自动导引车(AGV)循环系统的优化及设计硕士学位论文

基于AGV技术的智能化物流系统设计与应用智能物流系统的发展已成为现代物流管理的重要方向。

其中，自动导引车（AGV）技术作为核心技术，正逐渐成为实现智能化物流系统的关键。

本文将探讨基于AGV技术的智能化物流系统的设计与应用。

一、AGV技术的概述AGV技术即自动导引车技术，是指利用自动化和机器人控制技术，实现车辆自主导航和运输功能的一种智能化物流设备。

AGV通过搭载导航系统，可以在不需要人工操作的情况下，准确地进行运输任务。

它具备以下特点：1. 高效性：AGV可以按照预定路线和时间表进行自动运输，提高物流作业效率。

2. 灵活性：AGV可以根据具体需求进行路径规划和调整，适应物流系统的变化。

3. 安全性：AGV搭载了多种安全传感器和机制，确保在运输过程中不会发生碰撞和事故。

4. 可扩展性：AGV系统可以根据实际需要进行扩展和升级，适应不同规模和需求的物流系统。

二、智能化物流系统设计的要素设计一个智能化的物流系统需要考虑多个要素，包括系统结构、通信技术、任务调度和路径规划等。

以下是一些关键要素的介绍。

1. 系统结构：智能化物流系统的设计需要考虑整个物流系统的结构和拓扑关系。

通常，物流系统由多个工作站、储存区域和交通路径组成。

在设计中，需要合理规划工作站和储存区域的布局，确定交通路径，以确保物流运输的顺畅和高效。

2. 通信技术：智能化物流系统的各个模块之间需要进行实时的通信与协调。

常见的通信技术包括无线射频识别（RFID）、无线局域网（WLAN）和蓝牙等。

通过这些技术，可以实现各个模块之间的信息传递和数据交流，提高物流系统的协同性和智能化程度。

3. 任务调度：智能化物流系统需要合理调度各个AGV的运输任务，使得系统在资源利用和时间效益方面达到最优。

任务调度算法可以根据实时的运输需求和AGV的状态信息，进行任务合理分配和调度计划，以最大程度地提高物流系统的效益。

4. 路径规划：路径规划是智能化物流系统的一项重要任务，目的是为AGV指定最佳的运输路径。

图 ３电路原理 图 其 中电位 器 Ｒ １ Ｒ Ｔ （ １ 为 — ｘ 发射管精调 电阻 ） 电位器 Ｒ ２ Ｒ Ｒ ， ２ 为 —Ｘ （ 接收管精调电阻 ）光电对管如上 焊接 。 ， ３ 红外对管循迹模块调试 、 通过调节 寻迹模块元器件 参数 ， 使之成 为在适 合 的距离 内灵 敏度 较高 的的循迹模块 ， 具体步骤 如下 ： （） １将可调 电阻 Ｒ １ 控制红外发 射管 ）大概调至 １０欧～ ５ ； １（ ， ５ ２０欧 可调 电阻 Ｒ ２（ ２ 控制红外接收管） 大概调 至５ ～ ５ 。 ， Ｋ １Ｋ （） ２ 把红外管放 置距 黑 白 面 ｌｍ（ 平 ｃ 根据你安装后 的距 离） 左右 ， 在 黑 白线 间移 动 ， 察是否 输 出一个变 化 的电压 （ 观 如果 没有 ， 继续 第一
二、 目前 常 见 的 制 导 技 术 及 其 比较 导航和导 引系统是 ＡＧ Ｖ车的关键技术 ， 目前常用于 Ａ Ｖ的导航或 Ｇ 导引技术主要有 以下几种 ：
外光被吸收 ， Ａ Ｖ 则 Ｇ 运输车上的接收管接 收不到信号 。 红外对管寻迹模块 可用于识别黑 白线 行进路径 ， 黑线输出高 电 遇 平 ， 白线输 出低 电平 。寻迹模块一般识别距 离为３ ｍ左右 。 遇 ｃ
步推广有积极的作用。 ［ 关键词］ 红外
一
ＡＧＶ 循迹
导引 运 输车行驶过程 中不断地向地面发射 红外 光 ， 当红外光 遇到 白色地面 时发生漫发射 ， 反射光被装在小车上 的接收管接收 ； 如果遇到黑线则红
、
概 述
从 ２ 世纪 ８ 年代 以来 ， Ｏ Ｏ 自动导 引运输 车（ Ｇ ） Ａ Ｖ 系统 已经发展成为 生产物流 系统 中最大的专业分 支之一 ， 并出现产业化发展的趋势 ， 成为 现代化 企业 自动 化装备不可缺少 的重要组成部 分。在欧 、 美等 发达国 家 ， 展迅 速 ， 发 应用广泛 ； 在我国 ， 虽然 Ａ Ｖ Ｇ 系统 的应用 已经起 步 ， 但与 国外产 品相比 ， 论是品种规格还是性能上都有较大的差距 ， 无 另外 由于 使用成本 的制约 ， 应用范围还不是很广泛 ， 主要应用于一些经济效益较 好 的行业 中。 自动引导运输车是 当今柔性制造系统和 自动化仓储系统 中物流运 输 的有效 手段 ， 也是在物 流领域 中首推 的简单有效 的 自动物料运输方 式 。无人 驾驶 的 电动 车通 过运用 自 动运 输系统搬运货 物 ， 并能在互不 干扰的情况下将货物高效可靠地送达 目的地 。作 为物流设备领域 中的 新兴设备 ， 动引导搬运车 的使用极大地减轻 了人们 的劳动强 度 ， 自 提高 了物流运作效率和服务质量 ， 降低了物流成本 。

