購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 I 摘 要 跟著生產(chǎn)的智能化、電腦集成制造體系水平的逐漸成長(zhǎng)以及柔性生產(chǎn)體系、智能化三維倉(cāng)庫(kù)的大范圍使用，智能車簡(jiǎn)稱 是自動(dòng)引導(dǎo)車成為關(guān)聯(lián)和調(diào)節(jié)離散型物流運(yùn)輸系統(tǒng)并且讓它工作不間斷化的重要的智能化運(yùn)輸裝卸技術(shù)，他的使用區(qū)域和技術(shù)水平達(dá)到了高速的發(fā)展。 智能車是用微型控制器當(dāng)做控制焦點(diǎn)、蓄電池為供能裝置、裝有非接觸引導(dǎo)裝置的無人駕駛自動(dòng) 導(dǎo)引運(yùn)載車，他的智能工作的主要任務(wù)是導(dǎo)向前進(jìn)、選取地方停車準(zhǔn)確并且移交載荷。成為現(xiàn)代物流生產(chǎn)智能化的有用技術(shù)和柔性生產(chǎn) 系統(tǒng)的重要設(shè)備，智能車得到了更加多方面的使用，對(duì)智能車的設(shè)計(jì)也擁有很重要的現(xiàn)實(shí)意義和理論意義。 此次論文包涵了 智能車在國(guó)內(nèi)外的成長(zhǎng)現(xiàn)狀和使用情況，在此基礎(chǔ)上，聯(lián)系畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題 基本規(guī)定，其研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面 1. 本文論述了智能車系統(tǒng)的組成方式和路徑引導(dǎo)方式的指導(dǎo)原則，以及聯(lián)系課題的要求，采用 “紅外制導(dǎo)系統(tǒng)的引導(dǎo)模式。 2. 講述了智能車身機(jī)械構(gòu)造的設(shè)計(jì)，并按照小車的驅(qū)動(dòng)形式和工作任務(wù)，重點(diǎn)對(duì)底盤、電 機(jī)、蓄電池等完成了設(shè)計(jì)和選則型號(hào)。 確了操控系統(tǒng)的整體框架構(gòu)造。硬件地方，采用合理的傳感器、單片機(jī)以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，對(duì)傳感檢測(cè)電路和單片機(jī)操控系統(tǒng)硬件電路完成了設(shè)計(jì)任務(wù)：軟件方面，采用模塊化的編程方式來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能，并實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)與 電機(jī)控制器之間的串口通信。 4. 在歸納全文的原則上，并對(duì)智能車的設(shè)計(jì)和研究提出了想法。 關(guān)鍵詞：智能車；驅(qū)動(dòng)控制電路；控制策略；行走策略； 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 GV is is is of is to As of of GV so GV GV at of we a in as 1. GV to of in GV 2. GV in of of 3. to of of CU to 買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 . to CU 買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 1 目錄 摘 要 . I . 1 章 緒論 . 1 車發(fā)展現(xiàn)狀研究 . 1 書館 車發(fā)展 . 2 本課題主要工作 . 3 第二章 圖書館 車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及原理分析 . 4 車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與原理分析 . 4 小車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)零件選型 . 7 第 三 章 圖書館 車 驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) 計(jì)算 . 8 車運(yùn)動(dòng)分析 . 8 電機(jī) 扭矩轉(zhuǎn)速分析 . 9 傳動(dòng) 軸 設(shè)計(jì) 計(jì)算 . 11 選擇蝸桿的傳動(dòng)類型 . 11 選擇材料 . 12 蝸桿傳動(dòng)的受力分析 . 