框架和副框架用可拆卸联接,便于安装和拆卸,总的来说AGV车架相当于汽车底盘,是AGV机械部分的关键。车架设计及工艺的合理性直接影响AGV的定位精度,应满足的主要条件如下:
(1) 车体的强度和刚度必须满足小车承载及运行加速时的要求. (2) 在保证车体有足够刚度的条件下,尽量减轻车体的重量,以提高有效承载重量.
(3) 尽量降低车体重心,提高整车的抗倾翻能力.
(4) 车体的外廓不应有突出部分,以防止碰撞其他物体。 3.1.2 驱动方式的选择和车轮的选择
AGV驱动的方式大致可分成两种,一种为两台电机各置于左、右两边,利用两台电机的动作与两轮差速的方式达到左右转,前进或停止,即差速型。另一种方式则类似汽车的转向及传动方式,即前轮为转向轮,后轮为驱动轮,称为舵轮型。前轮利用电机控制连接前轮的连杆,带动前轮左、右转向,而后轮直接利用步进电机与减速机构带动承载车前进或停止。
传感器接受 信号判断位置利用两独立电机 以差速方式驱动转向达到要求位置
号灰度传感器左前轮右前轮黑色引导带
图3-4制导系统安装位置示意图图 图3-5制导系统局部
放大示意图
3. 2驱动系统部件的选择与校核
AGV的驱动系统主要由驱动电源、直流电动机和减速器组成。电动机的性能参数及咸速器的规格型号的确定直接决定整车的动力性,即车辆的运动速度和驱动力直接决定整车的动力性,即车辆的运动速度和驱动力。 3.2.1电机的选择
自动引导车是电动车的一种,而电机是电动车的驱动源,提供给整车提供动力。目前常用的电动车辆驱动系统有三种:
第一种是直流电机驱动系统,20世纪90年代前的电动汽车几乎全是直流电机驱动的。直流电机木身效率低,体积和质量大,换向器和电刷限制了它转速的提高,其最高转速为6000-8000r/min。但出于其缺点目前除了小型车外,电动车很少采用直流电机驱动系统。
第二种是感应电机交流驱动系统。该系统是20世纪90年代发展起来的新技术,目前尚处于发展完善阶段。电机一般采用转子鼠笼结构的三相交流
感应电动机。电机控制器采用矢量控制的变频调速方式。其具有效率高、体积小、质量小、结构简单,免维护、易于冷却和寿命长等优点,该系统调速范围宽,而且‘能实现低速恒转矩,高速恒功率运转,但交流电机控制器成本较高。目前,世界上众多著名的电动汽车中,多数采用感应电机交流驱动系统。
第三种是永磁同步电机交流驱动系统,其中永磁同步电机包括无刷直流电机和三相永磁同步电机,而永磁同步电机和无刷直流电机相比,永磁同步电机交流驱动系统的效率较高,体积最小,质量最小,也无直流电机的换向器和电刷等缺点。但该类驱动系统永磁材料成本较高,只在小功率的电动汽车中得到一定的应用。但永磁同步电机是最有希望的高性能电机,是电动汽车电机的发展方向。 3.2.2行走系统的驱动装置
小车采用差速转向控制,故每个驱动轮都有独立的驱动电机。为了使系统运行可靠且维护方便,本系统采用两个无刷直流电机作为驱动电机。同时,为了安装、操作方便,选用了低速性能较好的外转子无刷电机,将其外转子直接作为车轮,且无需配备减速机构。
根据AGV所要承载的负荷、系统的自重以及车速要求,本系统选用了直流电机,直流电动机被广泛应用于各种驱动装置和伺服系统中,主要优点是调速和启动特性好,转矩大。但是有刷直流电动机有电刷和换向器,其间形成的滑动机械接触严重地影响了电机的精度、性能和可靠性,所产生的火花会引起无线电干扰,缩短电机寿命,换向器电刷装置又使直流电机结构复杂、
噪音大、维护困难,因此长期以来人们都在寻求可以不用电刷和换向器装置的直流电动机—无刷直流电动机。这种电机既具有直流电动机的特性,又具有交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便等优点,它的转速不再受机械换向的限制,若采用高速轴承,还可以在高达每分钟几十万转的转速中运行。因此,无刷直流电动机用途非常广泛,可作为一般直流电机、伺服电动机和力矩电动机等使用,尤其适用于高级电子设备、机器人、航空航天技术、数控装置、医疗化工等高新技术领域。
采用霍尔元件作为位置传感器的无刷直流电动机通常称为“霍尔无刷直流电动机”。由于无刷直流电动机的转子是永磁的,就可以很方便地利用霍尔元件的“霍尔效应”检测转子的位置。 1 、镍镉蓄电池
内阻小,可供大电流放电,放电时电压变化小与其他种类电池相比之下,镍镉电池可耐过充电或放过电,操作简单方便放电电压依据其放电电流多少有些差异,大体上是1. 2V左右镍镉电池的放电终止电压为1. OV/cell,实使用温范围在-200C-600C,在此范围内可进行放电。可重复500次以上的充放电。 2、镍氢蓄电池
镍氢电池能量比镍镉电池大二倍,用专门的充电器充电可在一小时内快速充电,自放电特性比镍镉电池好,充电后可保留更长时间,可重复500次以上的充放。 3、锂电池
拥有高能量密度。与高容量镍镉电池相比,体积能量是其1. 5倍,能量
密度是其2倍。高电压,平均使用电压为3. 6V,是镍镉电池、镍氢电池的3倍,使用电压平坦并且高容量,广泛的使用温度-200C-600C。充放电寿命长,经过500次放电后其容量至少还有70%以上由于锂电池具备了能量密度高电压高,工作稳定等特点。
4、铅酸蓄电池
铅酸电池是一种使用最广泛的电池,它以海绵状的铅作为负极,二氧化铅作为正极,我们把这二种物质称为活性物质,用硫酸水溶液作为电解液,它们共同参与电池的电化学反应。铅酸蓄电池具有良好的可逆性、电压特性平稳、使用寿命长、适用范围广、原材料丰富(且可再生使用)及造价低廉等优点。主要应用在交通运输、矿山、港口、国防、计算机、科研等国民经济各个领域,是社会生产经营活动和人类生活中不可缺少的产品。
4控制系统与行走策略
4.1控制系统 4.1.1驱动芯片模块
本AGV选用的驱动芯片为L293D, L293是SGS公司的产品,内部包含4通道逻辑驱动电路。其后缀有B, D; E等,除L293E为20脚外,其它均为16引脚Vss电压最小4. 5V,最大可达36V; Vs电压最大值也是36V。经过实验,Vs电压应该比Vss电压高,否则有时会出现失控现象。能通过的峰值电流是1. 2A,由于是采用桥式电路驱动一个电机,它允许的输出电流是 686. 6mA,据此可确定电机的选择范围。 4.1.2电源模块
小车由电池组提供电压,控制系统所需的5伏稳定电压由电池组经三端