（终稿）自动移动送料小车设计（全套完整有CAD）

.总体结构设计方案根据实际需要的不同，设计也有很大差别。

本课题所研究的是在室内环境下能够自主行走运送托盘自动调节的小车。

根据这个需求，本设计为圆传送带式轻型，激光束导引方式沿固定路径进行托盘运输。

整个系统的结构框图如图，其中包括主控制模块光敏元件检测光信号电路直流电机的驱动器和速度控制控制器以及电源模块，这些构成了整个车载控制系统。

图总体方案图自动导引小车车体主要由车架和相应的机械电气结构如蓄电池电机减速部分车轮等所组成。

资料显示，现有的按照轮子数量多少，般可以分为三轮四轮或者六轮结构。

二轮结构简单，能够满足常规性的需要。

四轮结构比较复杂，但稳定性好，承载能力比较大。

六轮和四轮在结构和设计思路上都基本类似，不过具有更大的承载能力和稳定性，因此后面主要分析四轮情况。

的转向装置通常有以下两种结构形式铰轴转向式设置转向轮以控制旋转方向，转向轮装在转向铰轴上，转向电机通过减速器和机械连杆等结构控制铰轴，从而实现对转向轮的方向控制。

转向轮可以和驱动轮合而为，也可以单独设置。

差速转向式为的左右两个驱动轮分别设置两个独立的驱动电机，通过控制左右轮子的转速比，产生速度差，来实现车体的转向，在这种模式下，非驱动轮应为自由轮综合轮子数量和转向轮的形式等。

的运行机构通常有以下几种常见方式三轮铰轴转向式如图.所示，其中轮为铰轴转向轮，同时也是驱动轮，即前轮装配有驱动电机转向电机以及减速设备等，在功能上即驱动也转向，后两个轮子仅作随动运动，起承载作用，而没有导向能力。

当然只给轮子配置转向电机，不作为驱动轮使用，而将轮轮作为驱动轮也是可行的。

三轮差动转向式如图.所示，其中轮为随动轮，可以自由转动，而轮和轮是驱动轮，由不同的电机控制，靠两个轮子的不同转速实现车子转弯。

四轮铰轴转向式图.所示的就是前轮转向，后轮驱动的四轮模型，其中轮和轮为转向轮，它们之间有同步轮转向连杆，轮轮为驱动轮，由同个驱动电机带动。

四轮差动转向式如图.图.所示，这是两种不同结构的四轮模型，但控制模式基本致，其中轮和轮为自由轮，可以自由转动，而轮和轮都是驱动轮，由不同的电机来驱动，通过两驱动轮的速度差进行转向。

四轮独立因此有很多的形式，但从功能看，重要包括行走驱动系统导向系统动力系统安全系统控制系统车载辅助机构车体等。

地面导引与管理系统包括调度操作设备通讯设备导引定位设备交通管理系统辅助设备等。

的技术组成行走驱动系统包括转向和驱动部分，由于使用场合的不同要求，的行走驱动机构形式繁多。

按行走方向区分单向双向和全方位式按转向原理区分铰轴式转向和差速式转向按传动配置方式区分转向轮与差动轮合或分开前轮与后轮驱动对角式中间驱动三轮四轮五轮六轮等不同配置形式。

三轮移动机构是目前应用最多的基本机构，车体结构般是前轮利用两轮独立驱动，通过两轮的速度差实现转弯，后轮为辅助轮。

这种机构的特点是机构组成简单，而且旋转半径可从零到无限大。

四轮的驱动机构和运动基本上与三轮的相同，两轮独立驱动，前后带有辅助轮的方式。

由于能绕车体中心旋转，所以有利于在狭窄场所改变方向。

当然还有依据使用目的，使用六轮驱动车和车轮直径不同的轮胎车。

与四轮车相比，六轮车结构相似，只不过有更大的承载能力和稳定性。

按传动电机分伺服电机驱动步进电机驱动或普通直流电机驱动导向系统完全依赖于导向系统指引其从个工作点到达另个工作地点，导向系统的性能与采用的导引方式有关，根据不同的导引方式，可自动沿着指定的路线运行。