12 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè) 計(jì) . 14 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 . 15 熱平衡核算 . 16 軸的設(shè)計(jì) . 16 前輪軸的設(shè)計(jì) . 16 后輪軸的設(shè)計(jì) . 19 第四章 工程圖設(shè)計(jì) . 25 配圖設(shè)計(jì) . 25 零件圖設(shè)計(jì) . 25 第 五 章 結(jié)論與展望 . 28 計(jì)結(jié)論 . 28 究展望 . 28 參考文獻(xiàn) . 29 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 1 第 1 章 緒論 車發(fā)展現(xiàn)狀研究 動(dòng)探路小車是在上世紀(jì)中期流行起來的高科技運(yùn)輸型機(jī)器人。 如今制造業(yè)機(jī)器自動(dòng)化運(yùn)輸體系中的主要設(shè)備之一，它是以電池為能源，配置有電磁或光學(xué)等高科技導(dǎo)航設(shè)備，可以單獨(dú)自動(dòng)尋路，并通過計(jì)算機(jī)內(nèi)部設(shè)備，完成無人 駕駛及作業(yè)的設(shè)備。曾經(jīng)美國(guó)的福特公司 1913 年利用裝有底盤的帶軌道的車，大不列帝國(guó) 1954 年運(yùn)用一種感應(yīng)具有磁性并藏于地下的導(dǎo)向 車以來，等 1980年后全球具有 量最低十萬臺(tái)。最近些日子，高科技技能展示出迅速發(fā)展的趨向，內(nèi)陸高科技三維庫(kù)房并且高科技柔性裝備配置線開始成長(zhǎng)與大眾接受階段。此外，高科技庫(kù)房與生產(chǎn)車間之中，每個(gè)位置之間，運(yùn)輸?shù)拿慷尉€之間， 到了無與倫比的重要地位，與以前的運(yùn)輸輥道或傳送帶之間， 送途徑擁有施工容易、路線簡(jiǎn)單，節(jié)省地方、靈活的運(yùn)送、不剛性等好處。 美國(guó) 1913 年福特制造商利用安裝配備底盤的的小車。美國(guó) 20 世紀(jì)中期布瑞特電子設(shè)計(jì)了全球首次選 用地下藏線具有磁感的可根據(jù)此感帶動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)方向探索路線，它還可以說是一輛空駕駛的拉力車 ”。大約 1970 年，自動(dòng)探尋車在西方使用于承重貨物這東西得到快速傳播并開始使用，并被 引入美國(guó)用于自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)和柔性裝配系統(tǒng)的物料運(yùn)輸。 1980 年初，專研并建設(shè)出沖所謂有的導(dǎo)向系統(tǒng)和高科技。 1990 年后，自動(dòng)探尋車逐漸從大企業(yè)到小企業(yè)慢慢滲入，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)越來越好，效率越來越高。智能車根據(jù)引導(dǎo)方式不同分區(qū)為：按照移載方式不同分為：側(cè)叉式移載、叉車式移載、推挽式移載、輥道輸 送機(jī)式移載、升降臺(tái)式移載、機(jī)械手式移載固定路徑導(dǎo)引 、自由路徑導(dǎo)引等。 智能尋路車帶有著非剛性的操作體系、非剛性性配置體系、電腦建造體系、并以三維庫(kù)房而流行出去的。 20 世紀(jì)末日本把這時(shí)當(dāng)成非剛性操作體系的開始，智能探路車的廣泛被使用的傳統(tǒng)經(jīng)歷了不到 19 年。但是，其發(fā)展速度是非常快的。美洲國(guó)家比如通用在 20 世紀(jì)末才有運(yùn)用智能探路車的傳統(tǒng)，智能探路車在之后幾年也又不出 1000 的數(shù)量，但是又過了幾年數(shù)量明顯增加到四千。有證據(jù)說明接近一半的智能尋路車正在制購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 2 造的行業(yè)，智能尋路車不僅在日本的制造工業(yè)，而且在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)生了重要的利用。如今中國(guó)的智能車的技術(shù)和外國(guó) 1990 年差不多。根據(jù)操作水平的研究，有開闊的發(fā)展空間，它在機(jī)械，車輛生產(chǎn)制造，飛機(jī)生產(chǎn)制造，家電，郵政物流，庫(kù)房等常常接觸到，搬運(yùn)地下原料，常常在宇宙奧秘的探尋和海洋底層的研究，智能車有個(gè)很開闊的市場(chǎng)。 