循迹搬运小车设计 - 图文

摘 要

在现代科学技术的发展中，电子化、信息化、网络化和智能化已成为车辆以后发展的动向。循迹搬运小车是该发展动向的完美表现。工业自动化小车(循迹搬运小车)越来越广泛的应用于工业生产实践中，由于它的高自动智能化，使工厂既节约了人工成本和生产成本，又提高了生产效率和生产周期。

本文通过对循迹搬运小车的差速运动控制的介绍和分析，让我们对差速运动过程有所了解，为自动驾驶车辆的深入研究奠定了基础。解析了循迹搬运小车的运动系统的组成和工作原理，并对运动系统内部结构做出系统分析，以此进行控制分析。本文主要研究的是分析循迹搬运小车小车运动过程的整体性能。在不断的分析中，对运动性能进行改进，为牵引车的进步做出实质性的进展。

关键词：循迹搬运小车，运动性能，运动系统

I

Abstract

In the development of modern science and technology, the electronic, information technology, networking and intelligent has become a trend in the future development of the vehicle. Unmanned guided vehicles are the perfect performance of the development trends. Industrial Automation trolley (循迹搬运小车) is widely used in industrial production practice, due to its high automatic intelligent，so that the factory saves labor costs and production costs and improve production efficiency and production cycle.

This paper introduces and analyzes of the 循迹搬运小车 braking system, let us have understanding for the braking process, unmanned vehicles for further research foundation. Parsing the composition and working principle of automatic guided vehicle braking system, brake system and make the system analysis of internal structure in order to brake the analysis. This paper study was to analyze the overall performance of the car 循迹搬运小车 braking process. In the ongoing analysis of the braking performance is improved to make substantial progress in the advancement of car navigation

Keywords:循迹搬运小车（Automatic Guided Vehicle）,motion performance, braking system

II

目 录

摘 要 ........................................................................... I Abstract .......................................................................... II 目 录 ......................................................................... III 第一章 绪论 ....................................................................... 1

1.1 引言 ...................................................................... 1 1.2 循迹搬运小车的发展概况 .................................................... 2

1.2.1国内的研究状况 ....................................................... 2 1.2.2 国外发展现状 ........................................................ 4 1.3 课题研究意义及目的 ........................................................ 4 1.4 课题研究主要内容 .......................................................... 5 第二章 循迹搬运小车的工作原理 ..................................... 错误！未定义书签。

2.1运动系统整车工作原理 ...................................... 错误！未定义书签。 2.2运动系统工作原理 .......................................... 错误！未定义书签。 第三章 运动系统的组成 ............................................. 错误！未定义书签。

3.1电动推杆 .................................................. 错误！未定义书签。 3.2运动踏板和真空助力器 ...................................... 错误！未定义书签。 3.3运动主缸 .................................................. 错误！未定义书签。 3.4运动轮缸 .................................................. 错误！未定义书签。 第四章 运动系统分析 ............................................... 错误！未定义书签。

4.1运动结构分析 .............................................. 错误！未定义书签。 4.2运动器的设计 .............................................. 错误！未定义书签。 第五章 总结与展望 ................................................................. 42

III

4.1全文总结 .................................................................. 42 4.2研究展望 .................................................................. 42 参考文献 .......................................................................... 44 致 谢 .......................................................................... 45 附录一 文献摘要 ................................................................... 46