动力系统是以蓄电池为动力源的，般为通用的工业蓄电池或汽车蓄电池，要求电池容量满足小时的工作需要，当电力不足时，能自动行使到指定位置充电。

安全系统常常是在人机共存的环境下工作，因此必须对人员的安全性进行充分的考虑，般上装有红外线或超声波检测装置，对检测装置的要求是在车前急停区前识别物体，以便在此前停车或减速，或启动避让措施以及优化搬运线路，另外在车架四周还设置带机械微动开关的缓冲器，万缓冲器撞上了障碍物仍能及时控制停车，由于系统是多台同时工作的，为了增强对系统交通的可控性，般需要在地面另外设置些指示各段运行路线被占用情况的辅助装置。

通讯系统在系统中，为了使各台的工作不发生冲突任务冲突路线冲突等，所有以及系统中的其它自动化物流设备都是由主控机进行统控制，需要从主控机获得下步工作的指令，同时需要将自身的状态报告主控机，这些都是通过通讯系统来完成。

有固定运行路线的可以通过在运行路线上埋设的导线进行感应通讯，而全方位运行的只能采用无线通讯，当干扰源较多时，通讯系统必须有较强的可靠性，以保证系统正常工作。

控制系统每台上都配置车载机以控制本身的工作，由数台构成系统时，整个系统由主控机进行监视与控制，主控机方面与更上级控制系统如车间级控制系统进行通讯，接受物料搬运任务并报告系统的工作情况，另外还与各台进行通讯，根据具体的物料搬运任务进行规划，并向各台布置任务，同时收集各发出的信息以监视系统的工作情况，并相应地进行交通管理，车载机与主控机通过通讯系统交换信息。

灵活性大多是跟其它生产设备和工作人员处于同工作环境中，因此的导向系统应保证有较好的可靠性，导向系统的可靠性主要包括系统发生失灵的可能性，导向机构本身影响或阻止系统发挥正常功能的可能性。

可控制性的可控制性是指在定的导引方式下，启停控制弯道运行岔道选择等实现的难易程度，另外，还应考虑特定导引方式下，与中央控制系统之间数据通讯的实现方法和性能水平。

系统成本导向系统包括车载装置和地面装置两部分，各部分的成本主要由相应装置的复杂性及其维护要求决定。

导引方式分类根据系统中运行路线的性质，导引系统可分为固定路径导引自由路径导引组合路径导引。

固定路径导引是指运行路线是以种具体的形式规定的。

自由路径导引是指的运行路线是无任何具体形式的运行轨道，沿虚拟的路线运行。

组合路径导引是指在多数工作区间内沿种具体形式的固定路线运行，而在些区域可沿控制系统指定的虚拟路线运行。

典型的导引方法电磁感应导引早期的均采用埋线导向方式，电磁感应导引原理图如图所示，即将电缆线按所设路线埋于地下，通以定频率的电流后产生感应磁场，由装在车体下的电磁传感器检测磁场，导引按预定路线行使。

有分支路径时，通过改变诱导电缆频率，并在程序中指定分支时应追踪的频率，即可按正确的路线行使。

图电磁感应导引原理图这种导引方式的优点是可控制性好，可靠性高，不怕尘土污染，电缆埋在地面下不易遭破坏，适用于般工业环境，同沟槽可铺设多股电缆，有利于分支管理和通讯。

其缺点是铺设工作量较大，改变和扩充路线较困难。

这种导引方式在车数太少时，地面费用相比太高。

电磁感应导引是传统的导引技术，年出现在美国的第台采用的就是这种技术，目前已十分成熟，应用最为广泛，上海金山石化泰山核电站沈阳自动化所以及上海交通大学机电工程系与合肥叉车总厂合作开发的采用的都是这种导引方式。

磁导引磁导引是沿着运行路线贴上磁条，通过时依靠车上磁力传感器，检测磁场的存在，并不断纠正的位置偏差，使沿规定路线行走。

磁导引原理图如图所示。

图磁导引原理图磁导引的优点是运行范围大，可靠性高，地面费用较电磁感应导引低，增设变更路线较容易，不受污染物的影响，磁条和磁感应传感器无时效变化，稳定性好，所以应用比较广泛，在磁导引方面，日本的研制和应用走在前列。

