题目自动往返小车设计
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自动往返小车设计
一、方案的选择与论证
根据题目要求，系统可以划分为几个基本模块，如图 1所示。
图 1
对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案:
1. 电动机驱动调速模块
方案一:采用电阻网络或数字电位器
调整电动机的分压，从而达到调速的目的。
但是电阻网络只能实现有级调速，而数字
电阻的元器件价格比较昂贵。更主要的问题在于一般电动机的电阻很小，但电流很大;分压不仅会降低效率，而且实现很困难。
方案二:采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。
方案三:采用由达林顿管组成的H型PWM电路。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高;H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的PWM调速技术。
基于上述理论分析，拟选择方案三。
2. 路面黑线探测模块
探测路面黑线的大致原理是:光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸的反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱判断是否到达黑线。
方案一:可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射-接收电路。这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判;虽然采取超高亮发光管可以降低一定的干扰，但这又将增加额外的功率损耗。
方案二:不调制的反射式红外发射-接收器。由于采用红外管代替普通可见光管，可以降低环境光源干扰;但如果直接用直流电压对管子进行供电，限于管子的平均功率要求，工作电流只能在1OM左右，仍然容易受到干扰。
方案三:脉冲调制的反射式红外发射-接收器。考虑到环境光干扰主要是直流分量，如果采用带有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界干扰;另外，红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，如果使用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大(50-100mA)，这样也大大提高了信噪比。
基于上述考虑，拟采用方案三。
3. 车轮检速及路程计算模块
方案一:采用霍尔集成片。该器件内部由三片霍尔金属板组成，当磁铁正对金属板时，由于霍尔效应，金属板发生横向导通，因此可以在车轮上安装磁片，而将霍尔集成片安装在固定轴上，通过对脉冲的计数进行车速测量。
方案二:受鼠标的工作原理启发，采用断续式光电开关。由于该开关是沟槽结构，可以将其置于固定轴上，再在车轮上均匀地固定多个遮光条，让其恰好通过沟槽，产生一个个脉冲。通过脉冲的计数，对速度进行测量。
以上两种都是比较可行的转速测量方案。尤其是霍尔元件，在工业土得到广泛采用。但是在本题中，小车的车轮较小，方案一的磁片密集安装十分困难，容易产生相互干扰。相反，方案二适用于精度较高的场合，可以车轮上加较多的遮光条来满足脉冲计数的精度要求，因此拟采用方案二。
4. 电源选择
方案一:所有器件采用单一电源(6节M电池)。这样供电比较简单;但是由于电动机启动瞬间电流很大，而且PWM驱动的电动机电流波动较大，会造成电压不稳、有毛刺等干扰,严重时可能造成单片机系统掉电，缺点十分明显。
方案二:双电源供电。将电动机驱动电源与单片机以及其周边电路电源完全隔离，利用光电藕合器传输信号。这样做虽然不如单电源方便灵活，但可以将电动机驱动所造成的干扰彻底消除，提高了系统稳定性。
我们认为本设计的稳定可靠性更为重要，故拟采用方案二。
5. 小结
经过一番仔细的论证与比较，我们决定了系统各个主要模块的最终方案如下:电动机驱动与调速模块:采用达林顿管的H型PWM电动机驱动电路。车轮检速模块: 采用光电断续开关构成的光电感应系统。路面黑线检测模块:采用调制的反射式发射-接收器。电源:双电源供电(6节M电池+1节9V方型电池)。
图 2
二、系统的具体设计与实现
系统组成及原理框图如图2 所示。以下分为硬件和软件两个方面进行具体分析。
1.系统的硬件设计
(1) 电动机PWM驱动模块的电路设计与实现具体电路见图3。本电路采用的是基于PWM原理的H型驱动电路。该电路采用11P132 大功率达林顿管，以保证电动机启动瞬间的8A电流要求。
图 3
当Ug1为高电平 ,Ug2为低电平时，Q3、Q6 管导通，Q4、Q5管截止，电动机正转。当Ug1为低电平，Ug2为高电平时，Q3、Q6管截止，Q4、 Q5 管导通，电动机反转。另外四个二极管可以在Ug1由高变低时，通过D2、D4 两个二极管形成电动机电圈感应电压的回路，起到了保护电动机的作用。
控制系统电压统一为5V电源，因此若达林顿管基极由控制系统直接控制，则控制电压最高为5V，再加上三极管本身的压降，加到电动机两端的电压就只有4V左右，减弱了电动机的驱动力。基于上述考虑，我们运用了 4N25光藕集成块，将控制部分与电动机的驱动部分隔离开来，这样不仅增加了各系统模块之间的隔离度，也使驱动电流得到了大大的增强。
至于Ug1 与Ug2这对控制电压，我们采用了200Hz的周期信号控制，通过对