IV

第一章 绪论 1.1 引言

循迹搬运小车(Automated Guided Vehicles)又被称为自动搬运车，最早运用于上个世纪五十年代,具有自动化、智能化的特点，常用于智能牵引的搬运设备，是一种智能机器人系统；循迹搬运小车的工作过程是沿着预先制定的路径行驶，是现代物流工业自动化系统如计算机集成制造系统、自动输送系统、自动化仓储系统中的重要设备之一。循迹搬运小车的重要特点的包括灵活性、智能化、自动化等，可以根据生产应用来重新设定系统，以达到生产实践过程中的柔性化运输控制。循迹搬运小车与传统的人工、半人工的工业制造和工程实践方式相比较,循迹搬运小车系统减轻了人工劳动的强度,降低了工业生产危险,提高了工业生产效率,在各行业中均展现了非常重要的作用和地位。为了加强循迹搬运小车在工业生产中更广泛的应用,本文中追溯了循迹搬运小车的发展历史,介绍了循迹搬运小车系统的工作原理和应用领域,讲解了循迹搬运小车的重要技术及最新研究成果，让循迹搬运小车系统在生产过程中得到更广泛的应用，实现循迹搬运小车的普遍化是一种趋势。

循迹搬运小车在工业生产实践中已得到越来越广泛的运用，因为循迹搬运小车的高智能化和自动化，让工业生产既节省了人工成本和生产成本，又提升了生产效率和生产周期。循迹搬运小车在工业物流管理中有着极为突出的地位，本文研究循迹搬运小车的运动性能和运动系统结构，通过在工业生产实践中的运行和性能观察，分析循迹搬运小车的运动过程，并剖析循迹搬运小车的运动系统性能和运动结构，在理论分析中结合实际运行情况总结在正常工作环境下的运行情况，循迹搬运小车把电池作为动力来源,系统内含有智能化导向装置和自动化寻址系统的自动驾驶自动化搬运车辆,系统内的传感器具有感知环境变化和自身运行状态的功能，可以在有障碍物的复杂情况中到达目标的自主运行功能。循迹搬运小车的具有按照工作自主编程，在特殊情况自主选择停车，能够自我保护自我控制选择的功能，并且在计算机控制下,按照预先设定指令自主智能行驶驶，自动在预先设定的牵引路径上行驶,到达要求的目的地点,完成一系列工作作业目的。在当今发达的科技下，各种智能化产品不断应运而生，循迹搬运小车小车也在不断更新换代，取得越来越重要的作用，有些循迹搬运小车正向着智能机器人改装，在货物的搬运方面也取得了一定的成就，激光技术也用于自动导引车，制造业中业装配了全自动生产线，循迹搬运小车的创新技术正在

1

第二章 差速运动循迹搬运小车的硬件设计 2.1 差速运动循迹搬运小车的设计要求

（1）整体机械传动设计 ：车体框架设计，叉车升降装置设计

（2）辅助装置设计 驱动单元组件设计 （3）搬运重量800-1000KG

2.2 差速运动循迹搬运小车的设计概述

本设计中的循迹搬运小车，包括车体框架和叉车升降装置，车体框架与叉车升降装置连接 ；车

体框架内部包括蓄电池、控制模块、驱动模块、磁导航传感器、通信装置、车架和外壳 ；蓄电池、控制模块、驱动模块分别安装在车架上，磁导航传感器安装在车架下方，用于检测地面上的磁带和磁钉 ；磁导航传感器与控制模块连接，控制模块与驱动模块连接 ；车架外围安装有外壳，并在外壳上安装有控制面板、红外避障传感器，防撞梁。本设计中的循迹搬运小车使用磁导航传感器灵活性好，改变、扩充路径相对简单 ；同时配备的红外避障传感器和防撞梁保证了搬运小车工作过程的安全性和可靠性，叉车升降装置使得搬运小车能自动承载托盘完成升降搬运工作。

根据以上所述，并能满足物流园区货物运输、仓储流通的实际任务需要，循迹搬运小车整体尺寸设计为L1850×W675×H1675（mm）(长×宽×高)。除车体框架以外的其他系统的安装也直接影响着小车的使用功能和运行情况。

差速运动循迹搬运小车的三维设计图如下：

7

2.3 差速运动循迹搬运小车的设计参数

牵引方式：叉车式 导引方式：磁导航

行走方向：前进行走，左右转，分岔 驱动方式：双电机差速驱动 前进速度：最大速度35m/min 负载能力：800-1000KG 最小转弯半径：1705-2075mm 直线导引精度：±10mm 停止精度：±20mm 控制方式：PLC控制 蓄电池：铅酸电池

