AGV车辆转向机构设计1

锁 固 ，防止转 动 。 ’
１ ．花纹钢地板
（） ｂ
２ 槽 钢底盘 ．
３ ．钢轨
４ 主轴总成 ５ ． ．内车 轮滚轨
６ 推车杆 ． ９ 地基 ．
２ 主 要 部 件 设 计
２ １ 行 走 轮 ．
７ 外车轮滚轨 ８ ． ．车轮 总成
（ ）结构 图 ａ
（ ）空间图 ｂ
图 ｌ 重载人力轨道转 向机
行 走 轮 的结 构 见 图 ２ 载 有 重 车 的转 盘 转 动 。 时 ，其 重 力 由行 走 轮 承 载 。１ Ｏ个行 走 轮 布 置 在 直 径 为 １３ ０ｍ 和 ２８０ｍ 的 ２个 圆周 上 。钢 轨 ５ ｍ ０ ｍ 下 装 有 ８个行 走 轮 。载重 车 的 最 大 设 计 载 重 量 为 ２０ｋ ０ Ｎ，按 载 荷 最危 险 的情 况考 虑 ，２０ｋ ０ Ｎ的 载 荷 由 ４个 行 走 轮 承 载 ，则 每个 行 走 轮 承 载 ５ Ｎ， ０ｋ 且 空 间 窄 小 ， 因 此 选 用 双 列 圆 柱 滚 子 轴 承
条 桥式 起 重 机 钢 轨 ，钢 轨 相 接 时 留 ５ ｍ 轨 道 间 ｍ 隙 ，槽钢 底 盘上 表 面铺 ３ｍｍ 厚 的 防 滑花 纹 钢板 ，
周边为圆形 ，其边界与地面的水平 间隙为 １ ｍ。 ０ｍ 钢轨两侧各装有 １ 组推车杆 ，每组包括 ２根钢管 ， 供不 同转 向使 用 ，不 用时靠 自重 置 于转盘 表 面， 不 占用 操 作 空 间 。转 向 后 钢 轨 对 正 时 ，用 定 位 器
ｌ
动 ，使定 位器 进入 凹槽 中 。小 轴直 径 １ ｍ，定 位 ６ｍ 块截 面 ２ ｍ × ０ｍ ４ｍ ３ ｍ。
／ 盖 ． ． ４ 轴承 ５ ． ．车轮支架
图 ２ 行走轮结构图

轨道物流小车转向机构方案及结构设计摘要：轨道物流小车输送系统是利用智能化自驱动的物流小车将物品通过安装在室内的立体轨道输送到各个工作站点。

具有速度快，效率高，传输时间准确并且保密性强，安全可靠等优点而得到越来越广泛的使用。

随着这种输送系统不断推广，对物流小车的适应性要求也不断提高，首先是要求物流小车的运载量增加，由此产生的问题提出了对物流小车结构上的改进要求，以适应新一代输送系统对小车的要求。

关键词：物流小车；转向机构；立轴；转向引导轮前言医院轨道物流系统是利用专用的智能化轨道物流车将药品、样本和器械、单据等物品通过轨道输送到需要的病房，手术室以及各需要的地点，改变了过去由人用手推小车装载物品通过电梯到达需要的楼层后再将小车推到各科室发放的传统方式，便捷准确，是目前医院中比较先进的物品传输方式。

由于其智能化，高效、准确而得到广泛喜爱。

随着人们对物流小车输送能力的要求不断提高，物流小车的载重量从原来的10KG左右提高到15KG，后来又提高到20KG以上，为适应行业的需求，广西曼彻彼斯公司率先推出了载重量30KG的大容量物流小车，引领本行业物流小车输送能力跨上了一个新的台阶。

随着输送能力的增大，新的问题产生，并困扰着行业的研发人员。

原来所用的物流小车的四个滚轮02是直接固定在车身01上，没有转向机构（如图1），小车在轨道03转弯的位置全靠安装在滚轮02端部的水平轮04，在轨道03的侧壁挤压下强行把滚轮02推动而转向，而这个推动力全靠驱动轮向前的动力产生，而滚轮02在转向过程中与轨道03的横向相对运动，有相当大的摩擦力，当这个摩擦力大于驱动轮与导轨之间的摩擦力时，会造成小车无法前进，因此物流小车时常有在弯轨过不去，造成输送延误甚至轨道堵塞的情况，尤其是驱动轮轨道有油污或集灰的状况下更为严重。