智能車水平的前進(jìn)的角度，重點(diǎn)按照國(guó)內(nèi)的政策來調(diào)整路線；從容易車載模塊操控向巨大的 系操控；從早先的段點(diǎn)定期通訊到高科技實(shí)時(shí)通訊等目標(biāo)前進(jìn)；從過時(shí)的場(chǎng)面管理到電腦管理；這方面以后的前景，關(guān)鍵是特別重點(diǎn)的加工制造，生產(chǎn)行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)，物料搬運(yùn)，物品倉(cāng)儲(chǔ)，商品配送等行業(yè)進(jìn)步。 造的一個(gè)重要方面是導(dǎo)航和控制， 導(dǎo)航的意義就是防止走丟和與格擋物接觸勝利的達(dá)到目標(biāo)因此， 有不凡的潛力 . 智能車市場(chǎng)正極前進(jìn)，一方面是高度高科技的上層市場(chǎng)，另一方面是流通，辦公等領(lǐng)域的底層市場(chǎng)由我們?yōu)榻狱c(diǎn)。 智能車現(xiàn)在往多導(dǎo)向形式，自動(dòng)化前進(jìn)，達(dá)成規(guī)劃的運(yùn)輸設(shè)計(jì)，施展無人運(yùn)輸車的長(zhǎng)處，主要決定在導(dǎo)向體系。電磁轉(zhuǎn)向的方法是先開發(fā) 引方式，目前最廣泛的應(yīng)用，但由于電磁導(dǎo)向方法的缺陷出現(xiàn)在光學(xué)制導(dǎo)，導(dǎo)磁激光導(dǎo)向，定位和圖像傳感器的標(biāo)簽化，各種方式引導(dǎo)充分體現(xiàn)了無人運(yùn)輸系統(tǒng)高度靈活，高效，高可靠性，低成本和發(fā)展方向發(fā)展的 積極智力的特點(diǎn)，使 術(shù)達(dá)到新水平。 就智能車開展任務(wù)實(shí)用性處理考證時(shí)，越來越多的利用體系仿真方式，實(shí)際的仿真句子打算讓客戶操作起來更加容易，仿真的價(jià)格將越來越便宜，普通的模擬系統(tǒng)包括一個(gè)彩色輸入和顯示系統(tǒng)、仿真處理器和仿真語(yǔ)言。 書館 車發(fā)展 系以快速前行的機(jī)動(dòng)車電子為后臺(tái)，包括了操控，模式認(rèn)識(shí)，傳感器技術(shù)，電子，電氣，計(jì)算機(jī)，機(jī)械等多個(gè)學(xué)科，重點(diǎn)通過途徑判別，方向操控和車輛速度操控等作用構(gòu)成，正常來說， 車體系規(guī)定小車在白色的地面上，經(jīng)過操控車的速度及角度， 這輛車可以自動(dòng)地沿著任意一套黑色的帶狀線引導(dǎo)。 隨著特別普遍的發(fā)展藍(lán)圖，在圖書館等辦公地方，他可以使里面的人減少工作的壓力，在圖書館，工作人員通過在智能顯示屏上選出打算達(dá)到的方位，可以主動(dòng)的帶著要區(qū)分的圖書送到指定的書架邊上，并且用不上里面的人購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 3 不停地運(yùn)送，所以我寫出這個(gè)設(shè)計(jì)主要以在圖書館探尋路徑并運(yùn)輸?shù)?車。 本課題主要工作 （ 1） 設(shè)計(jì)小車的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、并分析其工作原理 （ 2） 小車的工作載荷計(jì)算 （ 3） 電機(jī)選型、扭矩、轉(zhuǎn)速計(jì)算 （ 4） 繪制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配圖、各個(gè)零件的零件圖 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 4 第二章 圖書館 車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及原理分析 車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與原理分析 智能車正常使用輪式電機(jī)，擁有電力驅(qū)動(dòng)車的特點(diǎn)。智能車可以在地上操控體系的集中驅(qū)使下，智能運(yùn)輸物品，完成智能化的物品的運(yùn)輸傳送。由于他擁有可操作性、自動(dòng)化等特性，可以容易的在建體系，到達(dá)制造途中的非剛性運(yùn)送的任務(wù)。相比以前的非智能化或半智能化的物品運(yùn)送形式，智能車體系可以很容易減少了工作強(qiáng)度和不安全的因素，使生產(chǎn)速度大幅度上升，在機(jī)械、電子、紡織、香煙、保健、食品、造紙等領(lǐng)域中能起到作用。