8

2.4 循迹搬运小车车体框架的设计

车体框架是装配循迹搬运小车其他零部件的主要支撑装置，是循迹搬运小车的主要部件之一，主要分为车架和控制系统两个部分。车架为立体型框架结构，用于安装各种控制和通讯设备。车架上安装有两个定向轮、驱动模块，蓄电池、磁导航传感器和通信装置。车架设计及工艺的合理性直接影响循迹搬运小车的定位精度，应满足的主要条件如下: (1) 车体的强度和刚度必须满足小车承载及运行加速时的要求. (2) 尽量降低车体重心，提高整车的抗倾翻能力．

(3) 车体的外廓不应有突出部分，以防止碰撞其他物体．

2.4.1 车架的设计

本设计中车架主体由矩形钢管，方钢管和钢板焊接而成，包括底部衬板（1）、矩形管80×60×5（2）、矩形管70×50×5（3）、方管30×30×3（4）、矩形管100×60×5（5）等部件组成。所有这些部件都固定到特制的焊接夹具上后，一次焊接成型。这里我们制作车架的材料均选用Q235材质的钢管，保证了车体车架的强度和刚度。

车架的上面安装有金属外壳，外壳为2mm的钢板焊接而成。车架的后部固定有叉车升降装置，侧边用于放置整个循迹搬运小车的蓄电池，位于车架中下部的驱动单元固定板是用于固定搬运小车的驱动单元的，车架尾部安装两个3寸定向轮，车架前面安装有防撞梁，而外壳上主要装有控制面板模块，包括报警灯，急停开关等。

9

图 循迹搬运小车整体外形图

2.4.2 控制系统的设计

循迹搬运小车的控制系统主要包括驱动单元，两个定向轮、PLC控制模块和障碍物传感器。 （1）定向轮的设计选型

定向轮选用3寸聚氨酯脚轮，一共两个，分别安装在车架尾部的两根矩形方管下方。 定向轮参数： 材质： 轮面聚氨脂 轮子直径：75MM 轮宽：50MM 安装高度：111MM

（2）PLC控制模块的设计选型

PLC是当下物流搬运小车系统的主流控制核心，当下物流搬运小车系统用PLC主要包括三种品牌，西门子、三菱以及欧姆龙。在本设计中，我们经过综合比较，选择采用西门子S7-200系列PLC，主要考虑了以下3点因素：

1、西门子S7-200系列PLC运用广泛，西门子技术支持服务体系完善，便于系统维护人员的维护作业；

2、西门子CPU226CN DC/DC/DC集成了开关量输入、输出功能，能降低采购开关量输入、输出模块的额外成本；

10

3、性能稳定，价格低廉，具有较高性价比。

以西门子S7-200系列PLC为核心控制元器件，电气设备的选型明细如下表所示： 部件名称 厂 家 西门子 西门子 施耐德 施耐德 西门子 施耐德 施耐德 明纬 / / 型 号 数 量 1 PLC模块 6ES7 216-2AD23-0XB8 PLC模块 6ES7 221-1BH22-0XA8 1 三相空开 A9F17332 1 两相空开 A9F18210 1 接触器 3RT2027-1BB40 7 中间继电器线圈 RXM2LB2BD 13 中间继电器底座 RXZE1M2C 13 变压器 S-50-24 1 1.5平电缆 35mm走线槽 电气柜