自动往返小车的制作 本设计采用单片机作为自动往返小车的检测和控制核心。路面黑线检测用发射式红外传感器，行使距离用霍耳元件进行检测行使距离，利用高低电平来控制继电器，达到电动机的转速控制。 二、关键字：电刹车自动往返光电检测霍尔元件动态显示 三、方案论证 根据题目要求，本设计的主要任务是完成电动小气车在规定的行使路线中速度的控制，根据不同的行使路段要求不同的行使速度，并对行程中的有关数据进行记录和处理。 1、数据采集方案的选择 （1）、使用红外发光二极管和接收管组合。 （2）、使用发光二极管的光敏三极管组合。 本设计是近距离探测，故采用（1）来完成数据的采集。考虑环境光干扰主要是直流分量，如果采用带有交流分量的调制信号，则可大幅度的减少外界干扰；另外，红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，如果使用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大，这样可以大大提高信噪比。 2、电源选择 （1）所有器件采用单一的电源控制，这样控制比较简单，但电动机启动时瞬间电流很大，会造成整体电路的电压不稳定，严重时可能会使单片机掉电。 （2）双电源供电。将电机驱动电源和单片机供电电源分开，这样虽然不如（1）方便灵活，但可以避免电机驱动造成的干扰，大大提高了系统的稳定性。故 设计中选择此方案。 3、电机驱动调速方案的选择 （1）采用继电器对电机的驱动电压进行调整，在高速时进行全速运转，低速时用精密电阻控制小车的速度，并进行调速来达到要求。这样电路比较简单，且 容易实现。 （2）采用555振荡器调脉宽的方式控制电动机的转速，后级采用三极管D882推动，此方案虽工作很稳定，但电路较复杂，给整体设计带来不便。
AGV自动导引小车的设计 摘要 AGV即自动导引小车，它集声、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。 本文在分析研究国内外AGV现状与发展的基础上，设计了两后轮独立驱动的自动导引小车，其主要工作内容包括：小车机械传动设计、直流伺服电机的选择、A T89C51单片机控制系统硬件电路、运动学分析、控制系统软件设计及圆弧插补程序。所设计的小车能够实现自主运行、运动轨迹（圆弧、直线）的控制等功能，达到了沿着设定的路线行驶。 关键词：自动导引小车，单片机控制，设计，PWM技术
Design on Automatic Guided Vehicle Abstract The AGV namely Automatic Guided Vehicle, it collect sound, the light, the electricity, the computer technology in a body, and synthesizes the technical domain advanced theory and the application technology. It widespread applied in the flexible manufacturing system and the factory automation, and has the merits of high transportation efficiency, the energy conservation, the work reliable, the flexible transportation. It enormously enhanced production automaticity and production efficiency. Based on the analysis of the domestic and foreign AGV present situation and its development foundation, AGV with two wheel independent drive is designed. The content of the paper includes: design of mechanical structure and drive of the car, the choice of direct current servo motor, the hardware electric circuit of AT89C51 control system, the kinematic analysis, the software design of control system and the procedure of interpolation the circular arc. The designed car can realize the functions of independent movement, the path (circular arc, straight line) control and so on, and has achieved to travel along the hypothesis route. Keyword: Automatic Guided Vehicle, singlechip computer control，Design , PWM
自动往返小车制
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自动往返小车的制作 本设计采用单片机作为自动往返小车的检测和控制核心。路面黑线检测用发射式红外传感器，行使距离用霍耳元件进行检测行使距离，利用高低电平来控制继电器，达到电动机的转速控制。 二、关键字：电刹车自动往返光电检测霍尔元件动态显示 三、方案论证 根据题目要求，本设计的主要任务是完成电动小气车在规定的行使路线中速度的控制，根据不同的行使路段要求不同的行使速度，并对行程中的有关数据进行记录和处理。 1、数据采集方案的选择 （1）、使用红外发光二极管和接收管组合。 （2）、使用发光二极管的光敏三极管组合。 本设计是近距离探测，故采用（1）来完成数据的采集。考虑环境光干扰主要是直流分量，如果采用带有交流分量的调制信号，则可大幅度的减少 外界干扰；另外，红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，如果使用占 空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大，这样可 以大大提高信噪比。 2、电源选择 （1）所有器件采用单一的电源控制，这样控制比较简单，但电动机启动时瞬间电流很大，会造成整体电路的电压不稳定，严重时可能会使单片机掉电。 （2）双电源供电。将电机驱动电源和单片机供电电源分开，这样虽然不如（1）方便灵活，但可以避免电机驱动造成的干扰，大大提高了系统的稳定性。故 设计中选择此方案。 3、电机驱动调速方案的选择 （1）采用继电器对电机的驱动电压进行调整，在高速时进行全速运转，低速时用精密电阻控制小车的速度，并进行调速来达到要求。这样电路比较简单，且 容易实现。 （2）采用555振荡器调脉宽的方式控制电动机的转速，后级采用三极管D882推
