基于全向輪的AGV的移動底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計【含三維SW】【含6張CAD圖紙】

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課題申報表 指導(dǎo)教師 XXX 職稱 XXX 教研室 XXX 申報課題名稱 基于全向輪的AGV的移動底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計 課題類型 工程設(shè)計類 課題來源 A.教師科研 課 題 簡 介 (Automated Guided Vehicle，簡稱AGV)，通常也稱為AGV小車?指裝備有電磁或光學(xué)等自動導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車，工業(yè)應(yīng)用中不需駕駛員的搬運車，以可充電之蓄電池為其動力來源。一般可通過電腦來控制其行進路線以及行為，或利用電磁軌道(electromagnetic path-following system)來設(shè)立其行進路線，電磁軌道黏貼於地板上，無人搬運車則依靠電磁軌道所帶來的訊息進行移動與動作。 課題要求 （包括所具備的條件） 結(jié)合要求掌握的知識和實際設(shè)計要求，設(shè)計其主要結(jié)構(gòu)及傳動系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計務(wù)必合理，整個系統(tǒng)要滿足精度、可靠、體積等方面的要求，結(jié)構(gòu)層次清楚，零件圖要細致。 課題工作量要求 要求完成總量不少于2.5張零號圖紙，裝配圖必須為零號圖紙，參考文獻為近幾年的文獻，不少于15篇參考文獻，且最低包含2篇英文文獻，說明書總字?jǐn)?shù)不少于1.5萬字，且滿足查重要求。 教研室 審定意見 同意 教研室主任簽名： 學(xué) 院 審定意見 同意 教學(xué)院長簽名： 說明： 1、該表為畢業(yè)設(shè)計（論文）課題申報時專用，由選題教師填寫,經(jīng)教研室討論、教研室主任簽名，報學(xué)院審定，教學(xué)院長簽名后生效。 2、課題類型填：工程設(shè)計類；理論研究類；應(yīng)用（實驗）研究類；軟件設(shè)計類；其它。 3、課題來源填：教師科研；社會生產(chǎn)實踐；教學(xué)；其它 任 務(wù) 書 1．畢業(yè)設(shè)計的背景： 隨著現(xiàn)代制造業(yè)向智能化方向發(fā)展,自動導(dǎo)引小車(AGV,Automated Guided Vehicle)作為現(xiàn)代智能制造系統(tǒng)中重要的物流自動化輸送裝備之一,正廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代制造行業(yè)。隨著制造行業(yè)的制造規(guī)模、生產(chǎn)效率、智能化水平等大幅度的提高,開發(fā)具有高靈活性、高穩(wěn)定性、高執(zhí)行效率的智能控制AGV裝備,具有著重要的現(xiàn)實意義。在現(xiàn)代化制造生產(chǎn)活動中，全向AGV作為移動機器人的特殊運用，是柔性制造和現(xiàn)代化物流系統(tǒng)的一個重要組成部分，隨著相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的不斷進步，其運動控制技術(shù)也得到了快速發(fā)展，將被應(yīng)用于越來越多的場合。 2．畢業(yè)設(shè)計(論文)的內(nèi)容和要求： 1.內(nèi)容 （1）研究全向AGV的控制系統(tǒng)。選擇電動機和傳動機構(gòu)（2）采用激光全局定位技術(shù)，介紹激光導(dǎo)航定位系統(tǒng)構(gòu)成以及定位算法原理。（3）對全向 AGV進行運動學(xué)分析并建立其運動學(xué)模型。（4）根據(jù)運動控制系統(tǒng)要求，分別從下位機和上位機兩部分設(shè)計運動控制程序和人機交互界面，實現(xiàn)全向AGV系統(tǒng)的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)顯示，圖形化表述、參數(shù)設(shè)置、通訊和多種運行控制模式等功能。（5）綜合國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，重點闡述研究背景、研究意義和擬解決的關(guān)鍵問題，擬采用的關(guān)鍵技術(shù)進行詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并從加工工藝性、設(shè)計合理性等方面展開研究。（6） SolidWorks有限元分析 2.工作量要求： 1.外文文獻翻譯4000字左右（與課題相關(guān)） 2.15000字左右的論文，大約30頁左右（需要通過查重檢測） 3.總計3張A0圖紙 4.參考文獻15篇以上（至少包含兩篇英文的） 3．