互聯(lián)網(wǎng)項目反向工程AGV小車計劃書

1、反向工程agv小車鍵入公司名稱反向工程agv小車計劃書負責人：栗培梁聯(lián)系電話此處鍵入文檔的摘要。摘要通常是對文檔內(nèi)容的簡短總結。在此處鍵入文檔的摘要。摘要通常是對文檔內(nèi)容的簡短總結。目錄第一章 agv小車背景與應用4 1.1 agv小車的背景及介是41.2 agv小車的應用 4第二章 agv小車小組成員 52.1主要成員 5第三章 機械結構部分 53.1 底座 5 3.1.1底座直觀圖及轉向原理 53.1.2主動輪 7 3.1.3 萬向輪 7 3.1.4 連接關系 83.2 3d繪圖工具介紹 9第四章 電路部分114.1 電機114.2 電機驅動124.3 單片機12

2、4.4 電池16 4.4.1 電池參數(shù)16 4.4.2 穩(wěn)壓源電路17 4.4.3 adj電路 18第五章 傳感器部分195.1 gps 195.2 超聲波傳感器 215.3 光電編碼器 225.4 陀螺儀23第六章 經(jīng)費預算 25 6.1 經(jīng)費預算 25第七章 進度安排25 7.1 進度安排 25第一章 agv小車背景與應用1.1 agv小車的背景及介紹（1）agv小車定義：指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車，工業(yè)應用中不需駕駛員的搬運車，以可充電之蓄電池為其動力來源。一般可通過電腦來控制其行進路線以及行為，或利用電磁軌道(ele

3、ctromagnetic path-following system)來設立其行進路線，電磁軌道黏貼於地板上，無人搬運車則依靠電磁軌道所帶來的訊息進行移動與動作。（2） agv小車優(yōu)點： 自動化程度高，由計算機，電控設備，磁氣感應sensor,激光反射板等控制。 美觀，提高觀賞度，從而提高企業(yè)的形象。 方便，減少占地面積；生產(chǎn)車間的agv小車可以在各個車間穿梭往復。（3）agv小車引導方式.電磁感應引導式agv、激光引導式agv、 視覺引導式agv、鐵磁陀螺慣性引導式agv、光學引導式agv等。1.2 agv小車的應用 近年來，作為cims的基礎搬運工具，agv的應用深入到機械加工、家電生產(chǎn)、

4、微電子制造、卷煙等多個行業(yè)，生產(chǎn)加工領域成為agv應用最廣泛的領域。此外agv小車還廣泛應用于倉儲業(yè)、煙草、醫(yī)藥、食品、化工危險場所和特種行業(yè)等。第二章 agv小組成員2.1 agv小車小組主要成員及分工 栗培梁組長黃宏睿劉國慶張強第三章 機械結構部分3.1 小車底座3.1.1底座直觀圖及轉向原理底座由兩個主動輪和兩個萬向輪支撐，通過兩個主動輪的差速來控制車體的轉彎，可以實現(xiàn) 360 度原地轉向。底座3d直觀圖：底座材料：雙層鋁合金主板，橡膠輪胎底座俯視圖：轉向原理：下圖為車體行走過程中的坐標圖：根據(jù)我們設計的小車行走結構，可知，小車在任何時刻的運動為繞其瞬心的圓周運動，如圖所示，xoz 為笛

5、卡爾坐標系，在t時刻小車的轉彎半徑為：=rvl(t)+vr(t)/vl(t)-vr(t)r 為底座半徑，vl(t),vr (t) 分別為左右主動輪軸心相對于地面的線速度 (假定車輪與地面之間沒有相對滑動)。移動機器人在 t 時刻繞瞬心 a 轉動的角速度 為： =vl(t) + vr(t)/2當 vl(t)=vr (t) 時， 為無窮大， 為零，移動機器人沿原方向前進。t 時間內(nèi)，機器人轉過的角度 為 = t把 代入得到： =vl(t) + vr(t) t/2=vl(t) - vr(t)/2rt可知，機器人在 t 時間內(nèi)轉過的角度與兩主動輪的速度差成正比，所以通過控制車輪的速度差來控制車體轉向。

6、3.1.2主動輪主動輪爆炸圖：3.1.3從動輪萬向輪3d直觀圖：3.1.4 連接關系主動輪與車體連接關系圖：萬向輪與車體連接圖3.2 3d繪圖工具介紹本次機械部分繪圖（3d直觀圖）使用了經(jīng)典繪圖工具solidworks2013軟件。solidworks軟件功能強大，組件繁多。 solidworks有功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新三大特點，這使得solidworks 成為領先的、主流的三維cad解決方案。solidworks 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質量。solidworks 不僅提供如此強大的功能，而且對每個工程師和設計者來說，操作簡單方便、易學易用。對于熟悉微軟