西方的智能車體系策劃，使用程度較高 ，使用區(qū)域也比較普遍。內(nèi)地的使用比較少很多，然而在各個(gè)領(lǐng)域的一起使勁下，內(nèi)地的智能車體系的策劃程度和使用程度很快超越別的國(guó)家的領(lǐng)先程度。 智能車體系由一個(gè)主機(jī)，一個(gè)通信系統(tǒng)、地面導(dǎo)航系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、一個(gè)地面移動(dòng)裝置，如圖 所示 圖 統(tǒng)示意圖 智能車普遍有車身、蓄電電池、充電裝置、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、準(zhǔn)確停止配置、車載控制器、通信裝置、信息采樣子系統(tǒng)、移載裝置和車體方位計(jì)算子系購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 5 統(tǒng)等構(gòu)成。車身由車架和相應(yīng)的機(jī)械和電氣部件組成，如齒輪箱、電機(jī)、車輪等。這是 基本 組成部分。車體可以根據(jù)硬度和剛度上符合車體前進(jìn)和變快時(shí)的條件，經(jīng)常使用的鋼的材料件焊接組成，他的車體由 1鋼材或鋁合金制造而成，車車架空間位置和驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向直接關(guān)系到較大零件（如電池）的重量，以利于機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，減少車身重量，降低重量，有利于反傾銷。板上一般安裝移載配置、液壓體系、電控系統(tǒng)、按鍵、顯示屏等。車身的兩頭位置安置防危險(xiǎn)的擋圈和超聲波傳感器。 智能車一般運(yùn)用 24V 或 48V 直流制造蓄電池為能源。電池應(yīng)達(dá)到額定的安培小時(shí)值，一般應(yīng)保證超過 8h 的工作需要，對(duì)兩班制的工作環(huán)境需要超過 17h 電源 。電池充電可用于充電和全循環(huán)充電的方法。任意車免電池充電隨機(jī)充電，站在用錨和無時(shí)間限制隨時(shí)充電。全循環(huán)充電需要智能車退出服務(wù)，并進(jìn)入指定的電荷區(qū)，當(dāng)電池電量降低到規(guī)定的范圍內(nèi)，充電電池可以充電，這種電池正常進(jìn)行 4h 不間斷充電， 2h 規(guī)范冷卻。一些智能車使用充電以上兩種方法的合并。供能操作是智能、手動(dòng)和快速改變的提拉三種。 這種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成部分由輪子、減速器、制動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)及速度調(diào)節(jié)器等。動(dòng)命令由計(jì)算機(jī)發(fā)出，驅(qū)動(dòng)的速度與方向是兩個(gè)獨(dú)立的變量，它們分別由計(jì)算機(jī)控制。速度調(diào)整能夠運(yùn)用多種方式，可以用 脈寬調(diào)制或頻率改變控制等。智能車在往直線前行、轉(zhuǎn)彎和靠近停位點(diǎn)時(shí)要求多種的速度，直線前行速度最高一般達(dá)到 lm/s，轉(zhuǎn)彎時(shí)為 ss,靠近停位點(diǎn)時(shí)為 s。 智能車的方向操控是由引導(dǎo)體系的位置數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來完成的。智能車一般被設(shè)計(jì)幾種方式行駛： (1)僅僅可以前行 ;(2)可以前行或后退 ;(3)可以橫縱斜及回轉(zhuǎn)四個(gè)位置的行駛。 自動(dòng)化技術(shù)水平復(fù)雜的智能車都具有車載操控器，它好像機(jī)器人操控器，來對(duì)智能車達(dá)到監(jiān)督控制的目的。操控裝置計(jì)算機(jī)經(jīng)過通訊體系從地面站收到任務(wù)并傳達(dá)本身的情況。一 般操控裝置能夠達(dá)到以下事情 :非智能控制、安全設(shè)備開始、蓄電電池電量、轉(zhuǎn)向極限、制動(dòng)器分離、前行照明、驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向馬達(dá)操控和充電器等。有的智能車擁有編程本領(lǐng)，許可智能車擺脫指定路線，朝向指定位置，達(dá)到目標(biāo)后循開始的道路回到引導(dǎo)的地方上去。 智能車的操控命令正常是由地上的操控制器 (車外 )傳出，智能車的狀況也經(jīng)過通訊體系運(yùn)回地上的操控器。