/ / / / / / 1 11

（3） 障碍物传感器的设计选型

障碍物传感器选用PBS传感器，型号PBS-03JN-CE，调整障碍物传感器的检测区域范围时，使用专用软件从计算机输入数据。障碍物传感器参数如下表：

供电电压 24VDC（18-30VDC） <250mA (<100mA, 照明关闭），除I/O端子电流和冲流（500mA） 红外线LED 300×300mm白纸（与传感器发射表面平行）； 0.2 to 3m×2m（原点是扫描中心位置），扫描角度180° 每个区域可单独设置输出 光电耦合/NPN开集电极输出（30VDC <50mA）；1,2,3：OFF=探测到物体；故障输出：ON=正常工作 光电耦合输入（共阳极，每个输入电流>4mA），可用于设置监测区域 监测区域转换：：通过[输入1, 2, 3, 4]来设定区域； [输入1, 2, 3, 4]同时为ON； <180msec (扫描速度 1 rev./100m sec)； 周期：1个扫描时间（100msec） 电源（绿）：故障时闪烁；输出1,2,3（黄）：灯亮表示监测到物体 1m 卤素/汞灯：<10,000lx, 日光灯：<6,000lx -10 to +50 degrees C, < 85%RH（无凝露） 双振幅1.5mm 10 to 55Hz, 每轴2个小时 490m/s2, 10次, X, Y, Z方向 IP64(IEC 标准) 5 years（电动机寿命） 前面： Polycarbonate, 后面：ABS 约500g

供电电流 激光光源 监测对象和范围 2种扫描模式 输出 输入（1-4） 监测区域设置 发射停止： 输出响应时间 输入响应时间 指示灯 连接线长 环境照明 环境温湿度 振动 冲击 防护等级 寿命 材料 重量 12

（4）驱动单元的设计

本设计中的驱动单元由驱动单元外壳、直线轴承、锁紧螺母、悬挂立轴、缓冲弹簧、车架连接板、车架固定板、驱动轮轴、驱动轮挡片、驱动轮、直流无刷电机、车桥连接座盖板、车桥连接座、磁导航传感器、磁导航传感器固定板等部件组成。

其中，驱动单元外壳为中空的长方形框体，两个直流无刷电机并排固定在外壳的长边内侧，车桥连接座与两个直流无刷电机的侧面固定，车桥连接座顶端与车桥连接座盖板固定，直线轴承与车桥连接座固定且固定位置与悬挂立轴与车桥连接座的固定位置对应 ；

驱动单元的减震系统包括 ：锁紧螺母、悬挂立轴、车架连接板、车架固定板、直线轴承和缓冲弹簧 ；其中，悬挂立轴位于直线轴承的中孔中，悬挂立轴的顶部和底部分别与锁紧螺母和车桥连接座固定 ；悬挂立轴和车桥连接座的底端设置有与下插销配合的插销孔 ；而缓冲弹簧则被用锁紧螺母压缩安装于车架固定板和车架连接板之间，实现整个驱动单元

的减震功能。

在本设计中，这种驱动单元的结构高度低，且减震采用减震弹簧设计，其具有水平减震的作用，具有减震效果好的优点。

（5）驱动电机的设计选型

从设计要求我们得到循迹搬运小车的搬运重量为800-1000KG，最大前进速度为35m/min，这里我们按1000KG的搬运重量进行驱动电机的设计选型。

13

在本设计中我们设定循迹搬运小车的最大牵引线速度V为35m/min。

根据公式N = V / πD

式中：N——驱动电机经过减速箱后的转速 V——循迹搬运小车的牵引线速度 D——驱动轮的直径

已知驱动轮的设计直径为150mm，计算得到驱动电机经过减速箱后的转速： N=35*1000/（π*150）≈74.27r/min

取驱动单元的驱动轮与地面之间的滚动摩擦系数为0.2，从三维设计图中计算得出整个循迹搬运小车自重200KG，按搬运货物最大重量1000kG计算，得到： 整个循迹搬运小车在输送过程中与地面的滚动摩擦力f=0.2*1200*10=2400N

我们这里的循迹搬运小车以匀速运动的方式运动时单个驱动轮的牵引力F=1/2*f=1200N

计算可以得到：

驱动电机经过减速箱后的输出扭矩M=F*R=1200×75/1000=90N.M

根据公式M=9550×

Pw/n

式中：M——电动机经过减速箱后的输出扭矩

Pw——电动机的主轴输出功率

n——电动机经过减速箱后的输出转速 计算得到：

电动机的理论主轴功率

Pw=90*74.27/9550=0.6999KW≈0.7KW

14

电动机所需的功率：

Pm? 式中：

Pw?