7、的windows系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用solidworks 來搞設計了。solidworks獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內(nèi)完成大型裝配設計。solidworks資源管理器是同windows資源管理器一樣的cad文件管理器，用它可以方便地管理cad文件。使用solidworks ，用戶能在比較短的時間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高質量的產(chǎn)品投放市場。在強大的設計功能和易學易用的操作（包括windows風格的拖/放、點/擊、剪切/粘貼）協(xié)同下，使用solidworks ，整個產(chǎn)品設計是可百分之百可編輯的，零件設計、裝配設計和工程圖之間的是全相關的。在solidworks 中，當生成新零

8、件時，可以直接參考其他零件并保持這種參考關系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設計和修改零部件。對于超過一萬個零部件的大型裝配體，solidworks 的性能得到極大的提高。solidworks 可以動態(tài)地查看裝配體的所有運動，并且可以對運動的零部件進行動態(tài)的干涉檢查和間隙檢測。用智能零件技術自動完成重復設計。智能零件技術是一種嶄新的技術，用來完成諸如將一個標準的螺栓裝入螺孔中，而同時按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。鏡像部件是solidworks 技術的巨大突破。鏡像部件能產(chǎn)生基于已有零部件（包括具有派生關系或與其他零件具有關聯(lián)關系的零件）的新的零部件。solidworks 用捕捉配合的智能化裝

9、配技術，來加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術能夠自動地捕捉并定義裝配關系。solidworks 提供了生成完整的、車間認可的詳細工程圖的工具。工程圖是全相關的，當你修改圖紙時，三維模型、各個視圖、裝配體都會自動更新。從三維模型中自動產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標注。增強了的詳圖操作和剖視圖，包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。使用rapiddraft技術，可以將工程圖與三維零件和裝配體脫離，進行單獨操作，以加快工程圖的操作，但保持與三維零件和裝配體的全相關。用交替位置顯示視圖能夠方便地顯示零部件的不同的位置，以便了解運動的順序。交替位置顯示視圖是專

10、門為具有運動關系的裝配體而設計的獨特的工程圖功能。第四章 電路部分4.1 電機：（1）電機實物圖：（2）電機作用：直流控制電機起到為小車提供能量作用，講點能轉化成小車前進的機械能，同時還可以道控制速度的作用。（3）具體參數(shù)：型號：25ga280-150e的直流減速電機電壓：12v重量：262g扭矩：21kg/cm空載轉速：100rmp減速比：1/60（4）直流減速電機主要組成部分：減速機部分：主要有齒輪，軸承，蝸輪，蝸桿等。電機部分：定子：1、主磁極，2、換向極，3、機座，4、電刷裝置轉子：1、電樞鐵心，2、電樞繞組，3、換向器，4、轉軸4.2 電機驅動（1）參考圖：（2）主要作用：.輸出電流

11、的范圍控制輸出電壓.要提高電路的效率.防止有高電壓大電流進入主控電路，對其輸入端應有良好的信號隔離.提高電路的可靠性4.3 單片機（1）stm32f103功能及結構簡介 stm32f103屬于中低端的32位arm微控制器。該系列芯片是意法半導體（st）公司出品。內(nèi)核：arm32位的cortex-m3cpu最高72mhz工作頻率，在存儲器的0等待周期訪問時可達1.25dmips/mhz(dhrystone2.1)單周期乘法和硬件除法存儲器從64k或128k字節(jié)的閃存程序存儲器高達20k字節(jié)的sram時鐘、復位和電源管理2.03.6伏供電和i/o引腳上電/斷電復位(por/pdr)、可編程電壓監(jiān)測

12、器(pvd)416mhz晶體振蕩器內(nèi)嵌經(jīng)出廠調校的8mhz的rc振蕩器內(nèi)嵌帶校準的40khz的rc振蕩器產(chǎn)生cpu時鐘的pll帶校準功能的32khzrtc振蕩器低功耗睡眠、停機和待機模式vbat為rtc和后備寄存器供電2個12位模數(shù)轉換器，1s轉換時間(多達16個輸入通道)轉換范圍：0至3.6v雙采樣和保持功能溫度傳感器dma：7通道dma控制器支持的外設：定時器、adc、spi、i2c和usart多達80個快速i/o端口26/37/51/80個i/o口，所有i/o口可以映像到16個外部中斷；幾乎所有端口均可容忍5v信號調試模式串行單線調試(swd)和jtag接口多達7個定時器3個16位定時器