有兩種通訊系體系 :連續(xù)形式和分散形式。不間斷通購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 6 訊體系許可智能車在每個(gè)時(shí)候和相對(duì)地上操控器的每個(gè)地方利用射頻方式或利用在引導(dǎo)路線內(nèi)的通信電纜接受發(fā)送信數(shù)據(jù)。如果使用無線電、紅外激光的 通訊方式。分散式體系只不過在預(yù)訂的位置 (通信點(diǎn) )如智能車停車站等，在指定的智能車與地上操控器之間供應(yīng)通訊。正常來說，這類通訊是經(jīng)過感覺或光學(xué)的知識(shí)來實(shí)達(dá)到的。分散通訊的一個(gè)主要問題就是 :假設(shè)智能車在兩個(gè)通訊位置之間產(chǎn)生問題，智能車將沒法與地上操控站取得聯(lián)絡(luò)。如今大部分智能車體系都是運(yùn)用分散式通訊方法，主要由于他的價(jià)位低廉的優(yōu)點(diǎn)。 智能車的安全體系不僅要完成對(duì)智能車的保護(hù)，也要完成對(duì)人，或?qū)ζ渌厣涎b置的保護(hù)。他的保證安全方式可總結(jié)為兩種 :接觸式和非接觸式兩種防護(hù)體系。對(duì)無阻礙路線 (沒有指定引導(dǎo)路線 )型的智能 車，而且進(jìn)行車身位置的設(shè)計(jì)，它由車身位置算出子系統(tǒng)來完成。智能車的位置，不僅在整體位置和方向坐標(biāo)，和車身左右輪的活動(dòng)有著可能的關(guān)聯(lián)，因此可設(shè)計(jì)出智能車的位置。這個(gè)基本體系的作用是運(yùn)用積分計(jì)算按照采樣數(shù)據(jù)，立即運(yùn)算出車身位置 x(t)， y(t)和 (t) 。把運(yùn)算的位置數(shù)據(jù)按照情況，經(jīng)過串行通訊傳遞給車載控制裝置，并且再運(yùn)用無線電通訊傳遞給地上監(jiān)督控制系統(tǒng)，來完成對(duì)智能車的監(jiān)督控制。地面監(jiān)督控制系統(tǒng)還能夠運(yùn)用這種通訊方式，對(duì)車身位置運(yùn)算出子系統(tǒng)開始操作，如初始化、重新設(shè)置車身位置以減少積累錯(cuò)誤等。車輛車身承 載力計(jì)算的基本輸入數(shù)據(jù)是車輪向前或向后的間隔，這是由驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)旋轉(zhuǎn)角的循環(huán)采樣得到的。 智能車的引導(dǎo)形式包括兩種 :(1)車外指定路線引導(dǎo)形式，在前行的路線上建立引導(dǎo)用的信息媒介物，智能車經(jīng)過檢查出它的內(nèi)容能夠引導(dǎo)，電磁導(dǎo)引、光導(dǎo)、磁導(dǎo) (又稱磁性導(dǎo)引 )等。 (2)自由路線 (無固定路徑 )引導(dǎo)形式，智能車上聚集著整體結(jié)構(gòu)上的距離點(diǎn)，經(jīng)過辨別車身之前場(chǎng)所，主動(dòng)地決策前進(jìn)路線，這種引導(dǎo)形式也叫車載 編程軟件路線形式。 總結(jié)智能車的整體特征，還要結(jié)合這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的詳細(xì)規(guī)定，明確這次智能車的設(shè)計(jì)規(guī)定 :用最容易方式、最低的價(jià) 格、盡量高效的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。 因此，機(jī)器人編隊(duì)控制基本思路：將紅外傳感器的反射信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)，通過單片機(jī)對(duì)反射信號(hào)的有無進(jìn)行處理，同樣的超聲波傳感器也會(huì)向單片機(jī)發(fā)出信號(hào)，經(jīng)過單片機(jī)對(duì)反應(yīng)時(shí)間開始處理，聯(lián)系路線圖開始整體設(shè)計(jì)后傳出操控信息，操控信息經(jīng)過操控電路擴(kuò)大、傳出到電機(jī)對(duì)智能車運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。所有操控過程中不使用光電編碼器，開環(huán)控制不僅沒有電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候的數(shù)據(jù)傳達(dá)，全部數(shù)購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 7 據(jù)都由傳感器傳入。