Pw——输送机理论主轴功率

?——传动装置的总传动效率，取0.95

Pm——电动机功率

计算得到驱动电机功率

Pm?0.7kW?0.74kW

0.95由于本设计中整个系统选用的电压为直流，我们可以选择使用直流伺服电机；

直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷直流伺服电机——电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便(换碳刷)，会产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

无刷直流伺服电机——电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护不存在碳刷损耗的情况，效率很高，运行温度低噪音小，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。

我们这里选用直流无刷伺服电机，选用上海步科的低压伺服系统，

驱动电机参数：小惯量DC48V，电机额定功率0.75KW，额定转速3000r/min，额定转矩2.39N.m， 伺服电机型号SMC80S-0075-30AAK-3DKH，

从伺服电机的产品手册上查到标准马达规范表，见下表2-6

15

表2-6 SMC系列伺服电机技术参数表

16

图2-11 驱动电机机械尺寸图

（6）驱动电机减速机的设计选型

已知驱动电机的额定转速n1为3000 r/min，驱动电机经过减速箱后的转速n2为74.27r/min，计算传动比：

i?n1n2

i=3000/74.27=40.39≈40

我们这里选用湖北行星传动设备有限公司的精密行星减速机，由于我们的驱动方式为L型输出方式，所以我们这里选用他们的ZJPX系列的精密行星减速机。

该减速机主要性能：

1.采用螺旋伞齿轮换向，输出力矩比直伞齿轮高30%，噪音更低； 2.转动体经动平衡校正确保运行更平稳；

3.适配任何伺服电机，输入，输出模块组合，可进行特殊连接设计，安装简便可靠； 4.维护简单，在寿命期间无需要换润滑油脂。

17

从减速机的产品手册上查到，已知驱动电机经过减速箱后的输出扭矩为90N.M 我们这里选用2级减速比40的减速机型号ZJPX115。

驱动电机减速机尺寸图如图2-11所示；

18

19

2.5 叉车升降装置的设计

（1）叉车升降装置的设计概述

叉车升降装置按照升降装置动力源可分为液压式、电动式。循迹搬运小车的货叉需要运动到托盘下方，通过叉车升降装置将托盘提升到一定高度，循迹搬运小车与托盘连接到一起，从而将自身的运动传递给托盘，带动托盘一起运动。

叉车升降装置位于循迹搬运小车车体的后部，叉车升降装置为两个可升降的金属货叉，当货叉降下时，货叉可以进入托盘的下方，从而将循迹搬运小车和托盘连接在一起，循迹搬运小车可以载着托盘运行。当货叉降下时，货叉离开托盘，从而将循迹搬运小车和托盘分离开，循迹搬运小车独立运行。

20

所述叉车升降装置包括升降滚轮（1）、升降滚轮固定轴（2）、升降架（3）、升降货叉（4）、顶板（6）、主动链轮（7），升降电机（8）、升降轨道（9）、输出主轴（12）、轴承座（13）、从动链轮（14）、升降链条（15）和配重块（16）；四个升降滚轮（1）分别与四个升降滚轮固定轴（2）连接，然后安装在升降货叉的安装孔上，两个升降货叉（4）与升降架（3）通过焊接的方式连接到一起。顶板（6）和两个升降轨道（9）同样通过焊接的方式焊接形成一个龙门框架结构。升降电机（8）安装到顶板（6）上，主动链轮（7）固定到升降电机（8）的输出轴上，输出主轴（12）两端分别套有两个轴承座（13），再将两个轴承座（13）固定到顶板上，在输出主轴（12）中间的对应位置安装三个从动链轮（14），通过一条封闭的链条将正中间的从动链轮（14）和主动链轮（7）连接起来，从而将升降电机（8）的动力传递到输出主轴（12）上，将两条升降链条（15）穿过另外两个从动链轮（14），最后通过两根升降链条（15）分别将升降架（3）和配重块（16）连接起来。最终实现了用升降电机驱动整个升降装置的效果。 这里设计配重块的目的有两点：