这个问题在行业内长期存在，尤其是大载重的物流小车更为明显。

为了解决这个问题，公司立项开发带转向机构的新一代物流小车，解决这个长期困惑本行业的问题。

汽车转向机构设计汽车转向机构是汽车的核心驱动部件之一，它负责将驾驶员的操纵输入转化为车辆的转向动作。

在汽车设计中，转向机构的设计非常重要，直接关系到汽车的操控性、稳定性和安全性。

本文将从转向机构的基本原理、类型和设计要点等方面对汽车转向机构进行详细介绍。

一、转向机构的基本原理汽车转向机构的基本原理是通过驾驶员对方向盘的操纵，传递给转向机构并将其转化为车辆的转向动作。

转向机构一般由转向盘、转向柱、转向齿条、齿轮等部件组成。

驾驶员通过转向盘对转向机构施加力矩，使转向盘旋转，转向柱通过螺旋副将转向力矩传递给转向齿条，在转向齿条的作用下，通过机械传动使车轮发生转向。

二、转向机构的类型1.摩擦销转向机构：该机构通过摩擦销将驾驶员的操纵力传递给转向机构。

摩擦销转向机构简单、结构紧凑，但摩擦力不稳定，对转向贴合性要求较高。

2.齿轮齿条转向机构：该机构采用齿轮与齿条的咬合来传递转向动作，具有稳定性好、转向平稳的特点。

齿轮齿条转向机构常见的是德国式转向机构和柏格式转向机构。

3.斜齿杆转向机构：该机构采用斜齿杆与齿轮咬合，通过斜齿杆的线性移动产生转向动作。

斜齿杆转向机构结构简单、重量小，但有时会存在斜齿杆的进退现象，影响操控性。

4.电动转向机构：该机构通过电动助力来实现转向动作，大大减轻驾驶员的操纵力。

电动转向机构响应速度快，操控性好，但需要电源支持，如果电路故障会影响转向功能。

三、转向机构的设计要点1.正确确定转向机构的传动比：传动比是转向机构设计中最重要的参数之一，决定了转向动作传递的快慢程度。

传动比过小会导致转向盘转动角度大，驾驶员力度大，操控性差；传动比过大会导致方向盘转动角度小，导致转向不灵敏，容易发生意外。

因此，在设计转向机构时要根据车辆的类型和使用情况来确定适合的传动比。

2.考虑转向机构的结构强度：转向机构在车辆操控过程中承受着巨大的力矩和冲击，其结构必须具备足够的强度和刚性，以确保操控的安全性。

在设计转向机构时，需要考虑材料的选择，合理设置加强筋或加强板等结构来加强模块的强度。

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/s2.2 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 ，则车轮的转速为电机的转速选择蜗轮 -蜗杆的减速比 i=62n 电 in 62 22.75 1410.5r min（ 2-2）自动导引小车的受力分析：1000v n πd 1000 6 3.14 14022.75 r min2-1）图2-3 车轮受力简图小车车架自重为P P ρabhg 2.85 103 0.5 0.3 0.032 9.8 134N 2-3）小车的载荷为G G m g 35 9. 8 34N3 （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F A F B，F C F DF z 0 ，2F A 2F C PG 0 （2-5）M x 0 ，0.075G 0.17P 2 0.3 F C 0 （ 2-6）解得F A F B 157. 6N6 F C F D 80.84N两驱动后轮的受力情况如图2-4 所示：滚动摩阻力偶矩M f 的大小介于零与最大值之间，即0 M f M m a x （ 2-7 ）M max δF N 0.006 157.66 0.946N 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 F M max 0.94613.5N （2-9）d 0.0721) 求换算到电机轴上的负荷力矩(TLF W?D ?1 9.8 L2 G 10002) 求换算到电机轴上的负荷惯性 ( J L )0.0000349 10.004766 0.000131 0.00006046220.000036189 kg m 2其中 J 1 为车轮的转动惯量； J 2 为蜗杆的转动惯量；J 3 为蜗轮的转动惯量； J 4 为蜗轮轴的转动惯量。