邏輯圖如圖 示。 圖 制邏輯圖 開環(huán)操控的好處是信息源少，要求研究的信息不太多，相比適合利用 單片機(jī)當(dāng)做操控裝置，但是問題點(diǎn)是因?yàn)閿?shù)據(jù)源較少，就輸入數(shù)據(jù)未有改錯(cuò)本領(lǐng)，只要源的錯(cuò)誤將出現(xiàn)在狀態(tài)的錯(cuò)誤。利用開環(huán)控制的前提就是要保證信息源的可實(shí)施性。 因此明確機(jī)器人的設(shè)計(jì)整體思路 :導(dǎo)航經(jīng)是紅外線傳感器，控制器是單片機(jī)，差動(dòng)式電機(jī)完成轉(zhuǎn)彎，按照設(shè)定好的路徑，完成智能車定位導(dǎo)航設(shè)計(jì)的形式并用最容易的設(shè)備、很少的機(jī)械器件達(dá)到比賽的目標(biāo)。需要部件如下表所列。 表 需部件 名稱 數(shù)量 超聲波傳感器 1 紅外傳感器 4 車體 1 直流電動(dòng)機(jī) 2 蓄電池 2 電源穩(wěn)壓模塊 1 控制電路 1 單片機(jī) 1 小車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)零件選型 東方馬達(dá) 4購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 8 第 三 章 圖書館 車 驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì) 計(jì)算 車運(yùn)動(dòng)分析 輪機(jī)結(jié)構(gòu)移動(dòng)設(shè)計(jì)是在車輪驅(qū)動(dòng)速度情況下，明確汽車車身的運(yùn)動(dòng)速度和旋轉(zhuǎn)時(shí)候的角速度。智能車的馬達(dá)系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)的，并且都跟選用哪種類型的智能車底盤的構(gòu)造方式相關(guān)。我設(shè)計(jì)的智能車運(yùn)用底盤帶有四輪、兩主動(dòng)后輪差速驅(qū)動(dòng) /導(dǎo)向。兩主動(dòng)輪分別由兩個(gè)直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過控制電機(jī)電壓可以控制車輪的轉(zhuǎn) 速。運(yùn)用兩個(gè)輪子的速度差能夠完成轉(zhuǎn)彎。外引導(dǎo)水平。以下就智能車的轉(zhuǎn)彎驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)作基本分析：本設(shè)計(jì)還帶有一制動(dòng)器，一旦必要緊急停車時(shí)，按下制動(dòng)器的開關(guān)來控制車輪。導(dǎo)向系統(tǒng)采用紅 外線裝置。 智能車在拐彎時(shí)的狀況：智能車以恒定速度勻速轉(zhuǎn)彎；兩主動(dòng)輪之間的間隔長(zhǎng)度為 D；小車兩主動(dòng)輪中心（假設(shè)小車質(zhì)量分布均勻）與轉(zhuǎn)彎圓心的距離即轉(zhuǎn)彎半徑為 R；車輪半徑為 r；兩輪的轉(zhuǎn)速分別為 重為 G；小車與行駛路面的摩擦系數(shù)為 。則有： 2(22/)2(2)/(122 整個(gè)體系中， V 為 1 米每秒；小車自重 G 為 150 千克；選取摩擦系數(shù)為 為 1000 毫米 圖 車運(yùn)動(dòng)分析 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 9 電機(jī) 扭矩轉(zhuǎn)速分析 伺服電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)是功率 (采用伺服電動(dòng)機(jī)并不根據(jù)功率，主要還要根據(jù)以下三個(gè)基本指標(biāo)選擇。 動(dòng)力 參數(shù)： 智能車前行 的速度為 100mm/s，輪 子 的轉(zhuǎn)速為 2 2 . 75 r / m i 1 4 61 0 001 0 00 d 電機(jī)的轉(zhuǎn)速 選擇蝸輪 i=62 1 0 .5 r / m 62電 （ 車的受力 情況的設(shè)計(jì) 如圖 示： F F 輪受力簡(jiǎn)圖 小車車架自重為 P 134 80 . 0 3 20 . 30 . 5102 . 8 5 3 a b h （ 小車的載荷為 G 3 4 3 835 （ 選用三維 坐標(biāo)系如圖所示 寫出 平衡 等式 因?yàn)?前輪 和 后輪關(guān)于 Y 軸對(duì)稱， 所以 ， 2 2 0 P G （ 0， 0 . 