AGV自动导引运输车 AGV（Automated Guided V ehicle）自动导引运输车，是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电的蓄电池为其动力来源。一般可透过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道来设立其行进路线，电磁轨道黏贴于地板上，无人搬运车则依循电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。 一、AGV自动导引运输车概述 AGV以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的其他设备相比，AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置，不受场地、道路和空间的限制。因此，在自动化物流系统中，最能充分地体现其自动性和柔性，实现高效、经济、灵活的无人化生产。 1.1 AGV的分类 AGV的分类方式有很多种，按照导引原理的不同可分为固定路径导引和自由路径导引两大类；按照工作方式可分为无人搬运车、无人牵引车和无人叉车。 在AGV的分类中按照移载方式分类最主要，其可分为推挽式：装卸货物通过自身的推挽机构与地面的无动力辊道站台实现。作业时，AGV停靠在站台侧边，通过推挽机构左、右侧向移动伸臂推拉完成装卸货物；辊道式：AGV装卸货物是通过自身辊道与地面站台辊道对接之后实现；链式：除了货物传动方式是链条或链板不同外，其余与辊道式类似。链式主要适用于不能滚动物体的移载场合；牵引式：AGV作为牵引动力，通过拖挂带轮的箱体或容器完成对物料的运送。适合用挂斗和拖车运送物料的场合，如行包运送、化学品运送、废料收集等；叉式：叉式AGV与人工叉车在式样上基本类似，有侧叉式、正向叉式、落地叉式、三向叉式等多种车型。叉式AGV基本采用托盘堆放货物进行作业，目前正随着物流产业标准托盘的逐步推广而迅速发展；龙门式：AGV外形类似龙门结构，能全方位行驶，移载过程是通过左右侧向伸缩移动货叉和升降来完成装卸货物。作业灵活性强，行驶安全性好。对地面站台要求简单，但自身移载机构复杂，适合狭窄区域或苛刻路径。多用于生产车间，如食品加工的原料运送。除此之外还有驼举式、拣选式、机器人式等各种形式，在现有的AGV的基础上，厂家还可以根据不同部门的具体需求进行特殊定做。 1.2 AGV的特点 AGV是自动导航小车，自动性是其最大的特点，除此之外，柔性生产、准时生产以及机电一体化、安全性方面都有很大的优越性，具体分析如下： （1）AGV可十分方便地与其它物流系统实现自动连接，如AS/RS(通过出从库台)、各种缓冲站、自动积放链、升降机和机器人等；实现在工作站之间对物料进行跟踪;对输送进行确认；按计划输送物料并有执行检查记录:与生产线和库存管理系统进行在线连接以向工厂管理系统提供实时信息。 （2）采用AGV由于人工检取与堆置物料的劳动力减少，操作人员无需为跟踪物料而进行大量的报表土作，因而显著提高劳动生产率。另外，非直接劳动力如物料仓库会计员、发料员以及运货车调度员的工作的减少甚至完全取消又进一步减低了成本。 （3）AGV运输物料时，很少有产品或生产设各的损坏，这是因为AGV按固定路径行驶，不易与加工设备和其他障碍物碰撞。 （4）绝大多数AGV的使用者均证明，2到3年从经济上均能收回AGV的投资成本。 （5）AGV通过安装在地面之下的电缆或其他不构成障碍的地面导引物，其通道必要时
中国海洋大学课程设计报 告 告 题目：自动往返电动小汽车 组员：莫锦河、李鹏飞 指导教师：谷健 自动往返电动小汽车 摘要 本设计以一片单片机AT89C52作为核心来控制自动往返小车，加以控制芯片L298N和单片机联合控制小车的前进与后退。路面的黑带检测使用光电传感器，通
过AT89C52对输入的信号进行处理，通过PWM调制使电机转速能自动调节，从而实现电动小汽车的快慢速行驶，以及自动停车、往返的控制要求。 关键字：电动小车、AT89C52单片机、光电传感器、PWM调速 一、系统方案论证 1.1最小系统控制器的选择方案 方案一：AVR ATMEGA16单片机。AVR系列单片机采用RISC结构，执行速度较快，并且内部资源丰富，可以方便的使用C语言编程，并且开发环境很方便，但是功耗较高，在超低功耗方面明显不能满足题目要求。 方案二：MSP430G2553系列超低功率微控制器包含几个器件，这些器件特有针对多种应用的不同的外设集。这种架构与5种低功耗模式相组合，专为 在便携式测量应用中延长电池的使用寿命而优化。MSP430G2X13 和 MSP430G2X53系列是超低功耗混合信号微控制器，具有内置的16位定时器、多达24个支持触摸感测的I/O引脚、一个通用型模拟比较器以及采用通用串行通信接口的内置通信能力。此外，MSP430G2X53系列成员还具有一个10位模数(A/D)转换器。 方案三：典型的51系列单片机AT89C52。51系列单片机操作较为简单，程序简单易学，开发非常方便。 综合比较，我们采用方案三，采用典型的51系列单片机AT89C52，方便实现。1.2电动机模块 方案一：选用步进电动机，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从 而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 方案二：选用伺服电动机，在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能
湖南科技大学信息与电气工程学院 《STM32控制自动往返小汽车》 设计报告 专业：电子信息工程 班级：二班 姓名：曾有根 学号：0904030218 指导教师：罗朝辉