主要參考文獻： [1]?葉菁.?磁導(dǎo)式AGV控制系統(tǒng)設(shè)計與研究[D].武漢理工大學(xué),2006. [2]?白瑛.?基于GSM網(wǎng)絡(luò)的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D].中國科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所）,2006. [3]?張家梁,?宋立博,?李蓓智.?磁制導(dǎo)AGV實驗裝置的研制[J].?實驗室研究與探索,2005(03):26-27+34. [4] 李洪.《機械加工工藝手冊》[M].北京出版社，1990 [[5] 黃大緒等.使用微電機手冊[M].遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2000. [6] 漆漢宏等 PLC電氣控制技術(shù) 機械工業(yè)出版社2015.12 [7] 蔣新松等.機器人學(xué)學(xué)論[M].遼寧：科學(xué)技術(shù)出版社,1993. [8] 蔡自興.機器人學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2000. [9] Murphy R R.人工智能機器人學(xué)導(dǎo)論[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004. [10] 蘆書榮，張翠華 機械設(shè)計課程設(shè)計，西南交通大學(xué)出版社 ，2014.2 [11]魏芳，董再勵等.用于移動機器人的視覺全局定位系統(tǒng)研究[J].機器人，2001,23（5）：400-403. [12]張毅，羅元等.移動機器人技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007. [13]于金霞、王璐、蔡自興等.位置環(huán)境中移動機器人自定位技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011. [14]熊有倫.移動機器人導(dǎo)航控制研究的重要進展[J].控制理論與應(yīng)用，2009,26（7）：819. [15]徐德，鄒偉.室內(nèi)移動式服務(wù)機器人的感知、定位與控制[M].北京：科學(xué)出版社，2008. [16]丹尼斯克拉克，邁克爾歐文斯.機器人設(shè)計與控制[M].北京：科學(xué)出版社，2004. [17]王志文、郭戈.移動機器人導(dǎo)航技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J].機器人，2003,25（5）：193-197. [18]王炎、周大威.移動服務(wù)機器人的展望現(xiàn)狀及我們的研究[J].電氣傳動，2000，（4）：3-7. [19]Craig J J.機器人學(xué)導(dǎo)論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006. [20] Elfes A.Using Occupancy grids for mobile robot perception and navigation[J].Computer,1989,22(6):46-57. [21]Thrun S.Learning metric-topological maps for indoor mobile robot navigation[J].Artificial Intelligence,1998,99(1)：21-31. [22]Fox D.Markov localization:a probabilistic framework for mobile robot localization and navigation[D] 4．畢業(yè)設(shè)計(論文)進度計劃(以周為單位)： 第1周 查閱相關(guān)文獻，收集資料，完成英文翻譯； 第2周 撰寫開題報告； 第3周 確定總體設(shè)計方案； 第4周 主要參數(shù)的選擇與設(shè)計計算； 第5、6周 各部分零件結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、強度計算； 第7周 繪制部分零件零件圖； 第8周 完成總裝配圖； 第9~11周 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書初稿、查重； 第12周 修改畢業(yè)設(shè)計說明書、定稿； 第13周 準(zhǔn)備答辯。 教研室審查意見： 室主任簽名： 年 月 日 學(xué)院審查意見： 教學(xué)院長簽名： 年 月 日  開題報告 課題 名稱 課題來源 課題類型 選題的背景及意義 AGV屬于輪式移動機器人(WMR――Wheeled Mobile Robot)的范疇，而機器人的應(yīng)用越來越廣泛，幾乎滲透所有領(lǐng)域。