自动导引小车（AGV）系统的设计摘要随着工厂自动化、计算机集成制造系统技术的逐步发展以及柔性制造系统、自动化立体仓库的广泛应用，AGV(Automatic Guided Vehicle)即自动导引车作为联系和调节离散型物流系统以使其作业连续化的必要的自动化搬运装卸手段，其应用范围和技术水平得到了迅猛的发展。

AGV是以微控制器为控制核心、蓄电池为动力、装有非接触导引装置的无人驾驶自动导引运载车，其自动作业的基本功能是导向行驶、认址停准和移交载荷。

作为当代物流处理自动化的有效手段和柔性制造系统的关键设备，AGV已经得到了越来越广泛的应用，对AGV的研究也具有十分重要的理论意义和现实意义。

本文介绍了AGV在国内外的发展现状和应用情况，在此基础上，结合毕业设计的课题要求，设计了红外导引AGV小车。

其研究内容主要包括以下几个方面:1.论述了AGV系统的组成、路径导引方式及原理，结合课题要求，选择“红外导引”作为该系统的导引方式。

2.介绍了AGV车体机械结构的设计，并根据小车的驱动方式和工作要求，对底盘、电机、蓄电池等进行了设计和选型。

3.根据AGV系统的控制和工艺要求，确定了控制系统的总体框架结构。

硬件方面，选择合适的传感器、单片机以及电机驱动器，对传感检测电路和单片机控制系统硬件电路进行了设计:软件方面，采用模块化的编程方式来实现系统的各种功能，并实现了单片机与电机控制器之间的串口通信。