0 7 5 0 . 1 7 2 0 . 3 0 F （ 解得 1 5 7 N F 驅(qū)動(dòng)后輪的受力 分析正如 示： 滾動(dòng)摩 擦 阻力偶 力 矩值在 零與最大值之間，即 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 10 M f （ a x （ 為其中 滾動(dòng) 摩 尼 系數(shù)， 通過 表 5， 為 2 10 左右 ， 所以 可選取 6 牽引力 F 為 a x （ 電 機(jī) 1/ 后輪受力 圖 前輪受力 摩擦系數(shù) 牽引力 F N 重物的重力 W N 滾子 的 直徑 D 傳遞 的 效率 傳動(dòng)裝置 的 減速比 1/G （ 1） 求換算到電機(jī)軸上的負(fù)荷力矩（ 0 70 1 0 （ 取 = W = , = 2） 求換算到電機(jī)軸上的負(fù)荷慣性（ 212 1 3 42 J J （ F 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 11 其中 1 3 （ 3） 電機(jī)的選定 根據(jù)額定轉(zhuǎn)矩和慣量匹配條件，選擇直流伺服電動(dòng)機(jī)。 電機(jī)型號(hào)及參數(shù)： 東方馬達(dá) 機(jī) 60墨電刷 80W 1290配條件為 3 2m a x g 1 Jm a 2 5 1 （ 即 3 6 1 . 8 90 . 2 5 1 0 . 2 5 0 . 2 8 0 5 1 慣量 J 2g c 5 9 0 （ 其中 故電機(jī)滿足要求。 （ 4）快移時(shí)的加速性能 當(dāng)自動(dòng)導(dǎo)引車進(jìn)行工件時(shí)，最大的空載加速度發(fā)生扭矩，而對(duì)伺服電機(jī)最大速度的步進(jìn)指令加快。這個(gè)最大空載加速轉(zhuǎn)矩就是伺服電動(dòng)機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩 a x m a x （ 加速時(shí)間 T（ 其中，機(jī)械時(shí)間常數(shù) T 傳動(dòng) 軸 設(shè)計(jì) 計(jì)算 選擇蝸桿的傳動(dòng)類型 通過 10085 查選 ， 選 用漸開線蝸桿 ( 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 12 選擇材料 蝸桿要求表面硬度和耐磨性較高，故選用材料 40輪 由 灰鑄鐵 選用 金屬模 具 鑄造。 蝸桿傳動(dòng)的受力分析 明確 作用在蝸輪上的 扭矩為 Z 選取為 1， 所以選 取 工作 效率4= 所以 2 3 5 0 8 N . m . 7 5 0 . 70 . 0 8109 . 5 5109 . 5 5109 . 5 5 612162262 / （ 圖 輪 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 13 圖 輪零件圖 圖 桿軸零件圖 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 14 圖 輪軸零件圖 各力的大小計(jì)算為 7221121 5 0 822 2 221 d 020t 620t 0221 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 按照 漸開線蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 原則 ， 根據(jù) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 完成 設(shè)計(jì)。蝸輪輪齒 由于 彎曲強(qiáng)度不 夠 而 發(fā)生 失效的情況， 大多數(shù)產(chǎn) 生在蝸輪齒數(shù)較多或漸開線傳動(dòng)中。 彎曲疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)的公式為 4 2 21221 . 5 3 d Y （ 確定載荷系數(shù) K4 因?yàn)?工作載荷 基本 穩(wěn)定， 所以要選用 載荷分布不均系數(shù) ，由表 11選取使用系數(shù) 因?yàn)?轉(zhuǎn)速不高，沖擊不 算 大，可 以選 取動(dòng)載系數(shù) 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 15 1 . 1 5 1 1 . 1 1 . 2 6 5 K K （ 由表 11得，蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力 F=48 假設(shè) 2 62z 31048，蝸輪的當(dāng)量齒數(shù) 22 33 62 6 2 . 