自动往返电动小汽车 本设计民用STM32作为自动往返小汽车的检测和控制核心，辅以传感器、控制电路、显示电路等外围器件，构成了一个车载控制系统。路面黑线检测使用反射式红外传感器，利用PWM技术动态控制电动机的转速。基于这些完备而可靠的硬件设计，使用了一套独特的软件算法，实现了小车在限速和压线过程中的精确控制。电动小汽车能够根据题目要求在直线方向上完成调速、急刹车、停车、倒车返回等各种运动形式；这辆小车还可以自动记录、显示一次往返时间和行驶距离，并用蜂鸣器提示返回起点。另外，我们经过MATLAB仿真后，成功地实现了从最高速降至低速的平稳调速。 本系统主要采用模糊控制算法进行速度调节。通过模糊控制和PWM脉宽调制技术的结合，提高了对车位置控制精度，并且实现了恒速控制。 关键词：PWM，STM32F103，电机，传感器 前言 嵌入式技术依靠其体积小、成本低、功能强等特点，适应了智能化发展的最新要求。单片机作为控制系统的微处理器，在数据处理和代码存储等方面都已经无法满足系统的要求，ARM微处理器资源丰富，具有良好的通用性。Cortex-M3是ARM公司最新推出的第一款基于ARMv7体系的处理器内核。它主要针对MCU领域，在存储系统、中断系统、调试接口等方面做了较大的改进，有别于过去的ARM7处理器；Cortex-M3具有高性能、低功耗、极低成本、稳定等诸多优点，非常适合汽车电子、工业控制系统、医疗器械、玩具等领域。基于Cortex-M3内核的STM32系列处理器于2007年由ST公司率先推出，它集先进Cortex-M3内核结构、出众创新的外设、良好的功耗和低成本于一体，极大的满足自动控制系统设计要求。作为先进的32位通用微控制器的领跑者，STM32以其出众的性能、丰富且灵活的外设、很高的性价比以及令人意外的功耗水准，使其自面世以来得到众多设计者的青睐，众多行业领导者纷纷选用STM32作为新一代产品的平台。因此将STM32F103应用于智能小车的控制系统是一种较好的选择。 基于此，本文提出了一个比较合理的智能小车系统设计方案。整个小车系统以STM32F103芯片为控制核心，附以外围电路，利用红外探测器、触角传感器采集外界信息和检测障碍物；充分利用STM32F103的串口、并口资源和高速的
机电一体化课程设计 2012级 小车自动往返装卸料控制 学生姓名 学号 系别 专业班级 指导教师 完成日期
目录 目录....................................................................................................................................................................... I 1. 引言 (1) 2. 设计任务 (1) 2.1 设计内容 (1) 2.2 控制要求 (1) 1）手动控制方式 (1) 2）单步运行方式 (2) 3）单周期运行控制要求 (2) 4）自动循环控制方式要求 (2) 3.总体方案的确定 (2) 3.1 小车自动往返装卸料控制系统的构成 (2) 3.2 工作过程 (2) 3.3 方案设计 (3) 1）小车自动控制主电路图 (3) 2）PLC装卸料小车接线示意图 (3) 3）总体设计方案 (4) 4.控制系统软件设计 (4) 4.1小车自动往返装卸料控制流程图 (4) 4.2 I/O分配表 (5) 4.3 PLC程序设计 (5) 1）主程序中调用运行方式子程序 (5) 2）手动子程序运行 (6) 3）单步子程序运行 (7) 4）单周期子程序运行 (8) 4）自动子程序运行 (9) 4.4组态软件的界面设置 (10) 4.5 组态与PLC通信 (12) 4.6 程序调试与运行 (14) 1）手动方式 (14) 2）单步方式 (14) 3）单周期方式 (15) 4）自动方式 (15) 5.程序调试心得与建议 (15) 参考文献 (15)
山东理工职业学院 毕业设计（论文）设计(论文)题目：AGV自动导引小车 姓名:夏杰 学号:029********* 院部:工程技术学院 专业:机电一体化 年级:09 级 指导教师: 2011年10月15日
摘要 AGV即自动导引小车，它集声、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。属于移动式机器人的一个分支。它最早是在美国发展起来的，在国外已经有几十年的历史了。因此，AGV被广泛应用在仓储业、邮局、图书馆、港口码头、机场以及危险场所和特种作业的场合。AGV是一种非常有发展前途的物流输送设备，尤其在柔性制造系统（FMS）中被认为是最有效的物料运输设备。 本文在分析研究国内外AGV现状与发展的基础上，设计了两后轮独立驱动的自动导引小车，其主要工作内容包括：小车机械传动设计、直流伺服电机的选择、AT89C51单片机控制系统硬件电路、运动学分析、控制系统软件设计及圆弧插补程序。所设计的小车能够实现自主运行、运动轨迹（圆弧、直线）的控制等功能，达到了沿着设定的路线行驶。关键词：自动导引小车，单片机控制，设计，PWM技术
Abstract The AGV namely Automatic Guided Vehicle, it collect sound, the light, the electricity, the computer technology in a body, and synthesizes the technical domain advanced theory and the application technology. It widespread applied in the flexible manufacturing system and the factory automation, and has the merits of high transportation efficiency, the energy conservation, the work reliable, the flexible transportation. It enormously enhanced production automaticity and production efficiency. Based on the analysis of the domestic and foreign AGV present situation and its development foundation, AGV with two wheel independent drive is designed. The content of the paper includes: design of mechanical structure and drive of the car, the choice of direct current