4.在总结全文的基础上，对AGV小车的设计和研究提出了展望。

关键词:红外导引；AGV；单片机；驱动控制电路；行走策略；控制策略；串口通信。

THE DESIGN OG AGV SYSTEMABSTRACTWith the growing of Factory Automation, Computer Integrated Manufacture System and extensive application of Flexible Manufacture System、Automatic Warehouse, the application field and technical level of AGV which contact and adjust the discrete logistics system, make the mission continuous, has greatly enlarged and improved.AGV is the unmanned driver automatic guided vehicle which has its untouched guided equipment, its control center is the microcontroller and storage battery is driving power, its basic function of automatic action is guided driving, recognizing the address to stop precisely and remove the load. As the valid measure of contemporary logistics processing automation and the key equipment of flexible manufacture system, the AGV has already got more and more extensive application, so that the research on AGV has very important theory meaning and realistic meaning.The dissertation introduced the applications and developments of AGV at home and abroad. Combining with the request of this graduation project topic, we designed a whole infrared rays guided vehicle.The main work in this dissertation was arranged as follows:1. The constitution of AGV system, the path guided means and their principles were discussed. According to the requests of the topic, infrared rays guided method was used in the AGV system.2. The design of AGV mechanical structure was introduced, in terms of driving manner and working requests, the type of the chassis, electrical motor and storage battery etc. was chosen and designed.3. According to the control and the craftwork requests of the AGVS, the total frame structure of control system was designed. About hardware, the right sensor, MCU and motor controller had been chosen, the sensing circuits and MCU controlling hard circuits was designed, about software, to achieve many system functions, and to realize serial communication between the MCU and motor controller, blocking programming method was employed.4. On the base of summarizing the dissertation, the development prospect of AGV research was put forward.Key words: Infrared rays guided; AGV; MCU; Drive and control circuit; Running strategy; Control strategy;Serial communication.目录摘要………………………………………………………………………………ABSTRACT…………………………………………………………………………目录………………………………………………………………………………第1章绪论………………………………………………………………………1．1 概述……………………………………………………………………1.1.1国外研究状况……………………………………………………1.1.2国内发展情况……………………………………………………1.1.3 AGV系统技术研究方向…………………………………………1．2 AGV系统的构成与AGV的结构…………………………………………1.2.1 AGV系统的构成……………………………………………………1.2.2 AGV的结构…………………………………………………………1．3 AGV导航系统……………………………………………………………1.3.1固定路线方式……………………………………………………1. 4研究课题的提出…………………………………………………………1. 5本章小结…………………………………………………………………第2章 AGV的总体设计……………………………………………………………2. 1总体设计…………………………………………………………………2. 2小车运动分析……………………………………………………………2. 3 传感器的选用……………………………………………………………2.3.1 红外传感器寻迹原理……………………………………………2.3.2红外寻迹方案选择………………………………………………2.3.3具体设计与实现…………………………………………………2.3.4超声波传感器避障原理…………………………………………2.3.5超声波测距模块实物图片………………………………………2.3.6超声波模块具体功能简介………………………………………2.3.7规格参数…………………………………………………………2. 4 本章小结…………………………………………………………………第3章 AGV机械结构和驱动转向系统的设计……………………………………3. 1 AGV机械结构的设计………………………………………………3.1.1 车体尺寸结构设计………………………………………………3.1.2 驱动方式的选择和车轮的选择………………………………3.1.3 传感器的布置…………………………………………………3. 2驱动系统部件的选择与校核………………………………………3.2.1电机的选择………………………………………………………3.2.2行走系统的驱动装置…………………………………………3.2.3 AGV行驶阻力的计算…………………………………………3.3 主减速比的选择………………………………………………3.4 电源部分选择………………………………………………………3.5 本章小节………………………………………………………………第4章控制系统与行走策略…………………………………………………4.1控制系统…………………………………………………………………4.1.1驱动芯片模块………………………………………………………4.1.2电源模块……………………………………………………………4.1.3光电耦合器…………………………………………………………4.2电路的设计…………………………………………………………………4.3行走策略……………………………………………………………………4. 4传感器采样………………………………………………………………4. 5控制策略…………………………………………………………………4. 6动作类型………………………………………………………………4.6.1直线路径行走……………………………………………………4.6.2特殊路径的行走……………………………………………………4.6.3左转弯………………………………………………………………4.6.4右转弯………………………………………………………………4.6.5停车………………………………………………………………第5章总结与展望……………………………………………………………5.2研究展望………………………………………………………………5.1全文总结………………………………………………………………第1章绪论1．1 概述AGV(Automatic Guided Vehicle)——自动导引车是上世纪50年代发展起来的智能搬运型机器人。

摘要：自动导航运载车(AGV)系统由全锂电池驱动的自动导航运载车，集装箱转运平台，自动充电装置及配套的无线电台,供配电、通讯和控制系统组成，采用全电动自动导航运载车替代传统柴油发动机驱动的集装箱拖车，可替代港内集装箱拖车进行水平运输，实现集装箱码头水平运输自动导航、无人驾驶、全电动、零直接二氧化碳排放。

按年设计吞吐量70万标箱测算，每年可节约能源消耗约350万吨标准煤，减少二氧化碳气体排放约1150吨。

1.技术概况AGV(AutomatedGuidedVehicle)即自动导引运输车，“广义”上是指基于各种定位导航技术，不需要人驾驶的自动运输车辆。

厦门远海集装箱码头自动导航运载车(AGV)系统是厦门远海自动化码头建设配套项目。

该项目采用全电动自动导航运载车替代传统柴油发动机驱动的集装箱拖车，是联合了国内主要港机制造商进行自主研发，具有自主知识产权的国际先进技术，能有效减少温室气体及有害物质排放，对自动化集装箱码头建设具有重要意义。

项目在厦门远海自动化码头原有的传统14#集装箱泊位上进行道路改造，配置18台全锂电池驱动的自动导航运载车，8台集装箱转运平台，18台自动充电装置及配套的无线电台，供配电、通讯和控制系统，形成自动导航运载车替代港内集装箱拖车，实现港内集装箱水平运输。

2.技术原理和内容2.11技术原理自动导航运载车（AGV）系统可实现智能化调度、自动化控制，无人操作，提高集装箱传送效率。

AGV系统控制包括车辆管理系统（VMS）、导航系统（NS）、小车控制系统（VCS）三个层次。

VMS接收码头管理系统（TOS）发送的AGV起点和终点位置，依据AGV 调度策略指定AGV并生成AGV最优路径；导航系统实现路径跟踪，依照路径指令计算出当前的电机转速和掌舵角度并且传输给VCS,而VCS能够控制小车上的电动机和液压转向系统从而响应收到的指令。

通过这样的方式，AGV能够沿着轨迹独立在岸桥和自动堆垛之间运行。