摘 要

针对垃圾分类难问题，结合无人驾驶、车联网、电动汽车等技术，提出了垃圾智能分类转运方案，采用传统汽车设计的方法设计了一款无人驾驶智能垃圾转运车，希望能够改善垃圾分类现状，培养人们垃圾分类习惯，净化小区环境。该车主要的设计过程如下：

1. 结合实际需求确定设计指标，进行参数计算和零部件的选择，初步确定总体布置方案；
2. 设计车架，利用三维建模软件对车架进行三维建模，并用有限元分析软件对其进行有限元分析，分析车架设计合理性；
3. 进行功能性设计和覆盖件的设计。

关键词：垃圾转运车 无人驾驶 总体设计 电动车

Abstract

In view of the difficult problem of garbage classification, combined with technologies such as driverless, vehicle networking, and electric vehicles, an intelligent garbage transfer classification scheme was proposed. A driverless intelligent garbage transfer vehicle was

designed using the traditional car design method, hoping to improve garbage classification. The status quo is to cultivate people's waste classification habits and purify the community environment. The main design process of the car is as follows:

(1) Determine the design index according to actual demand, perform parameter calculation and component selection, and initially determine the overall layout plan;

(2) Design the frame, use three-dimensional modeling software to model the frame in three dimensions, and use finite element analysis software to perform finite element analysis on it to analyze the rationality of the frame design;

(3) Design of functional designs and covers.

Keywords: garbage transfer vehicle unmanned overall design electric vehic

目录

第1章 绪论 1

1.1研究意义 1

1.2国内外发展现状 1

1.2.1无人驾驶介绍 2

1.2.2 AGV介绍 2

1.2.3车联网介绍 2

1.3 研究目标 3

1.3.1用户和垃圾车的交互 3

1.3.2国内需求分析 3

1.3.3垃圾车工作环境 4

1.3.4所要完成的功能 5

1.4研究内容 6

1.5本章小结 6

第二章 总体设计计算 7

2.1设计目标 7

2.2动力总成设计 8

2.2.1电机选择 8

2.2.2电池选择 9

2.2.3逆变器选择 9

2.3垃圾桶选择 9

2.4总体布置 10

2.5本章小结 10

第三章 车架设计 11

3.1承载式车身介绍 11

3.2设计原则和目标 11

3.3车架的设计 11

3.4垃圾桶和电池预装验证 12

3.5本章小结 13

第4章 仿真与分析 15

4.1车架有限元分析介绍 15

4.2车架结构有限元模型的建立及前处理 15

4.2.1几何模型的建立 15

4.2.2网格划分 16

4.2.3定义材料属性 16

4.2.4边界条件 16

4.2.5载荷加载方式 17

4.3车架静强度分析 17

4.4本章小结 18

第5章 功能性设计与描述 19

5.1整车系统功能概述 19

5.2垃圾桶分类功能 20

5.3寻迹与避障功能 20

5.4主动转向功能 21

5.5主动制动功能 22

5.6舱门开启装置 22

5.6.1舱门开启功能介绍 22

5.6.2中部舱门开启机构设计 23

5.6.3前部舱门开启机构设计 24

5.7开启件功能 25

5.8电控系统功能 25

5.9交互系统功能 25

5.10本章小结 26

第六章 车身覆盖件的设计 27

6.1覆盖件选型 27

6.2主要覆盖件设计 27

6.2.1前围板设计 27

6.2.2顶盖设计 28

6.3所需钢材尺寸 28

6.3本章小结 29

第7章 全文总结 30

参考文献 31

致谢 32

第1章 绪论

1.1研究意义

智能无人车是通过传感系统感知环境状况，自动规划行车路线，并通过控制系统到达指定位置的智能车辆。它集合了视觉计算，人工智能，网络技术，自动控制等先进技术与一体，是高新技术的代表。近些年来，无人车的发展十分迅速，已经成为汽车发展的新引擎，也是各国争相发展的领域。

智能无人车技术飞速发展的同时，随着科技的进步和国民物质消费水平大幅提高，我国各类垃圾的产生量迅速增长，环境问题日趋严峻。我国垃圾分类处理系统的现状是，政府环卫部门虽然已经建立起成熟的分类运输和分类处理体系，然而在前端的垃圾分类投放、分类收集的环节上，并不具备一套完善的模式，能够很好的解决分类投放难、分类收集难的问题，造成了在后期进行垃圾处理时，分拣工作量巨大，资源浪费严重的现象。基于这样的问题，纯电动智能垃圾分类转运车应运而生。纯电动智能垃圾分类转运车的应用能够引导人们养成垃圾分类的生活习惯，提高垃圾分类处理的效率，减少垃圾的二次环境污染等，同时将电动汽车、无人驾驶、物联网及大数据等先进技术有机地整合在一起，不仅填补了社区小型垃圾转运车的市场空白，并且克服了电动汽车和无人驾驶技术的应用瓶颈，为其提供了一种具有巨大市场潜力的应用场景。

垃圾与人们的生活密不可分，可以这么说，只要人类存在，垃圾就一定会存在。并且随着人口数量的日益增多，垃圾数量也呈现出逐步上升的趋势，垃圾的有效处理已经成为解决城市所呈现出来的环境问题的重要步骤。近年来，我国环保部门在城市小区和农村街道都逐步采用标准垃圾桶来盛放生活垃圾，垃圾桶有多种不同的规格，有60L, 120L, 240L等多种，这样就可以满足不同的地区、不同环境下的对垃圾桶的需求，因此这就促进了与垃圾桶配套使用的垃圾车的快速发展，使其需求也在日益上升。

1.2国内外发展现状

1.2.1无人驾驶介绍

无人驾驶汽车随着网络技术，视觉计算，控制技术的快速发展应运而生。无人驾驶可以解放驾驶员，当前，世界各大汽车公司都在进行无人驾驶技术的研发。无人驾驶汽车也有着不同的标准，按照国际自动机械工程师学会（SAE）的标准，无人驾驶可以分为0到5级，分别对应无无人驾驶，驾驶支援，部分自动化，有条件自动化，高度自动化和完全自动化。

1.2.2 AGV介绍

AGV小车，即Automated Guided Vehicle，指的是装备着自动引导装置，可以沿着规定的线路行进，使用电池的无人驾驶运输车。AGV小车有很多有点，其自动化程度高，外形美观，运输方便，节省空间，节省人力，可以实现自动充电。现在，许多工厂都装备了AGV小车作为运输工具。