進入九十年代以來，人們廣泛開展了對服務(wù)機器人的研制和開發(fā)。各國尤其是西方發(fā)達國家正致力于研究、開發(fā)和廣泛應(yīng)用服務(wù)機器人。移動機器人是自動化控制技術(shù)和人工智能技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的典型體現(xiàn)，代表著機器人技術(shù)發(fā)展的新水平AGV是指具有電磁、光學(xué)、圖像識別等自動導(dǎo)引裝置，具有可編程、安全避障、移載等功能，能夠沿規(guī)定的路徑自。自動駕駛的運輸車，是移動機器人技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域的具體應(yīng)用。 移動機器人目前主要包括軍事和民用服務(wù)兩大應(yīng)用領(lǐng)域。在民用服務(wù)領(lǐng)域，美國和日本處于遙遙領(lǐng)先的地位，機器人被廣泛應(yīng)用于車站清掃、大面積割草、商場導(dǎo)游導(dǎo)購、導(dǎo)盲和保安巡邏等各個方面。在我國的移動服務(wù)機器人的研究和應(yīng)用還處于起步階段，上海大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)曾先后研制成功導(dǎo)購機器人、導(dǎo)游機器人和清掃機器人。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的不斷開展和人民生活水平的提高，廣泛應(yīng)用服務(wù)機器人必將成為趨勢。 上述移動服務(wù)機器人的應(yīng)用場合決定了要求具有能在狹窄、擁擠的場合靈活快捷地自由運動的性能，這也成為了機器人研究和設(shè)計的難點問題。能在工作環(huán)境內(nèi)移動和執(zhí)行功能是移動服務(wù)機器人的兩大特點。因此，移動機構(gòu)是組成移動機器人的重要部分，它是保證機器人實現(xiàn)功能要求的關(guān)鍵，其設(shè)計的成功與否將直接影響機器人系統(tǒng)的性能。目前，移動機構(gòu)開發(fā)的種類已相當(dāng)繁多，僅就平面移動而言，移動機構(gòu)就有車輪式、履帶式、腿足式等形式。各種移動機構(gòu)可謂各有千秋，適應(yīng)了各種工作環(huán)境的不同要求。但車輪式移動機構(gòu)顯得尤其突出，與步行式移動機構(gòu)相比，它的優(yōu)點很多:能高速穩(wěn)定地移動、能源利用率高，機構(gòu)簡單、控制方便、能借鑒至今已很成熟的汽車技術(shù)和經(jīng)驗等等，它的缺點是移動場所限于平面。 研究內(nèi)容擬解決的主要問題 但是，目前機器人工作的場所幾乎都是人工建造的平地，并且即使有臺階，只要以車輪式移動機構(gòu)為基礎(chǔ)再附加幾個自由度便不難解決。因而，輪式移動機構(gòu)在機器人技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用，目前已成為移動機器人運動機構(gòu)的最主要形式。 本課題將對基于全向輪AGV的移動底盤設(shè)計進行分析和研究 1.設(shè)計全向輪AGV的控制系統(tǒng)，全向AGV的控制系統(tǒng)承擔(dān)著信息處理和運動控制任務(wù)，其質(zhì)量直接影響設(shè)備的性能，同時還要考慮該平臺上所搭載六自由度調(diào)整系統(tǒng)的聯(lián)動、圖像處理等功能 2. 移動服務(wù)機器人的應(yīng)用場合決定了要求具有能在狹窄、擁擠的場合靈活快捷地自由運動的性能，在設(shè)計過程中要兼顧到機器人底盤的功能特點和運動性能，使得移動機器人底盤運動靈活，便于控制，內(nèi)部結(jié)構(gòu)安排合理，整體設(shè)計緊湊牢靠，便于拆卸，這也成為了機器人研究和設(shè)計的難點問題。 3.利用三維建模軟件對全向移動機器人底盤的主要受力零件進行有限元分析，校核零件的強度和位移形變，使得其在工作中滿足強度的要求。 研究方法技術(shù)路線 一，研究方法與步驟 方法 本項目的研究主要采用文獻研究，行動研究，實驗研究和評價研究等方法。 首先是對各種文獻的熟悉和運用，站在前人的肩上看的更遠， 然后對較大規(guī)模的運動設(shè)計與運動模式的實驗研究則使用行動研究， 在之后對于個別小范圍自主創(chuàng)新的地方，則通過科學(xué)假設(shè)并使用實驗研究 關(guān)于最后運行的效果和評價則使用評價研究 研究步驟： 首先確定AGV基于全向輪的移動底盤總體的設(shè)計方案，之后選擇電動機，設(shè)計傳動機構(gòu)，選取零件（聯(lián)軸器，軸承等），對設(shè)計出的底盤進行數(shù)字化造型的UG運動仿真，最后利用數(shù)學(xué)近似的方法對真實物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進行模擬并改進設(shè)計。 