自动配送小车

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1、自动配送小车研究报告参考大纲、项目研究的意义1、国内外研究现状世界上第一台AGV是美国Basrrett电子公司于20世纪50年代开发成功的。 它是一种牵引式小车系统，小车跟随一条钢丝索导引的路径行驶，并具有一个以 真空管技术为基础的控制器。到了 60年代和70年代初，除Basrrett公司以外， CLARK和WEBB公司在AGV市场中也占有相当的份额。在这个时期，欧洲的AGV 技术发展较快，这是由于欧洲公司己经对托盘的尺寸和结构进行了标准化，统一 尺寸的托盘搬运促进了 AGV的发展。欧洲AGV技术于80年代初通过在美国的欧 洲公司以许可证和合资经营的方式转移到美国。1984年，通用汽车公司成为

2、AGV 的最大用户，1985年己达1402台（包括牵引式小车、单元装载小车和叉式小车）， 1989年又新增家1662台。美国各公司在欧洲技术的基础上将AGV发展到更为先 进的水平。他们采用更先进的计算机控制系统（可联网于CIMS或FMS），运输量 更大，移载时间更短，具有在线充电功能，以便24小时运行，移动机器人和控 制器可靠性更高。我国AGV发展历史较短。清华大学、北京起重运输研究所、中国邮政科学院 邮政科学研究规划院、大连组合机床研究所、国防科技大学和华东工学院都在进 行不同类型的AGV的研制并小批投入生产。1989年在北京邮政科学研究规划院 完成我国第一台双向无线电通信的AGV。沈阳自动

3、化所在AGV技术方面己取得了 多项多项研究开发成果和专利，解决AGV车体设计、控制、导航和高度管理等一 系列关键技术问题，形成了装配型AGV和搬运型AGV两大系列产品，成为国内唯 一能够提供自主品牌AGV产品的单位。我国越来越多的工厂、科研机构采用AGV 为汽车装配、大型军械仓库、邮政报刊分拣输送、自动化仓储系统服务。如上 海金山华工厂、哈尔滨飞机制造厂、上海新车站邮政枢纽等，所采用的AGV既有 国外引进也有国产的。80年代，AGV就己进入我国市场，今后必将得到迅速发展 和普及使用。这不仅是现代化工业迅速发展的需要，更主要是AGV本身所独具的 优越性所决定的。作为一种高效物流输送设备和工厂自动

4、化的理想手段，随着经济的发展，在我国AGV的使用领域必将越来越大。2、项目研究的目的及意义自动循迹小车就是最简单的智能化产品，通过单片机的控制，能够让其沿着 固定的轨道自动行驶，通过对其的扩展，可以充分的使用在工厂自动化、军事领 域、仓库管理、自动停车系统、智能玩具或民用服务等诸多领域，例如在自动仓 库、码头、搬运、涂装等物流作业部门工作的物流小车就是在此基础上设计出来 的。电子技术的飞速发展，对自动化要求越来越高，机器人检测并完成特殊的任 务将成为以后的一个新的发展方向。在危险或不利于人工作业的环境下，利用智 能机器人替代人工作业完成特殊任务，可以避免人员伤亡，更可减少经济损失。 同时可以减

5、轻工人效率，提高生产效率等。二、控制方案设计本系统以MC9S12XS128为核心控制器，以两节干电池作为电源，采用L2596 变压模块构成电源模块给减速电机和核心控制器供电。采用自主组装轮式模型车 为机械平台，小车包含两减速电机构成驱动轮和一个万向轮。电机驱动电路采用 双H桥L298直流电机驱动板，同时驱动2个直流减速电机。通过RPR220红外 对管黑线循迹，超声波测距等硬件模块结合软件设计组成多功能智能小车，共 同实现小车的循迹避障，自动根据地面黑线循迹导航，检测障碍物之后实现智能 避障。通过细化设计要求，结合传感器技术和电机控制技术相关知识实现小车的 各种功能达到设计目标。本方案控制灵活、

6、稳定，可靠性高，可满足本设计对小车系统的各项要求。三、硬件设计总体设计方案如图3.1所示。图3.1系统硬件框图本系统按照功能的不同采用了模块化设计方法，主要包括核心控制模块、电 源模块、电机控制模块、红外循迹测速模块等。以上各模块组合得到了本设计所 涉及的硬件平台，它能很好的完成本次设计。1、红外循迹模块（1）自动循迹小车基本原理：循迹就是能够沿着给定的轨迹运行，一般给定的轨迹为在白色地面上黑色 轨迹。为了实现这一目的，就需要轨迹检测模块，这相当于小车的眼睛，需要将 路面信息返回到大脑中，这大脑就需要有信息处理功能的微处理器来构成，处理 的信息需要执行机构来执行，这就需要电机驱动模块，来实现小

7、车的行走功能， 而一个完整的系统，还需要有电源模块来提供能量。简言之，系统的基本原理就是：循迹模块将检测到的路面信息传送给微处 理器来处理，然后将处理结果送到电机驱动模块执行，达到循迹的目的。本设计对于障碍信息检测、机器人在行进过程中的状态调整以及红外结合 码盘测速都是采用的红外传感器进行数据采集的。一共用到的红外传感器模块有 7路。本设计运用的是反射式红外传感器。反射式红外传感器的发光管和接收管 并列一起，平时接收管始终无光照，只在发光管发出的红外光遇到反射物时，接 收管收到反射回来的红外线才工作。采用反射式红外传感器RPR220和NE555组 成比较电路，并接有指示灯，便于调试。其电路图如

8、图3.5所示：vcc图3.5红外传感模块2、电源模块本设计采用的是两节3.7V的可充电蓄电池串联供电，提供给功率器件和逻 辑器件。对于一个机电控制系统来说，系统的抗干扰性能是非常重要的。对于不 同的功能模块提供相互隔离的电压，它是提高抗干扰性能的一个重要手段。基于 此，本设计采用高性能的LM2596电源芯片进行降压，680uF的胆电容可以防止 在输入端出现过大的瞬态电压，同时为LM 2596在每次开关时提供瞬态电流，快 速肖特基二极管IN5822为电感电流提供通路并进行过载保护，22uH的电感保证 输出绝对小的纹波电压，其电路如图3.2所示：3、电机驱动模块直流减速电机的驱动电路图如图3.4所

9、示。具有良好的控制性能和抗干扰性 能，同时具有较大的电流驱动能力。9VVCCU1OUT2 3M1N279Et-TE 11OUT31J.ll厂Sense AOUTLOIJT2VsN1EHA忖MGNDVssENE兩UT3UT4Swist： BL295N毛 DU 丁 I斗LQ 巧L2 兩LA 0UT4C4 0. LuTHHHl1I-IMD3vcc弟罪器TFL MHDRXSDSD7图3.4电机驱动电路图通过驱动电机，有4路输出，分别控制左右两个直流电机。其控制方式如表3.2所示：四、部分电路图传感器原理图分析LM324W3L03K?2JGNDICCOF2tCM忡INIIN2、3 CCGWIMIS61X4150703LI6ZAUiKIM 二 g5 计n v艺兰 卞r丄声1二 2二ii空门匚传感器指示灯和输出引脚