servo motor, the hardware electric circuit of AT89C51 control system, the kinematic analysis, the software design of control system and the procedure of interpolation the circular arc. The designed car can realize the functions of independent movement, the path (circular arc, straight line) control and so on, and has achieved to travel along the hypothesis route. Keyword: Automatic Guided Vehicle, singlechip computer control，Design , PWM
题目自动往返小车设计 目录
自动往返小车设计 一、方案的选择与论证 根据题目要求，系统可以划分为几个基本模块，如图 1所示。 图 1 对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案: 1. 电动机驱动调速模块 方案一:采用电阻网络或数字电位器 调整电动机的分压，从而达到调速的目的。 但是电阻网络只能实现有级调速，而数字 电阻的元器件价格比较昂贵。更主要的问题在于一般电动机的电阻很小，但电流很大;分压不仅会降低效率，而且实现很困难。 方案二:采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。 方案三:采用由达林顿管组成的H型PWM电路。用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高;H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的PWM调速技术。 基于上述理论分析，拟选择方案三。
2. 路面黑线探测模块 探测路面黑线的大致原理是:光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸的反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱判断是否到达黑线。 方案一:可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射-接收电路。这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界光亮条件改变，很可能造成误判和漏判;虽然采取超高亮发光管可以降低一定的干扰，但这又将增加额外的功率损耗。 方案二:不调制的反射式红外发射-接收器。由于采用红外管代替普通可见光管，可以降低环境光源干扰;但如果直接用直流电压对管子进行供电，限于管子的平均功率要求，工作电流只能在1OM左右，仍然容易受到干扰。 方案三:脉冲调制的反射式红外发射-接收器。考虑到环境光干扰主要是直流分量，如果采用带有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界干扰;另外，红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，如果使用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大(50-100mA)，这样也大大提高了信噪比。 基于上述考虑，拟采用方案三。 3. 车轮检速及路程计算模块 方案一:采用霍尔集成片。该器件内部由三片霍尔金属板组成，当磁铁正对金属板时，由于霍尔效应，金属板发生横向导通，因此可以在车轮上安装磁片，而将霍尔集成片安装在固定轴上，通过对脉冲的计数进行车速测量。 方案二:受鼠标的工作原理启发，采用断续式光电开关。由于该开关是沟槽结构，可以将其置于固定轴上，再在车轮上均匀地固定多个遮光条，让其恰好通过沟槽，产生一个个脉冲。通过脉冲的计数，对速度进行测量。 以上两种都是比较可行的转速测量方案。尤其是霍尔元件，在工业土得到广泛采用。但是在本题中，小车的车轮较小，方案一的磁片密集安装十分困难，容易产生相互干扰。相反，方案二适用于精度较高的场合，可以车轮上加较多的遮光条来满足脉冲计数的精度要求，因此拟采用方案二。 4. 电源选择
中州大学毕业设计 学号：201025090206 设计题目：自动往返小汽车的控制系统的设计 学院：工程技术学院 专业：机电一体化 班级：10级对口2班 姓名：杨丽丽
指导教师：上官同英 日期：2013 年3 月5 日 诚信声明 本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文）是本人在指导教师的指导下，独立工作所取得的成果并撰写完成的，郑重确认没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除已经标注引用的内容外，不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 毕业设计（论文）作者签名：指导导师签名： 签字日期：签字日期：
毕业设计任务书 班级：10机电对口2班学生：杨丽丽学号201025090206 设计题目：自动往返小汽车的控制系统的设计 摘要：设计一个能自动往返于起跑线与终点线之间的小汽车的控制系统。但不能用人工遥控（包括有线和无线）。跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。在跑道的A、B、C、D各点处画有2cm 宽的黑线，各段的长度与下图所示： 设计内容及要求： 1.设计完成的功能要求： 1）、车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。 2）、BC间为限速区，车辆往返均要求低速通过，但不允许在限速区内停车。 3）、在往返过程中随时显示当前行车时间和路程，直接回到终点。（显示装置应安装在小车上面。） 2.设计内容要求 （1）根据设计要求确定系统中输入/输出信号的种类、数量和特点。
