毕业设计（论文）-单片机全自动送料小车设计.doc

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密级:
毕业设计(论文)
全自动送料小车设计
DESIGN OF AUTOMATIC FEED VEHICLE
学生姓名
学院名称
机电工程学院
专业名称
机械设计制造及其自动化
指导教师
2008年
6月
2日

摘要
全自动送料小车集声、光、电、计算机技术于一体,综合了当今科技领域先进的理论和应用技术。广泛应用在柔性制造系统和自动化工厂中,具有运输效率高、节能、工作可靠、能实现柔性运输等许多优点,极大的提高生产自动化程度和生产效率。
本文在分析国内外送料装置的现状与发展的基础上,设计了两后轮独立驱动的自动送料小车。其主要设计过程是根据小车的设计要求合理设计小车的机械结构,由小车的速度选择合适的直流伺服电动机,然后根据电动机转速和小车速度对蜗杆传动进行设计,再由小车的载荷和速度合理设计轴的结构并选用合适的轴承,最后根据小车的行驶要求设计单片机控制系统。所设计的小车通过单片机控制直流伺服电动机的转速和转向能够实现其前进、后退、转弯的功能,达到了沿着设定的路线行驶的目的。
本次设计方案的优点是:结构紧凑、负载能力大、平稳性好、传动误差小、转向灵活并且控制简便。
关键词:全自动送料小车;蜗杆传动;单片机
目录
1 绪论 1
全自动送料小车简介 1
全自动送料小车的分类 1
国内外研究现状及发展趋势 1
2机械部分设计 3
设计任务 3
确定机械传动方案 3
车体计算 4
直流伺服电动机的选择 4
4
电机的转速 4
全自动送料小车的受力分析 5
求换算到电机轴上的负荷力矩 6
求换算到电机轴上的负荷惯性 6
电机的选定 6
电机的验算 7
联轴器的设计 7
蜗杆传动设计 8
选择蜗杆的传动类型 8
选择材料 8
蜗杆传动的受力分析 8
初选 9
中心距计算 9
传动基本尺寸 10
齿面接触疲劳强度验算 10
轮齿弯曲疲劳强度验算 10
蜗杆轴挠度验算 11
11
热平衡核算 11
轴的设计 11
前轮轴的设计 11
后轮轴的设计 14
滚动轴承选择计算 18
前轮轴上的轴承 18
蜗杆轴上的轴承 19
后轮上的轴承 21
3 控制系统的设计 23
控制系统总体概述 23
鉴相 23
计数的扩展 24
中断的扩展 25
数摸转换器的选择 26
电机驱动芯片选择 28
控制软件的设计 30
结论 32
致谢 33
参考文献 34
附录 35
附录1 35
1 绪论
全自动送料小车简介
全自动送料车(即称AGV),是一种物料搬运设备,是能在某一位置自动进行货物的装载,自动行走到另一位置的全自动运输装置。它是以电池为动力源的一种自动操纵的工业车辆。装卸搬运是物流的功能要素之一,在物流系统中发生的频率很高,占据物流费用的重要部分。因此,运输工具得到了很大的发展,其中AGV的使用场合最广泛,发展十分迅速。
全自动送料小车的分类
自动送料小车分为有轨和无轨两种。
所谓有轨是指有地面或空间的机械式导向轨道。地面有轨小车结构牢固,承载力大,造价低廉,技术成熟,可靠性好,定位精度高。地面有轨小车多采用直线或环线双向运行,广泛应用于中小规模的箱体类工件FMS中。高架有轨小车(空间导轨)相对于地面有轨小车,车间利用率高,结构紧凑,速度高,有利于把人和输送装置的活动范围分开,安全性好,但承载力小。高架有轨小车较多地用于回转体工件或***的输送,以及有人工介入的工件安装和产品装配的输送系统中。有轨小车由于需要机械式导轨,其系统的变更性、扩展性和灵活性不够理想。
无轨小车是一种利用微机控制的,能按照一定的程序自动沿规定的引导路径行驶,并具有停车选择装置、安全保护装置以及各种移载装置的输送小车。无轨小车按引导方式和控制方法分为有径引导方式和无径引导自主导向方式。有径引导方式是指在地面上铺设导线、磁带或反光带指定小车的路径,小车通过电磁信号或光信号检测出自己的所在位置,通过自动修正而保证沿指定路径行驶。无径引导自主导向方式中,地图导向方式是在无轨小车的计算机中预存距离表(地图),通过与测距法所得的方位信息比较,小车自动算出从某一参考点出发到