摘 要

自动导引小车简称AGV，它是指可以完成装卸和搬运工能自动化的设备。AGV技术涉及到多方面技术，主要有智能化、信息处理、无线通讯和图像处理技术，是一门综合了电子计算机、自动化控制系统、信息通讯、机械设计和科学化管理等多学科的边缘学科技术。在现代化物流系统中，AGV占有极为重要的地位，也是未来需要进一步开发和发展的具有物流技术水平代表性的关键设备。

本文分析了AGV的结构特点和关键技术。设计了一套自动导引小车系统，实现了远程控制、自动导引AGV进行装卸和搬运的功能，并辅助有避障报警，精确停车等功能。

在完成AGV的总体设计方案之后，主要设计了AGV的整体动力系统和控制系统的硬件设备。首先选择了合适的电机及减速器作为动力驱动；随后进行了设计中主要联接零件的强度校核；最后设计了以CPM2A系列的PLC作为核心的通用控制核心和以dsPIC33F系列的微处理器为专用控制核心。通用控制核心用来实现电机的启停、行走、定位、报警等功能，专用控制核心用来进行驱动轮的速度控制，以实现自动导引车的转向功能和调速功能。最终完成自动导引小车系统的全部设计工作。

关键词：AGV；驱动电机；控制系统

Design of AGV System

ABSTRACT

Automatic guided vehicle (AGV) can realize automatic loading, unloading and handling equipment. AGV integrates intelligence, information processing, wireless communication and image processing. It integrates computer, automatic control, information communication, mechanical design, scientific management and other interdisciplinary technologies. In the modern logistics system, AGV plays a very important role, and it is also the key equipment with the representative level of logistics technology that needs to be further developed and developed in the future.

In this paper, the development history of AGV is introduced in detail, and the structural characteristics and key technologies of AGV are analyzed. A set of automatic guided vehicle system is designed, which realizes the functions of remote control, automatic guidance of AGV for loading, unloading and handling, and auxiliary functions such as obstacle avoidance alarm, accurate parking and so on.

After completing the overall design of AGV, the power system of AGV and the hardware equipment of the control system are mainly designed. Firstly, the suitable motor and reducer are selected as the power drive, and then the strength check of the main connecting parts in the design is carried out. Finally, the general control core with CPM2A series PLC as the core and the dsPIC33F series microprocessor as the special control core are designed. The general control core is used to realize the starting and stopping, walking, positioning, alarm and other functions of the motor, and the special control core is used to control the speed of the driving wheel in order to realize the steering function and speed regulation of the automatic guide vehicle. Function. Finally, all the design work of the automatic guided vehicle system is finished.

Key words: AGV; drive motor; control system

目 录

第1章 绪论 1

1.1 自动引导车概述 1

1.1.1 AGV简介 1

1.1.2 AGV的国内外发展状况 2

1.1.3 AGV的机械结构 3

1.1.4 AGV的导引原理 4

1.1.5 AGV的特点 5

第2章 AGV总体设计方案 6

2.1 设计任务 6

2.2 车体结构 6

2.3 驱动系统 7

2.3.1 机械结构 7

2.3.2 驱动装置 7

2.4 移载系统 7

2.4.1 机械结构 7

2.4.2 驱动装置 8

2.5 磁导航系统 9

2.6 控制系统 10

2.6.1 主控制器系统 10

2.6.2 直流电机速度控制系统 11

2.6.3 无线通讯系统 11

2.7保护装置 11

2.8 电源 12

第3章 电动机的选型与计算 13

3.1 驱动电机的选型与计算 13

3.1.1 AGV的静摩擦力的计算 13

3.1.2 AGV的加速阻力的计算 13

3.1.3 AGV的坡度阻力的计算 14

3.1.4 AGV的空气阻力的计算 14

3.1.5 直流电机的选择 14

3.1.6 直流电机的校核 15

3.2 移载电机的选型与计算 17

3.2.1 滚筒的转动惯量 17

3.2.2 承载重量在滚筒轴上的等效转矩 17

3.2.3 移载电机的性能校核及确定 17

第4章 主要联接零件的强度校核 19

4.1辊道联接螺栓的剪切应力校核 19

4.2 底板与车体之间的联接螺栓 19

4.3 键连接的强度校核 20

4.4 驱动电机轴的强度校核 20

4.5 移载电机轴的强度校核 20

第5章 AGV控制系统的硬件设计 21

5.1 主控制系统的硬件设计 21

5.2 CPM2A的主机 21

5.3 电机控制PWM模块 21

5.3.1 PWM的工作原理 23

5.4 其他使用的主要硬件简介 23

5.4.1 稳压电路器 23

5.4.2 PWM调速系统驱动器 24

5.4.3 驱动芯片 24

5.4.4 障碍物传感器的 25

5.4.5 定位传感器 26

总结和展望 27

致 谢 29

参考文献 30

1. 绪论

1.1 自动引导车概述

1.1.1 AGV简介

自动导引小车简称AGV，自动导引小车依靠自身配置的引导装置进行导航，一般是电磁传感器引导或光学自动导引等装置，它能够与其他物流设备进行自动对接，沿着预设轨迹运行或牵引货物到达指定的工作地点，进行装卸和搬运物料，整个过程中，自动导引车实现全自动化行驶。此外，AGV还具有编程装置、精确停车装置，躲避障碍物和警报以及其他的运输功能。自动导引车系统（AGV）只有与自动导向系统、自动装卸系统、通信系统、安全系统和管理系统构成自动导引车系统（AGVS），按要求完成物料搬运作业的自动化，并满足灵活性和准时性的要求，才能发挥真正的作用。AGVS是指在计算机的统一控制下，由AGV之间相互协调，与其他物流设备实现有相当灵活性的高度集成，并能通过车载计算机和在线主机与其他设备进行通信的自动化物料输送系统。

AGV是物流自动化技术研究、应用的热点之一，也是自动化搬运、仓储以及柔性制造、柔性装配的重要设备之一。在现代物流系统中，AGV的作用使其具有十分重要的运输地位，也是未来需要进一步发展和发展的物流技术水平的代表性关键设备。

随着电子技术和控制技术的发展，AGV技术也在不断完善，在性能、价格、生产效率等方面取得了一定的进展，在实现AGV自由化更高、超大型化和小型化的方向上也有一定的研究。如今，AGV已广泛应用于办公、餐饮、医院、超市等领域，并取得了良好的效果。