发出的。由于环境对可见光光敏二极管有一定的影响，所以其电路的稳定性不是很好。

方法二：可见光用光敏电阻接收进行检测。

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该电路采用T型网络，可以避免比较大的反馈电阻，也可以提高其输入的阻抗。可见光信号由光敏电阻检测。光敏电阻的检测到黑带输出端的电平相对较低，光是电路的输出是比较高的，信号反馈给单片机，由点偏激控制小车的转向。由正负电源，加上环境对光敏电阻的影响，其电路的稳定性也不是很好。

方法三：红外线发射用红外发射管，接收用红外线二极管进行。

耦合发射和接收红外线信号，外面的可见光红外光敏三极管接收到的信号和辐射源输出隔离信号影响不大。变成电压信号以后，通过LM399红外信号接收机进行比较，具有的高电平或者低电平最后回到了单片机。 （3）具体设计的要求

根据价格便宜，易于实现，可靠性好的这三个原则，因此通过方法三，AGV小车的稳定性能得到提升。当出现较低的电平说明红外收发器遇到了黑带，要不然就是较高的电平。由程序控制AGV小车的方向是在中断查询的模式下进行的。

不同的传感器会有不同的应用程序，其检测即感应的范围从几毫米到几米远的范围。通过合理的选择，使用FS?359F反射式红外线传感器，因为这个传感器相对于其它传感器安装比较简单，并且为了满足垂直距离5-10cm的检测目的，通常来说一般的红外线传感器做到这一点是比较难的，在电流40mA发射过程中使用，没有强烈的阳光（房间里的荧光灯）距离可达8cm进行干扰检测，完全可以满足探测距离要求。 2、超声波传感器的选用 （1）超声波感器避免碰撞的原理

超声波发射后当遇到障碍物时，其波将会被反射回来，通过把超声波发射波和接收被反射回来波的总的时间t测得,则可求出距离S=Ct/2，此距离就是超声波所测的距离（其中C为超声波的波速）。我们知道由于温度的变化会影响超声波的波速C，所以在使用的时候，超声波波速保持基本不变的前提温度变化的范围比较小，否则就要加以纠正，一般用温度补偿的方法予以纠正温度。下图2-2是超声波测距仪原理框图：

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