毕业设计（论文）开题报告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述： 文献综述 摘要简要地介绍了自动引导小车的现状和定义以及所涉及的技术，列举了典型的机械结构特点，综合阐述了自动引导小车的关键技术，并对自动引导小车的发展进行展望，最后总结了研究本科题的意义。 关键词定义结构特点技术展望 随着工业自动化、计算机集成系统技术的提高、柔性制造系统(FMS)和物流业的发展[1]，无人搬运车系统（简称AGVS)已成为柔性制造系统和自动化仓储系统中物流运输的有效手段[2]。无人搬运车系统的核心设备是无人搬运小车（AGV)[3]，载重量从几十公斤到上百吨，在港口、码头、机床、化工、汽车、家电、军械、邮政、电工、飞机制造和自动化仓储系统等场所得到了广泛应用[4]。 1. AGV的定义 自动引导小车简称为AGV，是英文Automated Guided Vehicle 的缩写。AGV是采用自动或人工方式装载货物，按设定的路线自动行驶或牵引着载货台车到指定的地点，再用自动或人工方式装卸货物的工业车辆[5]。按日本JISD6801的定义：AGV是以电池为动力源的一种自动操纵行驶的工业车辆。AGV只有按物料搬运作业自动化、柔性化和准时化的要求，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等构成自动导向车系统（AGVS）才能真正发挥作用[6]。 2. AGV的结构 AGV的各组成部分一般有：导向系统、车体、蓄电池及充电装置、驱动装置、转向装置、移栽装置、控制与通信系统、安全装置。导向系统是AGV的核心部分，用来保证AGV按设定的路线自动行驶[7]。车体由车架、减速器、电动机、车轮等组成，车架常采用焊接刚结构，要求有足够的刚性。蓄电池常采用24V或48V直流工业蓄电池，供电周期为20h左右[8]。驱动装置由车轮、减速器、制动器、电动机及速度控制器等部分组成，并由计算机或人工进行控
第一章概述 1完成本次循环工作后，停止在最初位置。其运动路线示意图如下图1-1所示。 如图1-1 小车运动路线示意图 第二章硬件设计 2.1 主电路图 如图2-1为小车循环控制的主电路原理图。该电路图利用两个接触器的主触点KM1、KM2分别接至电机的三相电源进线中，其中相对电源的任意两相对调，即可实现电机的正反转，也可达到小车左右运行的目的。假设接通KM1为正转（小车右行），则接通KM2为反转（小车左行）。
图2-1小车循环控制的主电路原理 2.2 I/O地址分配 如表2-1为小车循环运动PLC控制的I/O分配表。在运行过程中，这些I/O口分别起到了控制各阶段的输入和输出的作用，并且也使小车的控制过程更清晰明了，动作与结果显示更加方便直接。 表2-1
2.3 I/O接线图 如图2-2为小车循环运动PLC控制的I/O接线图。在进行调试过程时，在PLC模块上，当I0.0有输入信号，即按下SQ1；当I0.1有输入信号，也即按下SQ2，以此类推，I/O接线图就是把实际的开关信号变成调试时的输入信号。同理，输出信号也是利用PLC模块把小车的实际运动用Q0.0、Q0.1的状态表现出来。 图2-2小车循环运动PLC控制的I/O接线图 2.4 元件列表 如表2-2为小车循环运动PLC控制的元件列表。在本次设计中就是利用这些元件，用若干导线连接起来组成了我们需要的原理图、I/O接线图。 表2-2
第三章软件设计 3.1 程序流程图 如图3-1为小车循环运动PLC控制的程序流程图。小车在一个周期内的运动由4段组成。设小车最初在左端，当按下启动按钮，则小车自动循环地工作，若按下停止按钮，则小车完成本次循环工作后，停止在最初位置。 首先小车位于初始位置，按下SB1启动后，小车向右行驶；当碰到行程开关SQ4，小车转向，向左行驶；碰到行程开关SQ2，小车再一次转向，向右行驶；碰到行程开关SQ3，小车又向左行驶，直到再次碰到SQ1，然后开始依次循环以上过程。若不按下停止按钮SB2则小车一直进行循环运动，若此时按下停止按钮SB2，小车又碰到行程开关SQ1，则小车回到初始位置。
基于单片机的自动往返小车 毕业设计 基于单片机的自动往返小车 摘要：本设计以一片单片机STC89C52作为核心来控制自动往返小车，其中控制芯片L298N和单片机联合控制小车的前进与后退。路面的黑带检测使用反射式红外传感器，并通过STC89C52对输入的信号进行处理；行驶距离使用霍尔元件进行检测。最后以动态显示的形式通过一个LCD液晶显示即时黑带个数，运行时间，实时路程等。 关键词：微控制器 L298N电机控制霍尔检测液晶显示 The Automatic round-trip car based on SCM Abstract：This design use a microcontroller STC89C52 as the core to control the automatic round-trip car, the control chip L298N and single chip microcomputer to control the car forward and backward together. The reflective infrared sensor detection the black belt on the road surface, then deal with input signal processing through the STC89C52. Using the hall element to test the distance. At last displaying instant black belt, running time, real-time distance, etc through a number of LCD liquid crystal in the form of dynamic display Keywords:MCU L298N Motor control Hall detection LED display
摘要 AGV即自动引导小车，它集声、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。 本文在分析研究国内外AGV现状与发展的基础上，设计了两后轮独立驱动的自动引导小车，其主要工作内容包括：小车机械传动设计、直流伺服电机的选择、AT89C51单片机控制系统硬件电路、运动学分析、控制系统软件设计及圆弧插补程序。所设计的小车能够实现自主运行、运动轨迹（圆弧、直线）的控制等功能，达到了沿着设定的路线行驶。 关键词自动引导小车单片机控制设计 PWM技术
