论文总字数：15342字

摘 要

随着现代科技的发展，尤其是互联网技术的快速发展，制造业对自动化和智能化的需求也越来越多。如何提高生产体系的生产效果，更加提高整个生产体系的生产效果，而AGV，也可以称作AGV小车，是一种自动运输的小型车辆，使用AGV便是一个好办法。经由AGV对材料进行搬运，能够显著提高生产体系的自动化水平以及运作效率，以此节约更多的时间与成本。

本文主要完成了基于麦克纳姆轮的300kg举升AGV设计。根据设计要求，计算小车的参数，进行电动机，减速机和轴承的选型。根它们的型号，设计连接轴，进行驱动系统的设计。然后分析麦克纳姆轮的运动特性，进行麦克纳姆轮系的设计布置，搞清楚其全向移动原理。参考剪式举升机，进行举升机构设计，实现小车的功能。根据这些部分进行车体结构的设计，完成小车的组装。通过Soliworks软件完成小车的三维模型，对重要部分绘制了零件图于装配图。

这种随意角度移动AGV适用于多种场合，狭窄空间也能很好工作，对工厂、仓储的物流系统有很好的提升。

关键词：AGV；全向移动；麦克纳姆轮；举升机构；结构设计

Abstract

With the development of modern science and technology, especially the rapid development of Internet technology, demand for automation and intelligence in the manufacturing industry has gradually increased.AGV automatic loading and unloading vehicle is an effective means to improve the logistics efficiency of the manufacturing system so as to improve the production efficiency of the whole production system.The transportation of AGV raw materials improves the automation and transportation efficiency of the production system, and saves time and cost.

AGV is not a new thing. It has been widely used in some foreign factories in the last century, while Europe and the United States have many years of experience in AGV research.In China, the development of the CTBT is relatively late, while the study of the CTBT did not start until the 1990s, but great progress has been made with the support of the state.This paper is a lifting AGV design based on Mecanum wheel, which is a full range mobile AGV.. A AGV that moves in any direction and rotates in any radius allows it to work in situations where space is limited and mobility is highly desirable. The base of all-direction movement is Mecanum wheel. The structure of four-wheel Mecanum wheel all-directional moving platform is researched and designed. There are many kinds of modern AGV, and the AGV technology is developing faster and faster. The structure is optimized to reduce weight and cost according to the handling function.Design the suspension system of the trolley to ensure its smooth operation. Using laser navigation system, this is a new navigation application technology developed with the continuous maturity of laser technology.

According to the design of 300 kg AGV based on Mecanum wheel, this paper designs Mecanum drive system, lifting mechanism, navigation system, frame, front and rear. the 3D modeling of AGV trolley is completed with Soliworks design.

Key Words：AGV，omni-directional mobil；Mecanum wheel；lifting mechanism；physical design

目 录

第1章 绪论 1

1.1 AGV小车的发展 2

1.1.1 国外AGV小车的发展 2

1.1.2 国内AGV小车发展 3

1.2 AGV小车关键技术 3

第2章 AGV小车驱动系统设计 5

2.1 设计要求 5

2.2 设计参数计算 5

2.2.1 直流伺服电机选型 5

2.2.2 减速机的选型 6

2.2.3 轴承选型 6

2.3 驱动装置设计 7

2.4 悬挂系统设计 8

第3章 麦克纳姆轮全向驱动 10

3.1 麦克纳姆轮 10

3.2 麦克纳姆轮运动特性 11

第4章 车体及其他结构设计 13

4.1 举升机构 13

4.2 车架设计 14

4.3 车头及车尾 15

4.4 导航系统 16

第5章 总结 18

参考文献 19

致谢 20

第1章 绪论

AGV在现代工厂运用十分广泛，并且随着制造业的升级换代，它的应用将会更加广泛。这也意味着我们对于AGV的性能功用将会有更高的要求。本文设计一种基于麦克纳姆轮系的全向移动AGV，它实现小车在平台任意方向移动，有着很好的机动性能。它能适应多种场合，较好完成工作。