1.减少电机的负载。以搬运1000KG重量的货物为例，在有配重块的情况下，电机只需要负载500KG的重量，而剩下500KG的重量由配重块抵消；

2.断电保护。在循迹搬运小车突然断电的情况下，配重块起到和升降货叉平衡的作用，防止意外掉落的情况发生，也保护了升降电机的安全性。

21

（2）升降电机的设计选型

从三维设计图中我们得到叉车升降装置的升降行程为1m，且货叉升降的速度要求并不高，我们这里设计让货叉在15S的时间内跑完1米的行程，得到货叉升降的线速度为4m/min。

从设计要求我们得到循迹搬运小车的搬运重量为800-1000KG，这里我们按1000KG的搬运重量进行升降电机的设计选型。

根据公式N = V / πD

式中：N——升降电机经过减速箱后的转速 V——货叉升降的线速度 D——从动链轮的分度圆直径

已知我们选用的从动链轮的规格为BSP50B18-N-25，查手册得到分度圆直径为91.42mm，计算得到升降电机经过减速箱后的转速： N=4*1000/（π*91.42）≈13.93r/min

假设不考虑升降滚轮与升降轨道之间的滚动摩擦力，从三维设计图中计算得出整个叉车升降装置自重80KG，由于配重块的存在，按负载500kG计算，得到：

整个叉车升降装置在升降过程中作用于单根升降链条上的牵引力f=1/2*580*10=2900N，升降电机经过减速箱后的总牵引力F为5800N。

计算可以得到：

升降电机经过减速箱后的输出扭矩M=F*R=5800×91.42/1000/2=265.1N.M

根据公式M=9550×

Pw/n

式中：M——电动机经过减速箱后的输出扭矩

Pw——电动机的主轴输出功率

n——电动机经过减速箱后的输出转速 计算得到：

电动机的理论主轴功率

Pw=265.1*13.93/9550≈0.387KW

22

电动机所需的功率：

Pm? 式中：

Pw?

Pw——输送机理论主轴功率

?——传动装置的总传动效率，取0.95

Pm——电动机功率

计算得到驱动电机功率

Pm?0.387kW?0.407kW

0.95我们这里还是选用直流无刷伺服电机，选用上海步科的低压伺服系统，

升降电机参数：小惯量DC48V，电机额定功率0.4KW，额定转速3000r/min，额定转矩1.27N.m， 伺服电机型号SMC80S-0040-30AAK-3DKH，

从伺服电机的产品手册上查到标准马达规范表，见下表2-6

23

表2-6 SMC系列伺服电机技术参数表

24

图2-11 升降电机机械尺寸图

叉车升降装置设计参数：

输出主轴直径：25mm； 牵引力：500KG； 升降行程：1m；

升降保护：升降限位开关保护，防止电机烧坏 升降速度：速度4m/min；

主动链轮：BSP50B10-N-15 从动链轮：BSP50B18-N-25 升降链条：RS50

我们这里需要对叉车升降装置中的关键零件输出主轴进行应力和变形量分析，判断其结构的可行性和可靠性。将叉车升降装置中其中无关零件剔除，只对输出主轴进行有限元分析。

已知作用于输出主轴上的作用力为5800N，下图为输出主轴的应力分布图，从图中可以看到应力最大值位于和轴承座固定的根部位置。

输出主轴材质选用Q235，在常温条件下，许用应力[σ]=235MPa,从应力分布图中可以看到应力最大值为172,498,944Pa≈172.5MPa<235MPa。同理我们从整体变形量分布图中可以看到变形量最大值为2.514e-1mm， 综上所述，说明输出主轴的强度满足使用要求。

