论文总字数：26769字

摘 要

随着黑水牤养殖行业的发展，配套设施的升级也带来了很好的市场前景。其中，对于质量大的货物如何高效搬运的问题，本文给出了一个合理的解决方案——运用超低底盘重载AGV来实现货物搬运的自动化。本文就针对超低底盘差速重载AGV进行了研究，填补了市场上这方面的短缺之处。

论文的主要内容是：根据实际工况下设备运行的要求，首先选用市面上性价比较高的零部件，然后对车体的整个系统的布局进行了设计，主要的是要把车辆整体高度限定在15cm以内，并用UG软件对整个小车的结构进行了详细的建模，并对一些关键零部件和车架进行了力学计算以及有限元ANSYS软件的校核。最后参考淘宝智能小车的控制方式。选用STM32作为芯片，通过编程调试，将整个小车的电子零部件整合到一起。避障模块选用机械避障和红外，超声波避障相结合的方式。

总之，该AGV在满足整体较低的高度情况下，仍能满足载重2t的要求，功能稳定，且具有良好的定位精度和避障能力，对提高车间工作效率具有重要的意义。

关键词：AGV；超低底盘；重载；差速；结构设计

Latent ultra-low chassis heavy duty differential AGV

Abstract

With the development of the black water breeding industry, the upgrading of supporting facilities has brought good market prospects.Among them, for the problem of how to efficiently handle the goods with large mass, this paper presents a reasonable solution -- the use of ultra-low chassis heavy-duty AGV to realize the automation of cargo handling.In this paper, the research on the ultra-low chassis differential overload AGV is carried out to fill the shortage of this aspect in the market.

The main contents of this paper are as follows:According to the requirements of equipment operation under actual working conditions, firstly select the parts with high cost performance in the market, and then design the layout of the whole system of the car body. The main thing is to limit the overall height of the vehicle to within 15cm, and use UG software to model the structure of the whole car in detail.And some key parts and frame of the mechanical calculation and finite element ANSYS software check.Finally, refer to the control mode of Taobao intelligent car.STM32 is selected as the chip, and the electronic parts of the whole car are integrated together through programming and debugging.Obstacle avoidance module adopts the combination of mechanical obstacle avoidance, infrared and ultrasonic obstacle avoidance.

In short, the AGV can still meet the load requirement of 2T under the condition of the overall low height, and has stable function, good positioning accuracy and obstacle avoidance ability, which is of great significance to improve the working efficiency .

Key words: AGV; Ultra-low chassis; Overloading; Differential; The structure design

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 引言 1

1.1 研究背景 1

1.2 AGV国内外发展情况及发展趋势分析 1

1.2.1 AGV发展趋势分析 2

1.3 AGV的特点与类型 2

1.3.1 特点 2

1.3.2 类型 3

1.3.3 AGV导引方式选择 3

1.4 本项目设计原则 4

1.5 本课题的主要研究内容及小车性能要求 4

1.5.1 主要研究内容 4

1.5.2 AGV主要性能参数 4

1.6 本章小结 4

第二章 车体机械设计 5

2.1 车架 5

2.1.1 车架设计思路 5

2.1.2 车架降低高度设计 6

2.1.2.1 材料选择尺寸小的型材。 6

2.1.2.2 将车轮安装到车架内部 7

2.1.2.3 螺栓组部分放到型材内部 7

2.1.3 车架校核 7

2.1.3.1 材料力学校核 7

2.1.3.2 有限元ansys软件概述 10

2.1.3.3 具体校核步骤 10

2.2 车轮设计 15

2.2.1 万向轮设计 15

2.2.2 驱动轮设计 15

2.3 驱动系统 16

2.3.1 驱动方式的选择 16

2.3.1.1 全方位驱动和差速驱动的比较 16

2.3.1.2 几轮驱动 17

2.3.1.3 轮系布置 17

2.3.2 驱动系统设计方案 17

2.3.2.1 电机、减速器选型计算 17

2.3.2.2 电池选型 19

2.3.2.3 链轮链条选型 20

2.3.2.4 驱动轮架设计 23

2.3.3 驱动系统校核 26

2.3.3.1 驱动轮轮轴校核 26

2.3.3.2 校核驱动轮架 31

2.4 举升机构 32

2.4.1 举升机构选型 32

2.4.2 举升机构布置方案对比 32

2.4.2.1 方案一 32

2.4.2.2 方案二 33

2.4.2.3 方案三 34

2.5 防撞机构 34

2.6 车体总体布局： 35

2.7 本章小结 35

第三章 控制系统设计简述 36

3.1 硬件选用 36

3.2 程序流程 37

3.3 MCU主控制模块 38

3.3.1 STM32芯片概述 38

3.3.1.1 STM32芯片命名规则及引脚图 38

3.4 电机驱动单元 40

3.5 传感器模块 40

3.5.1 寻迹单元 40

3.5.2 避障单元 42

3.6 举升模块 42

3.7 本章小结 42

第四章 结束语 43

致谢 44

参考文献 45

引言

随着制造业的发展，自动化和智能化必将是一个发展趋势，机器人技术就是其中的一个重要的发展方向，而AGV（英文全称：Automated guided vehicle，中文名：自动导引小车）就是作为其中轮式移动机器人的表示。AGV目前种类非常的多。AGV具有易于组合设计，改装升级，使用灵活等优点，在如今大力发展的FMS（柔性制造系统）、SW(立体化智能仓库)等方面应用广泛。

最早的AGV通过一定的传感器对车体的位置进行分析，并沿着预定的路线前进，随着技术不断发展，现在的AGV具有更高的自动化和智能化，可以通过芯片进行复杂数据的处理，并可以和网络系统连接，实现远程控制，其定位精度、传感器精度、灵敏度都实现了跨越式发展。

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