Abstract The AGV namely Automatic Guided Vehicle, it collect sound, the light, the electricity, the computer technology in a body, and synthesizes the technical domain advanced theory and the application technology. It widespread applied in the flexible manufacturing system and the factory automation, and has the merits of high transportation efficiency, the energy conservation, the work reliable, the flexible transportation. It enormously enhanced production automaticity and production efficiency. Based on the analysis of the domestic and foreign AGV present situation and its development foundation, AGV with two wheel independent drive is designed. The content of the paper includes: design of mechanical structure and drive of the car, the choice of direct current servo motor, the hardware electric circuit of AT89C51 control system, the kinematic analysis, the software design of control system and the procedure of interpolation the circular arc. The designed car can realize the functions of independent movement, the path (circular arc, straight line) control and so on, and has achieved to travel along the hypothesis route. Keywords Automatic Guided Vehicle Singlechip computer control of design PWM Technique
河南机电高等专科学校 毕业设计（论文） 自动往返运料小车控制系统设计 系部：自动控制系 专业: 电气自动化 班级: 自 124 姓名: 张晓需 学号: 指导老师: 赵新蕖 二零一五年五月
摘要 运料小车在煤矿、仓库、港口车站、矿井等行业中被广泛应用，而其控制系统就是一种典型的PLC系统。传统的运料小车大多是继电器控制，而继电器控制有着接线复杂、易出故障、维护维修不易等缺点。为了降低运料小车的运行成本,实现自动化控制，应用可编程控制技术作为小车的控制系统。 本设计针对电气控制的运料小车系统，利用组态软件和西门子S7200 PLC实现对运料小车系统的监测和控制。通过现场数据采集，进行集中的数据管理，从而实现对自动运料小车系统有效控制，系统状态实时监控，并由上位机生成可视化的动态监控界面。方便管理人员对现场的管理，提高工作效率。 关键词：运料小车；组态软件；PLC；传感器；
Abstract Carriage?is widely used in?coal mine,?warehouse,?station,?port?mine?and other industries,?and its control system?is?a?typical PLC system.?The transport cars?most of the traditional relay control,?relay control?with complex wiring,?easy?maintenance,?fault?repair?defect?is not easy.?In order to reduce the operation cost?of material transport trolley,?automatic control system,?the application of programmable?control?technology as the control?system?of car. The design for the?carriage?of electric control system,?realize the?monitoring and control of material transport trolley?system using configuration software and?S7200?PLC?Siemens.Through the field data acquisition,?data?management,?so as to realize the?automatic?control?of material transport trolley?system,?real-time monitoring system status,?and made the dynamic monitoring?interface PC?to generate visual.?Management?to facilitate the management of the site,?improve work efficiency. Keywords:?Material transport trolley;configuration software;?PLC;??sensor;?