13、，每個定時器有多達4個用于輸入捕獲/輸出比較/pwm或脈沖計數(shù)的通道和增量編碼器輸入1個16位帶死區(qū)控制和緊急剎車，用于電機控制的pwm高級控制定時器2個看門狗定時器(獨立的和窗口型的)系統(tǒng)時間定時器：24位自減型計數(shù)器多達9個通信接口多達2個i2c接口(支持smbus/pmbus)多達3個usart接口(支持iso7816接口，lin，irda接口和調制解調控制)多達2個spi接口(18m位/秒)can接口(2.0b主動)usb2.0全速接口crc計算單元，96位的芯片唯一代碼參考圖：stm32f103xx增強型模塊框圖：（2）stm32f103時鐘供電模塊：說明：bt為電池供電接口，板上有

14、絲印標明正負極。d3、d4的作用是使板上供電和電池供電兩種供電方式相互獨立。（3）stm32f103rs232通信模塊：4.4 電池 4.4.1 電池參數(shù)（1）技術參數(shù) 型號 dc 12-120 尺寸 116*66*39mm 重量 580g(單電池）710g（整套） 輸入電壓 12.6v 輸入電流 350ma（標配）/1000ma 輸出電壓 12.6v-10.8v 輸出電流 2-3a（需更大電流可按需定制） 產(chǎn)品容量 12000ma 充電器輸入 110-220v 充電器輸出 12.6v 350ma(標配）/1000ma（2）參考圖： 12v鋰電池4.4.2 穩(wěn)壓源電路我們選擇 lm2596 降

15、壓型電源管理單片集成電路芯片獲得所需電壓。lm2596 能夠輸出 3a 的驅動電流，同時具有很好的線性和負載調節(jié)特性。固定輸出版本有 3.3v、5v、12v，可調版本可以輸出小于 37v 的各種電壓。lm2596在特定的輸入電壓和輸出負載的條件下，輸出電壓的誤差可以保證在 4% 的范圍內(nèi)，振蕩頻率誤差在 15% 的范圍內(nèi)；可以用僅 80a 的待機電流，實現(xiàn)外部斷電；具有自我保護電路（一個兩級降頻限流保護和一個在異常情況下斷電的過溫完全保護電路）。 5v 固定輸出下圖為芯片 datasheet 上提供的固定輸出 5v 電路：原理圖：4.4.3 adj電路可調節(jié)（adj）輸出電路：下圖為芯片 da

16、tasheet 上提供的可調節(jié)輸出電路：輸出電壓計算式為v out = v ref * (1 + fracr2r1)r2 = r1 * (fracv out v ref - 1)其中 vref=1.23v 給定，r1= 1k(為確保輸出穩(wěn)定選取精度為 1%)，cin = 470f /50vcout = 220f /35vd1= 5a/40v in 5825l1= 68hcff= 視獲得輸出電壓查表而定。原理圖為：其中參數(shù)具體而定。第五章 傳感器部分5.1 gps（1）參考圖（轉下頁）（2）工作原理gps的工作原理:gps接收機接收到衛(wèi)星發(fā)出的偽距信號然后進行解碼,通過計算得出在地球上的絕對位置

17、. gps接收機收到的定位信號是在gps-84坐標系下的.在移動機器人定位中,需要把坐標系統(tǒng)轉化為空間直角坐標系統(tǒng).轉換關系式：設 : l、b、h分別表示目標點的經(jīng)度、緯度和大地高度; x、y、z分別表示目標點在空間直角坐標系下的位置坐標.x = (n + h) cos b cos ly = (n + h) cos b sin lz = n (1 e*e) + h sin b其中 : n 表 示 目 標 點 的 卯 酉 圈 曲 率 半 徑, a表示橢球的長半軸 , a = 6 378 137 m, f表示橢球扁率 , f = 0. 003 352 8106 647 47,e表示第一偏心率。在短

18、距離、道路平坦的前提下 ,gps能夠滿足移動小車粗定位的需要.5.2超聲波傳感器（1）參考圖（2）工作原理：超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠 成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質或分界面會產(chǎn)生顯著反 射形成反射成回波，碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應。超聲波傳感器利用實物反射回來的超聲波判斷障礙物的方位和距離從而達到避障的功能。室外用途的超聲波傳感器必須具有良好的密

19、封性，以便防止露水、雨水和灰塵的侵入。壓電陶瓷被固定在金屬盒體的頂部內(nèi)側。底座固定在盒體的開口端，并且使用樹脂進行覆蓋。對應用于agv的超聲波傳感器而言，要求其精確度要達到1mm，并且具有較強的超聲波輻射。（3）超聲波傳感器的主要性能指標：工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時，輸出的能量最大，靈敏度也最高。工作溫度。由于壓電材料的居里點一般比較高，特別時診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長時間地工作而不產(chǎn)生失效。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨的制冷設備。靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。5.3 光電編碼器（1）參考圖：（2）工作原理光電編碼器，是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或