其缺点是费用比较高，维护比较困难。

光学导引光学导引的导向路线是用反光材料涂成的反光带，反光带颜色般与地面反差较大，以使两者反光程度有定不同，便于识别。

光学邮政报刊分拣输送大型军械仓库自动化仓储系统服务。

随着经济的发展，在我国的应用领域必将有广阔的应用前。

.论文完成的主要工作本课题设计了个用于运送模拟生产线托盘的小型系统，即自动移动送料小车。

控制系统选用的核心控制器是单片机，采用的导引方式是激光束导引，采用永磁直流减速电机驱动，在此基础上完成整个驱动控制系统的软硬件设计。

论文完成的主要工作包括以下几个方面总体方案的设计分析国内外先进的的特点，结合我国的实际情况及实验室的现有条件，进行系统总体方案的设计。

机械结构部分的设计根据具体的工作条件和要求，遵循总体方案设计，进步设计了自动移动送料小车的机械结构。

其机械结构可以分为两部分，第部分是移载机构，即负责在小车和生产线之间转移托盘。

第二部分是行走底盘，顾名思义，这部分结构的主要功能是支撑上层构建和行走驱动。

控制系统的硬件电路的设计控制系统硬件电路设计包括嵌入式控制系统的主控制电路部分的设计直流电机驱动电路设计导向电路设计障碍物检测电路的设计测速电路设计工位检测电路设计。

系统软件的设计考虑到实验条件和工作要求以及系统的资源情况实，系统软件设计主要包括寻迹导向外部中断两部分功能。

自动移动送料小车技术分析本课题所设计的自动移动送料小车是自动化生产线中的物流设备，在自动化生产线中又将这种具备自动导引能力的物流设备成为自动导引车，即。

据此，本设计的关键技术即为技术。

下文将对国内外的进行技术分析，并以此引出自动移动送料小车的设计思路。

.的类型按照自主程度划分，可分为智能型和普通型两类智能型每台的控制系统中通过编程都存有全部运行路线和线路区段控制的信息，只需知道目的地和到达目的地后要完成的任务就可以自动选择最佳路线完成规定的任务，这种方式下，系统使用的主控机可以比较简单，主控机与各台之间通过无线电或导引线进行连续通讯，控制系统可以实时监视所有的工作和运行位置。

即使通讯中断，仍能以各种降格方式工作。

对于台以内的构成的系统，多数采用这种工作方式。

普通型这种类型的的控制系统般比较简单，其本身的所有功能路线规划和区段控制都由主控机进行控制。

因此主控机必须有很强的处理能力。

每隔段距离通过地面通讯站与主控机交换数据，在通讯站之间的误动作不能及时通知主控机，当主控机出现故障时，只能停止工作，此类般用来组成包含台的系统。

从系统扩充的角度看，不论是增加数量还是改热点之，是自动化搬运系统物流仓储系统柔性制造系统和柔性装配系统的重要装备。

它除了在柔性制造系统和自动化工厂中用来组成高效快捷的物流系统外，还广泛用于工厂的货物转运，尤其适用于人员不宜进入的工作场所。

的应用可极大地提高生产自动化程度和生产效。

还广泛应用在机械加工汽车制造港口货运电子产品装配造纸发电厂电子行业的超净车间等诸多行业。

其运行速度可达百米分钟，运输能力可以从几千克到几十吨，是种非常有发展前途的物流输送设备，尤其在柔性制造系统中被认为是最有效的物料运输设。

作为种高效物流输送设备和工厂自动化的理想手段，年代就已经进入我国市场，今后必将得到迅速发展和普及应用。

这不仅是现代化工业迅速发展的需要，更主要是本身所独具的优越性能实现自动运输效率高可以在比较恶劣的环境下工作等所决定的。

因此研究控制系统有着非常广阔的应用前景和重要的意义。

.自动移动送料小车的关键技术发展现状是伴随着柔性加工系统柔性装配系统计算机集成制造系统自动化立体仓库而产生并发展起来的。

从世纪年代中期开始，的用于汽车制造业，而在德国则高达。

从对国外公司物料搬运系统装配类型的统计可以看出，采用自动导引车有轨搬运车起重机辊子输送机和悬挂运输机的分别占和。

目前，从国内总体来看，的应用刚刚开始，相当于国外年代初的水平。

但从应用的行业分析，分布面非常广阔，有汽车工业飞机制造业家用电器行业烟草行业机械加工仓库邮电部门等，这说明有个潜在的广阔市。

从技术的发展来看，主要是从固定