昆明工业职业技术学院 毕业设计任务书 20 届工科类 设计题目：运料小车PLC控制系统设计 学生姓名：朱宏东指导教师：丁娱乐 层次：本科技术职称：工程师 准考证号： 学生专业：机械制造与自动化 助学中心名称：昆明工业职业技术学院 设计时间：2013年5月 15日～2013年8月 30日
目录 第一章概述 第二章总体方案设计第三章硬件系统设计第四章软件系统设计第五章总结 致谢 参考文献
第一章概述 随着现代工业设备的自动化越来越多的工厂设备采用PLC，变频器，人机界面自动化器件来控制，因此自动化程度越来越高。电器控制技术是随着科学技术的不断发展，生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的。 在现代化工业生产中，为了提高劳动生产率，降低成本，减轻工人的劳动负担，要求整个工艺生产过程全盘自动化，这就离不开控制系统。 控制系统是整个生产线的灵魂，对整个生产线起着指挥的作用。一旦控制系统出现故障，轻者影响生产线的继续进行，重者甚至发生人生安全事故，这样将给企业造成重大损失。 运料小车是基于PLC控制系统来设计的，控制系统的每一步动作都直接作用于运料小车的运行，因此，运料小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。运料小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。 本设计的主要内容有：确定运料小车控制系统的总体设计方案；设计运料小车拖动电机的电器控制线路原理图；确定运料小车控制系统PLC的型号规格，确定PLC I/O元件，列出PLC I/O元件分配表；设计运料小车控制系统的PLC I/O 接线图，PLC程序的总体结构图和梯形图（包括公用程序、控制程序、信号显示和故障报警程序等 第二章总体方案设计 本系统采用了PLC控制原理，设计总体控制方案，用组态软件进行实时控制的监控。
第二章 机械部分设计 2.1设计任务 设计一台自动导引小车AGV ，可以在水平面上按照预先设定的轨迹行驶。本设计采用AT89C51单片机作为控制系统来控制小车的行驶，从而实现小车的左、右转弯，直走，倒退，停止功能。 其设计参数如下： 自动导引小车的长度：500mm 自动导引小车的宽度：300mm 自动导引小车的行驶速度：100mm/s 2.2确定机械传动方案 2.3直流伺服电动机的选择 伺服电动机的主要参数是功率(KW)。但是，选择伺服电动机并不按功率，而是更根据下列三个指标选择。 运动参数： AGV 行走的速度为100mm/s ，则车轮的转速为 πd 100010006 22.75min 3.14140 v n r ?== ≈? （2-1） 电机的转速 选择蜗轮-蜗杆的减速比 i=62 6222.751410.5min n in r ==?=电 （2-2） 自动导引小车的受力分析：
图2-3 车轮受力简图 小车车架自重为P 3ρ 2.85100.50.30.0329.8134P abhg N ==?????≈ （2-3） 小车的载荷为G 359.8343G m g N ==?= （2-4） 取坐标系OXYZ 如图2-3所示，列出平衡方程 由于两前轮及两后轮关于Y 轴对称，则 A B F F =，C D F F = 0z F =∑， 220A C F F P G +--= （2-5） 0x M =∑， 0.0750.1720.30C G P F --+??= （2-6） 解得 157.66A B F F N == 80.84C D F F N == 两驱动后轮的受力情况如图2-4所示： 滚动摩阻力偶矩f M 的大小介于零与最大值之间，即 m a x 0f M M ≤≤ （2-7） max δ0.006157.660.946==?=?N M F N m （2-8） 其中δ滚动摩阻系数，查表5-2[2]，δ=2～10，取δ=6mm 牵引力F 为 max 0.946 13.50.072 M F N d = == （2-9）