2 9c o s c o s 3 1 0 V 48 （ 由于 2 0x ， 2 ，從圖 11中可 以 查得齒形系數(shù) 2 螺旋角系數(shù) 3 1 01 1 0 . 9 7 7 3140 Y 48 140?（ 312 1得 中心距 a=50 模數(shù) m= d 312 35mm 蝸桿頭數(shù) 11z 直徑系數(shù) 分度圓導(dǎo)程角 =31138 蝸輪齒數(shù)2 62z 變位系數(shù)2 蝸 桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 (1) 蝸桿 軸向齒距 （ 齒頂圓直徑 a（ 齒根圓直徑 211 f （ 蝸桿軸向齒厚 mS a （ (2) 蝸輪 傳動(dòng)比 2162 621zi z （ 蝸輪分度圓直徑 （ 蝸輪喉圓直徑 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 16 2 222 ）（a （ 蝸輪齒根圓直徑 2 222 f （ 蝸輪咽喉母圓半徑 2 ag 熱平衡核算 由于該蝸輪 輪 無須熱平衡計(jì)算。 軸的設(shè)計(jì) 前輪軸的設(shè)計(jì) 前輪軸只承受彎矩而不承受扭矩，故屬于心軸。 圖 輪軸結(jié)構(gòu) 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 17 圖 輪軸零件圖 （ 1）求作用在軸上的力 車的前輪 承 受力 的作用 ，受力 分析 如圖 2示。 （ 2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ a）擬定軸上零件的裝配方案 設(shè)計(jì)的任務(wù)是：滾動(dòng)軸承、右輪輻板、左輪輻板螺母、套筒、采用彈性擋圈、順次從軸的右端向左安裝，左端只裝有軸用彈性擋圈和滾動(dòng)軸承。因此就軸的每個(gè)部分的粗細(xì)結(jié)構(gòu)作了基本設(shè)計(jì)。 （ b） 按照 軸向 位置 的 規(guī)定明確 軸的 每個(gè)部分 直徑 與 長(zhǎng)度 初步選擇滾動(dòng)軸承。自 動(dòng)引導(dǎo)小車前輪軸只受彎矩的作用，重點(diǎn)承載徑向力所以軸向力大小較小，所以采用單排深溝球軸承。因?yàn)檩S承零件表中初步選用單排深溝球軸承 6004，他的尺寸為 dDT=204212（立方毫米） ,所以d =d3=0 滾動(dòng)軸承右端選用軸肩方式來軸向定位。通過表格上可得 6004 型軸承的位置軸肩高度 h=以選取 5 在左、右輪段處的軸段 4 的直徑選取為 0端的輪輻運(yùn)用軸肩定位方式，螺母的右端使用夾緊輪輻裝置。得到輪輻為 34 毫米寬度，目的使螺母端面可以緊緊地地緊壓兩邊的輪 輻，這個(gè)軸段應(yīng)該稍微短于輪輻寬度，所以選用2邊輪輻的左半部分使用軸肩定位，軸肩高度選取 h=3以軸環(huán)處的直徑 6環(huán)寬度 b 大于等于 用 5 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 18 軸用彈性擋圈為標(biāo)準(zhǔn)件。選取是 0，他的尺寸是 0以d2=d =19l2=l =以選用 的尺寸按照前輪軸上對(duì)于左右輪輻結(jié)合面基本對(duì)稱能夠隨意來定尺寸，明確了軸上的每段直徑和長(zhǎng)度如圖所示 c）軸上零件的周向定位 兩邊的輪輻與軸的周向 定位采取平鍵的方式聯(lián)接。通過 表查得平鍵截面的面積 bh=56 平方毫米 1095，長(zhǎng)為 28本鍵長(zhǎng)參照 1096并且為了確保兩邊輪輻與軸配合有很好的對(duì)中性，所以采取左右輪輻與軸的配合是 H7/動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 d）確定軸上圓角和倒角尺寸 定 軸端倒角 是 145， 每個(gè) 軸肩處的圓角半徑 定為 （ 3）求軸上的載荷 最開始按照 軸的 設(shè)計(jì) 圖作出軸的 受力分析 圖。 按照 軸的 受力分析 圖作出軸的扭 矩圖 圖 輪軸的載荷分析圖 7 （ 4）按彎曲應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩的截面強(qiáng)度。最大負(fù)彎矩在截面C 上， 對(duì)截面 C 進(jìn)行強(qiáng)度校核，由公式 4 1W（ 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， Q 11970985 或 401339828 19 由表 15得， 45 鋼 調(diào)質(zhì) 由表 15得， 3232