摘 要

AGV，全称Automated Guided Vehicle，中文名称自动导引车，是一种受计算机系统控制，具有移载、举升、监测、保护等装置，沿特定的无轨路线精确行驶到指定地点的自动化车辆。它的智能化程度很高，能适应各种条件下的自动运输要求。

随着“中国制造2025”计划的提出以及“工业4.0时代”的来临，中国正努力推进制造业转型。AGV的使用能够提高物流业和制造业的智能化水平，被广泛应用于汽车、烟草、物流等行业，对实现高效、经济、自动化的生产方式有着重要作用。

本文介绍了国内外升降平台和AGV的发展情况，分析了目前生产制造中常用的几种升降平台，以升降平台的工作原理为基础，具体介绍了用在AGV上的举升机构种类，逐一分析了它们的结构组成、举升方式、优缺点和应用场合。最后，以汽车底盘总装流水线为例，说明了如何根据不同的装配条件选用AGV举升机构。

关键词：AGV；举升机构；剪式举升；丝杠举升；凸轮举升

Abstract

AGV, the full name of Automated Guided Vehicle, is a kind of automatic guided vehicle that is controlled by computer system and has the functions of transfer, lifting, monitoring, protection, etc., and accurately travels to a designated location along a specific trackless route. It is highly intelligent and can adapt to the automatic transportation requirements under various conditions.

With the advent of the "Made in China 2025" program and the advent of the "Industry 4.0 era," China is working hard to promote manufacturing transformation. The use of AGV can improve the intelligence level of the logistics industry and manufacturing industry. It is widely used in the automotive, tobacco, logistics and other industries, and plays an important role in achieving efficient, economical and automated production methods.

This paper introduces the development of lifting platforms and AGVs at home and abroad, and analyzes several lifting platforms commonly used in production and manufacturing. Based on the working principle of lifting platforms, the types of lifting mechanisms used in AGV are introduced, and analyzed one by one. Their structural composition, lifting methods, advantages and disadvantages and applications. Finally, taking the automobile chassis assembly line as an example, it shows how to select the AGV lifting mechanism according to different assembly conditions.

Key Words：AGV；Lifting mechanism；Scissors lifting； Screw lifting； Cam lifting

目 录

第1章 绪论 1

1.1课题的研究背景 1

1.2 AGV国内外发展历程 1

1.3升降平台的发展现状 2

1.4举升机构在AGV上的应用 2

1.5研究意义和主要内容 4

第2章 升降平台的种类 5

2.1刚性升降平台 5

2.1.1剪式升降平台 5

2.1.2滚珠丝杠式升降平台 6

2.1.3齿轮齿条升降平台 7

2.1.4凸轮式升降机构 7

2.2柔性传动升降平台 8

2.2.1钢丝绳升降机构 8

2.2.2链式升降机构 8

2.3刚柔性双属性升降机构 8

2.4本章小结 9

第3章 AGV剪式举升机构 10

3.1液压式剪叉举升机构 10

3.2恒转矩剪式举升机构 11

3.3丝杠剪式举升机构 12

3.3.1水平作用在底部剪叉杆端点 12

3.3.2作用在中间旋转轴 13

3.3.3垂直作用在剪叉杆端点 14

3.3.4丝杠剪式举升机构的特点小结 15

3.4本章小结 15

第4章 滚珠丝杠式AGV举升机构 16

4.1工作原理 16

4.2丝杠螺母副直接与顶升托盘固定 16

4.2.1升降与旋转同时进行 16

4.2.2旋转可单独进行 17

4.3丝杠螺母副的螺纹筒式结构 18

4.3.1旋转与升降同时进行 19

4.3.2旋转与升降运动独立 20

4.3.3筒式举升机构特点小结 21

4.4丝杠螺母副与回转支承的组合结构 22

4.5 滚珠丝杠式举升AGV的应用 24

4.6本章小结 25

第5章 齿轮齿条举升机构 26

5.1工作原理 26

5.2应用 27

5.3本章小结 28

第6章 凸轮升降机构 29

6.1盘形凸轮升降机构 29

6.2圆柱沟槽凸轮举升机构 29

6.3 圆柱凸轮升降机构 30

6.4凸轮板举升机构 30

6.5本章小结 32

第7章 AGV举升机构的应用举例 33

7.1 AGV在汽车装配线上的功能 33

7.2汽车底盘合装线上AGV的选用 33

7.2.1单举升型AGV 33

7.2.2双举升型AGV 34

7.2.3载人式AGV 36

7.3本章小结 36

第8章 结论 37

参考文献 38

致 谢 41

第1章 绪论

1.1课题的研究背景

2016年来，中国的单位劳动力成本有了明显的增加，而且与发达国家平均水平的差距越来越小，其中与美国的差值不足5%^[1]。国内劳动力市场的薪酬增长速度逐渐高于生产效率的增长速度，以劳动密集型为主要特色的中国制造业正在失去竞争优势^[1]。

2015年，为了实现制造业向智能化转型升级，政府提出“中国制造2025”战略部署计划，鼓励把高新技术应用到制造业中。提高单位劳动力的生产率是实现制造强国重要环节。AGV是柔性制造系统的自重要动化设备，广泛应用于汽车装配、机械加工、家用电器生产、微电子等诸多行业^[2]。

网络的普及带动了电子商务阶跃性的发展。每年我国的电子贸易数额高达几十万亿，居于全世界第一位^[3]。中国人口众多，地域宽广，每天都有数十万记的快递包裹从全国各地流转在仓储中，这些都给物流运输带来了极大的挑战。AGV将传统的“人找货”模式改为创新性的“货找人”模式，并能自动完成物料的装卸与搬运过程，大大减少了人力成本，提高了运输效率^[4]。

凭借自动化、智能化、灵活性高等特点，AGV机器人在制造业和物流业等很多方面得有很多应用前景。大力发展AGV技术，推广AGV的应用，不仅能够满足现代化工业迅速发展的需求，同时对提高生产效率具有非常重要的意义。

1.2 AGV国内外发展历程

1931年，福特汽车公司首次将自动搬运小车应用于汽车底盘装配线。而世界上第一台真正意义上的无轨自动导引车出现在20世纪50年代的英国，路线引导是通过是地下埋线的电磁感应方式完成的。1960年起计算机技术的应用使AGV从仓储领域推广到柔性加工生产系统^[5]。欧洲的工业先进国家看重了AGV自动化水平高、灵活高效的特点，迅速将其应用于制造和装配作业的物料搬运工作，兴起了一大批研发AGV系统的企业，AGV的生产数量和种类越来越多。日本在1963年首次引进AGV，目前已有川崎重工、大幅、 heads、欧姆龙、 Clearpath、东芝等主要生产厂商^[1]。