51单片机四驱小车proteus仿真+程序

目录

第一章 绪论..................................................................................................................2

1.1 本课题的背景及研究意义........................................................................................................2

1.2 搬运车国内外发展现状及市场分析......................................................................................2

1.3 本课题的研究内容 ...................................................................................................................3

2 送水小车传动方案的确定 ........................................................................................4

2.1 传动方案的确定......................................................................................................4

4.1 结论..........................................................................................................................................14

4.2 展望..........................................................................................................................................14

致谢..............................................................................................................................15

参考文献......................................................................................................................16

第一章 绪论

1.1 本课题的背景及研究意义

AGV 扮演物料运输的角色已经 50 多年了。第一辆 AGV 诞生于 1953 年，它是

由一辆牵引式拖拉机改造而成的，带有车兜，在一间杂货仓库中沿着布置在空中

的导线运输货物。到上世纪五十年代末到六十年代初期时，已有多种类型的牵引

式 AGV 用于工厂和仓库。

飞、南京航空航天大学和重庆大学等都在进行着 AGV 的开发研制。

1976 年，北京起重运输机械研究所研制出国内第一台 AGV，这可以说是中国

AGV 的起点，北京起重机械研究所同时组装了国内第一套 AGVS，用于滚珠加工演

示系统，随后又研制出承载达 500 公斤的单向运行 AGV，承载分别为 SOOkg,

1000kg, 2000kg 的双向运行 AGV，并开发研制了几套简单的 AGV 系统。

1991 年起，中科院沈阳自动化研究所/新松机器人自动化股份研究公司为沈

阳的金杯汽车工厂研制并生产了多台 AGV，并集成到汽车装配线中，可以说是汽

车工业中用得比较成功的例子，也是当时国内比较先进的可以工厂应用的 AGV，

因此于 1996 年获得了国家科学技术进步三等奖[“]。

2007 年，新松自动化股份有限公司将自主研发的 AGV 出口到了美国、加拿

年代世界上出现第一台工业 AGV 以来，AGV 小车技术及其产品发展并

不是很快，近几年工业 4.0 概念如火如荼，2010 年后 AGV 小车产品呈现出快速

“伪增长”，虽然 AGV 产品可以成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算

机集成制造系统(CIMS)的自动化工具，但在现阶段并未出现爆发式增长，同时大

量热钱涌入，国家和地方政策等因素多数企业仅仅出于带着“搭便车”的心态进

入 AGV 产业，在 AGV 产品及应用技术上并没有太多核心技术积累和创新，仍停留

在上世纪日本淘汰的技术体系。由于 AGV 小车产品应用范围很广，单机技术附加

值并不高，但作为先进制造业的支撑技术和信息化设备之一，对未来生产和社会

发展起着重要的作用。

1.3 本课题的研究内容

小车采用四个电机进行驱动，电机驱动齿轮，齿轮减速将动力传递给轮子从

而带动车体一起运动，每个轮子可以单独旋转，从而控制方向，每个轮子采用电

机驱动齿轮，将齿轮传递给转轴，转轴带动转向轮架转动控制轮子方向，驱动装

置的方案采用下面方案来进行实施：

1- 伺服电机 2-齿轮传动 3-轮子 4-转向架 5-伺服电机 6-齿轮传动 7-传动轴

8-托板

图 2.1 总体设计方案

如图 2.1 所示为送水小车的总体设计方案，采用两个传动组，对四个轮子进

行控制，分别为轮子的换向和行走，换向是通过电机驱动齿轮，将动力传递给转

的功，已知水桶的重量为 15kg，加上托板以及传动件的重量估算为 50kg，这样

总的质量为 65kg，行驶速度取为 1.5m/s，下面对电机进行选型计算

式中 f-为轮子与地面的摩擦力，取摩擦系数为 0.2；

m-小车承受载荷的大小；

由于齿轮传递的功率为 0.95，轴承的传递效率为 0.99，这样可以计算出总

的功率大小为

初步设计轮子的直径大小为 100mm，这样可以求出轮子的转速大小

额定输出扭矩：1.06N.M

由于减速电机输出转速为 600r/min，轮子的转速为 300r/min，因此可以确定

齿轮的减速比为 2。

3.2 传动齿轮的计算

1.选材、选定热处理方法、精度等级选定，齿轮选型及齿数设定

1) 材料选择，小齿轮齿轮材料为 40Cr（调质），硬度为 280HBS，大齿轮材

料为 45 钢（调质），硬度为 240HBS，二者材料硬度相差 40HBS.

2)由于齿轮传动要求不高，这里取等级为 8 级。

3)由于受力较小，这里选择圆柱直齿轮，综合考虑之后初取

＝20，压力角