论文总字数：22510字

摘 要

AGV因其自身的独特的优势，在当今机械制造、物流运输等行业中被广泛使用，具有非常高的普适性和实用性。因此对其进行研究、结构优化是很有必要的。

本文在分析研究国内外AGV现状与发展的基础上，设计了带麦克纳姆轮的潜伏式自动导引小车。其主要工作内容包括:在第一章中，介绍并讨论了AGV小车及其国内现状和研究意义；第二章，对AGV小车的机械传动进行参数设计，并完成了电机、减速机及轴承的选型工作；第三章，完成了驱动装置整体设计、小车底盘设计、车壳设计、举升系统设计、悬挂机构设计等等；第四章，利用有限元分析的方法对所设计的小车底盘进行强度校核。

本设计主要是面向工厂的智能物流，优化工厂的物流结构，使生产更加高效智能，解决当今仓储行业的痛点。其优势在于加入了麦克纳姆轮的设计，全向轮转向设计更加有利于空间的高度利用，和提高运载效率。

关键词:AGV；剪式举升机；麦克纳姆轮；悬挂系统；强度校核

Abstract

Due to its unique advantages, AGV is widely used in today's machinery manufacturing, logistics and transportation industries, and has high generality and practicability. Therefore, it is necessary to study and optimize its structure.

Based on the analysis of the current situation and development of AGV at home and abroad, this paper designs a latent automatic guided vehicle with McNambe wheel.The main contents of the work include: the first chapter of the paper introduces and discusses the AGV vehicle ,its domestic status and research significance;in the second chapter, the parameters of mechanical transmission of the AGV vehicle are designed, and the selection of motor, reducer and bearing is completed;in the third chapter, the overall design of driving device, chassis design, car body design, lifting system design, suspended mechanism design and so on are completed;in the fourth chapter, the finite element method is used to check the strength of the designed chassis.

This design is mainly for the factory's intelligent logistics, optimize the factory's logistics structure, make the production more efficient and intelligent, and solve the current storage industry pain points.Its advantage lies in the addition of the design of Mecanum wheel. The Omni-directional wheel steering design is more conducive to the high utilization of space and the improvement of carrying efficiency

Keywords: AGV;Scissor lift; Mecanum wheel; Suspension system; Strength check

目录

第1章 绪论 1

1.1 AGV类型 1

1.2 AGV国内外研究现状及发展 2

1.3 研究的目的和意义 3

第2章AGV力学分析及主要参数确定 5

2.1 电机初定参数 5

2.1.1扭矩计算 5

2.1.2 电机的选型 5

2.2减速器选型 7

2.3轴承选择 8

2.4本章小结 11

第3章 整车结构设计 12

3.1驱动系统设计 12

3.2底盘设计 13

3.3 车壳设计 15

3.4 悬挂系统设计 17

3.5 举升系统设计 18

3.6 本章小结 20

第4章 小车底盘强度校核 22

4.1 模型简化 22

4.2 条件设置与分析 23

4.3 本章小结 24

第5章 总结与展望 25

5.1 总结 25

5.2 展望 25

致谢 26

参考文献 27

第1章 绪论

AGV(Automated Guided Vehicles，即为自动导引车)^[1]，早于上世纪五十年代就已经出现在世人面前，其是一种可以全程自己识别位置和路线，到指定位置去装载货物，然后到另一指定位置进行货物卸载的智能物流仓储设备。发展到现在，已衍生出了很多种类型用于各种环境和场合。AGV已经在许多行业比如物流、机械加工等都有得到较大地使用。

1.1 AGV的类型

自动导引车AGV是一种以电池为动力，装有非接触导向装置的无人驾驶自动化搬运车辆物料搬运设备^[1]。其主要特征表现在AGV根据预先设定的程序和行驶路线，在计算机系统的监控下自动行驶到指定地点，完成一系列作业任务^[1]。在物流行业中可以观察到，装卸搬运的动作是出现频率最高的，其消耗和成本占据了整体物流费用的很大一部分，是物流的主要元素之一。基于这一现状，运输工具尤其是AGV在物流行业得到了很大的发展。

AGV小车按照有无轨道铺设可以将其分为有轨AGV小车和无轨AGV小车。

地面有轨小车，是在地面需要运输的轨迹上提前铺设轨道，然后小车在上面按照轨道行走，由于最早传感器并没有普及，因此小车的启动和停止是由通信设备来控制的。其优点在于承重较大，总体成本比较低，比较可靠，不容易偏离行道。不过也正是由于轨道的限制，使得有轨小车整体很受场地的限制，而且对人工劳动力的依赖比较强，效率低。

表1.1 AGV的类型和应用

而无轨小车是受计算机控制的，在人力上得到解放。只需要提前给小车载入一段设定好的程序，小车便能按照程序所指示的那样行动，能够自我识别障碍物、货物并自主完成

启动、停止、装载、卸载等动作的一种自动化小车。

1.2 AGV国内外研究现状及发展

相比于国内，国外对 AGV 的结构和控制研究早于上世纪中旬就已经开始了。世界上第一台AGV是美国Barrett公司在上世纪五十年代研发的^[2]。

20 世纪 60 年代，人们开始探索和研究基于室内环境的 AGV 技术，美国斯坦福研究所于 1966 年开始开发基于人工智能的 AGV小车，20 世纪 70 年代，随着计算机技术和传感器技术的飞速发展，科学家们开始广泛地将传感器技术应用于 AGV 的研究和应用，也因此 AGV 小车比上一代更加先进^[3]。

20世纪90年代以来,AGV系统在生产物流行业领域迅速地发展起来，很多大企业和集团也随之崛起。在这些里面，欧美等发达国家的AGV技术发展最迅速，相对来说，亚洲则相对比较薄弱，但是日本、韩国发展也十分迅速，尤其是日本^[4]。

而进入到21世纪起，AGV 已广泛应用于交通、军事、航空航天、医疗服务、竞赛和娱乐等领域。2004 年，美国宇航局的“精神与机遇号”火星探测机器人成功登陆火星，这也正是说明了 AGV 小车的技术又有了长足的发展^[5]。

近年来，由谷歌公司（Google Corporation）谷歌 X 实验室（Google X Laboratory）开发的全自动驾驶车辆已经测试了 48 万公里的行驶里程^[6]。该车使用测距仪、雷达传感器、前端摄像头、GPS 和激光测距仪等传感器来观察交通状况，并使用详细的地图来导航前方的道路，从而比人们更快、更有效地做出反应^[6]。

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