应力分布图 25

整体变形量分布图

26

第三章 差速运动控制的程序设计 3.1 差速运动控制概述

循迹搬运小车的运行路线图由行走路线，停止工位和转弯标识组成，磁导航传感器一般配合磁条、磁钉或电缆使用，不管是磁条、磁钉还是电缆，都是为了预先定义循迹搬运小车自主导航设备的行进路线、停止工位或者其它动作区域。

根据使用方式，我们将磁导航分为两种类型：地标传感器和磁导航传感器。地标传感器和多点位的磁导航传感器相互配合，构成完整的磁导航感知系统。

磁导航传感器安装在循迹搬运小车的正下方中轴线位置，两侧是地标传感器。 如果循迹搬运小车沿着磁条行进，磁导航传感器应该位于磁条正上方。当磁导航传感器检测到磁条不在传感器的正下方，而是偏左或者偏右，循迹搬运小车就可以通过左转或者右转进行前进方向调整，直到传感器检测到磁条位于传感器的正下方为止。地标传感器用于检测除了磁条导引线之外的其它特定标志，比如转弯标志、岔道标志、出站标志等等。磁导航传感器和两侧地标传感器安装位置如下图所示：

磁条在周围产生磁场，越靠近磁条磁场强度越大。磁导航传感器正上方多个探测点所在位置的磁场最大，其它探测点所在位置的磁场强度相对较弱，特别是远离磁条的探测点所在位置的磁场强度几乎为零。磁导航传感器由此获得磁条的磁场分布，从而确定磁条在磁导航传感器的位置。 循迹搬运小车差速运动控制系统根据这个信息， 就能够确定它的行进方向是否偏离预定航线。

27

3.2 磁导航传感器设计选型

磁导航传感器选型：地标传感器MA02和磁导航传感器MA16 MA02和MA16带NPN数字量输出和RS485串口输出

磁导航传感器MA16用于循迹搬运小车路径识别用，地标传感器用于检测除了磁条导引线之外的其它特定标志，比如转弯标志、岔道标志、出站标志。

上图是一种典型的循迹搬运小车导引线铺设方式。黑色部分是用于引导自动牵引的磁条，循迹搬运小车根据磁条来确定行进路线；蓝色方块是 N 极磁条，作为交叉路，告知 循迹搬运小车 到了交叉路口，需要根据预定的策略决定行进方向；绿色方块是 S 极磁条，作为转弯标志，提示循迹搬运小车即将进入弯道以及弯道的方向。

黑色磁带交叉位置为停止位，当多个传感器有反馈时，小车工位加一，正常情况为传感器反馈点为4个，停止位为7个。

3.3 差速运动控制的方式

循迹搬运小车的运动控制为差速运动控制，以控制两个驱动轮不同的运转速度来控制牵引车的运行方向。

牵引车驱动轮运行的速度准备用以下两种方案相结合的方式来控制：

1、PID控制，以牵引车在磁带导航正中为PID的给定值，以磁导航传感器检测到的数据为PID的反馈值，分别控制两个驱动轮的速度。

2、以磁导航传感器反馈的数据分不同情况设置两个驱动轮的速度，根据不同情况驱动轮以不同的速度运行。

3.4 差速运动控制的实现及PLC程序设计

28

1、实现循迹搬运小车能绕着圆圈做循环运行，测试差速控制方式、用西门子PLC-200符合控制要求（程序的大小、程序的扫描周期）

2、实现循迹搬运小车绕着圆圈做循环运行，在固定位置停止，测量停止精度和方向精度 3、实现循迹搬运小车在交叉口做转弯测试（交叉口为两个分叉口）

差速运动控制逻辑编程如下图所示：

29

30

31

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/npd8.html