1.1AGV研究目的与意义

AGV是一种智能和自动化操作车，是一种移动机器人系统的一部分，可以追踪预计路线，是当代工业全自动物流构架的基础装备。自动导引车拥有敏捷与智能的特征。它能够轻易地重新组合构架，完成生产进程里的机动运输。相较过去的人工或半自动物料运输方法，AGV系统能够减轻劳动强度，减少风险，提高产出效果，在不同行业都具备重要性。

依照生产规划，AGV能够全面做到对物料的自动录入，智能运输与传送，完成在全局生产进程里，关于物料的自动输送，显著减少运输成本，加快产出效果，加强安全度。通过生产手段的改变，自由、随意地更改AGV车的运行路线，加强生产线的全体技能与生产效果。使用人力运输，会提高工作中的工伤率，并且人力效果慢，因此使用AGV车是很好的手段。除了搬运效果快，还可以从根本上解决人员安全^[1]。

在智能仓库工厂里，AGV全面表现了它所具备的机动性和智能优势，完成了即实惠又高效机动的全自动化搬运，有着无法取代的作用。在全面推动电子商务发展的大环境下，下仓类AGV持续维持了比较快的。并且，面对智能生产的前提下，工厂里有关物流自动化的需求量有了显著增长，而AGV正是一台全自动搬运设备，因此制造型有关AGV的市场需求量也由了增长。由于我国人力成本以及人口老龄化的进程都在快速的增长，这便导致了制造业不断上涨的运作成本，而物流更是制造业的关键一环；如果能够将AGV物流系统的运作效果从本质上进一步加快，那么便能减少成本，提高收益^[2]。如今，各行各业的工厂都普遍使用了AGV，能够从本质上加快物流的运作效果，加强工厂的全自动水准，完成提升生产效果的目标，也能对成品质量有进一步的保障。

由于智能制造的出现，工厂智能化将有着无法避免的成长趋势。作为自动化功能优化的关键核心部分，AGV自然已然是业界各类热点项目中最值得瞩目的一项。因为整体外形美观，并且具备升降平稳、牢固经用、运行灵活等特征，AGV机器人获得了各行各业的喜欢。在柔性生产线以及立体仓库这类具备现代化特点的仓储系统中，AGV是一台占据了重要的核心位置不可或缺的设备。它所拥有的高水平自动化、高机动性、高安全性等特征，在汽车生产制造行业、家电行业、重工业等相关的自动化制造与仓储系统中都得到的运用。

• 1. AGV小车的发展
     1. 国外AGV小车的发展

美国福特在1913年第一次在汽车的底座拼装步骤中，用到了无人搬运车，以此将无人搬运车的优势向世人展示^[3]。那个年代的无人搬运车还需要通过轨道进行引导，在如今被称作RGV。Barrett电子公司在20世纪50年代初，研发了全世界首辆AGV。当时它还只是一款有着牵引系统的小车，能够轻易地和别的物流系统进行连接。能够明显提升劳动产出率，将装卸工作的自动化水平大幅提升。到了50年代中期，英国人把地面上的引导轨道拆除，同时把它埋在地里，以此产生电磁感应，进而升级了轨道，这便是AGVS。由于其方便性和效率的优势，它在欧洲和美洲国家迅速得到推广和应用。

从20世纪50年代末到60年代初，工厂和仓库使用着各种各样类型的牵引AGV。光是1960年，欧洲工厂就已经配置了各种形态与层次，多达1300以上的AGVS。直到60年代，随着计算机技术的高速成长，AGV系统将计算机技术作用于的管控系统，AGV系统便由自动化仓库迈向了柔性加工生产系统。到了70年代中期，计算机技术与微处理器以及得到了普遍应用，便令伺服驱动技术更加完善，进一步推动了复杂控制器的升级，制造出了灵敏度更高的AGV。

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