二，技術(shù)路線 論文通過對文獻的研究，分析并選取合適的零部件完成底盤的基本設(shè)計，熟練掌握CAD等繪圖工具并繪制出基本圖形，然后通過UG、Solid Works等軟件零件的三維建模和運動仿真在理論上證明設(shè)計的可行性。經(jīng)過分析調(diào)試并最終繪制出可行的設(shè)計的零件圖裝配圖等，最后得出總結(jié)（研究結(jié)論與改進方向等） 研究的總體安排和進度計劃 第1周 查閱相關(guān)文獻，收集資料，完成英文翻譯； 第2周 撰寫開題報告； 第3周 確定總體設(shè)計方案； 第4周 主要參數(shù)的選擇與設(shè)計計算； 第5、6周 各部分零件結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、強度計算； 第7周 繪制部分零件零件圖； 第8周 完成總裝配圖； 第9~11周 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書初稿、查重； 第12周 修改畢業(yè)設(shè)計說明書、定稿； 第13周 準(zhǔn)備答辯。 主要參考 文獻 [1] 葉菁. 磁導(dǎo)式AGV控制系統(tǒng)設(shè)計與研究[D].武漢理工大學(xué),2006. [2] 張家梁,宋立博,李蓓智.磁制導(dǎo)AGV實驗裝置的研制[J].實驗室研究與探索,2005(03):26-27+34. [3] 李洪.《機械加工工藝手冊》[M].北京出版社，1990 [4] 黃大緒等.使用微電機手冊[M].遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2000. [5] 白井良明.機器人工程[M].北京:科學(xué)出版社，2001. [6] 漆漢宏等 PLC電氣控制技術(shù) 機械工業(yè)出版社2015.12 [7] 蔣新松等.機器人學(xué)學(xué)論[M].遼寧：科學(xué)技術(shù)出版社,1993. [8] 石維亮，王新松，賈茜 基于Mecanum輪的全向移動機器人的研制。 東南大學(xué)學(xué)報. [9] Murphy R R.人工智能機器人學(xué)導(dǎo)論[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004. [10] 蘆書榮，張翠華 機械設(shè)計課程設(shè)計，西南交通大學(xué)出版社 ，2014.2 [11] 魏芳，董再勵等.用于移動機器人的視覺全局定位系統(tǒng)研究[J].機器人，2001,23（5）：400-403. [12] 張毅，羅元等.移動機器人技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007. [13] 于金霞、王璐、蔡自興等.位置環(huán)境中移動機器人自定位技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011. [14] 熊有倫.移動機器人導(dǎo)航控制研究的重要進展[J].控制理論與應(yīng)用，2009,26（7）：819. [15] 徐德，鄒偉.室內(nèi)移動式服務(wù)機器人的感知、定位與控制[M].北京：科學(xué)出版社，2008. [16] 丹尼斯克拉克，邁克爾歐文斯.機器人設(shè)計與控制[M].北京：科學(xué)出版社，2004. [17] 王志文、郭戈.移動機器人導(dǎo)航技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J].機器人，2003,25（5）：193-197. [18] 王炎、周大威.移動服務(wù)機器人的展望現(xiàn)狀及我們的研究[J].電氣傳動，2000，（4）：3-7. [19] Craig J J.機器人學(xué)導(dǎo)論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006. [20] 王知性，劉廷榮，機械原理. 北京，高等教育出版社，2003 [21] 黃茂林，馬正綱，孫寧.機械原理.重慶：重慶大學(xué)出版社，2002 [22] 濮良貴，紀(jì)名剛主編.機械設(shè)計（第八版）.北京：高等教育出版社，2006.5. [23] Thrun S.Learning metric-topological maps for indoor mobile robot navigation[J].Artificial Intelligence,1998,99(1)：21-31. [24] Fox D.Markov localization:a probabilistic framework for mobile robot localization and navigation[D].Bonn,Germany:University of Bonn,1998. 指導(dǎo)教師 意 見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室意見 學(xué)院意見 教研室主任簽名： 年 月 日 教學(xué)院長簽名： 年 月 日