基于agv的自動化物流系統設計畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 身 左 右 的 紅 外 對 管 即 可 監 視 小 車對 中 心 線 的 偏 移 量 ， 從 而 自 動 控 制 小 車 糾 正 行 走 路 線 。決策方案： 采 用 方 案 3 由 于 紅 外 傳 感 器 使 用 方 便 、 價 格 低 廉 、 引 導 精 確 、 響 應速 度 快 等 優 點 ， 能 夠 滿 足 本 次 設 計 的 要 求 。 裝卸貨物點的檢測 可行性方案：1） 霍 爾 傳 感 器 檢 測 ： 在 預 定 裝 卸 貨 物 點 安 裝 強 磁 硅 鋼 以 制 造 磁 場 。 該 方 法定 位 依 賴 于 磁 場 的 強 弱 。 定 位 精 確 ， 易 受 電 機 影 響 ， 靈 敏 度 較 低 。2） 紅 外 傳 感 器 檢 測 ： 在 預 定 停 車 點 做 標 識 ， 紅 外 對 管 感 應 電 壓 變 化 ， 并反 應 。 此 方 法 成 本 低 。 靈 敏 度 較 高 。 但 易 受 外 界 光 線 干 擾 。基于 AGV 的自動化物流系統設計8決策方案：采 用 方 案 2。 再 利 用 msp430 內 置 AD 轉 換 ， 將 采 集 的 電 壓 模 擬 信號 轉 化 為 數 字 信 號 進 行 處 理 ， 可 降 低 外 界 光 線 干 擾 ， 提 高 精 確 度 。 障礙物的探測可行性方案： 采 用 紅 外 線 反 射 管 ， 可 靠 性 高 ， 但 探 測 距 離 較 近 ， 在 5cm 以 內 。 采 用 反 射 型 紅 外 光 電 開 關 ， 投 光 器 發 出 的 光 束 ， 被 物 體 阻 斷 或 部 分 反 射 ，受 光 器 最 終 據 此 作 出 判 斷 反 應 。 采 用 超 聲 波 傳 感 器 ： 超 聲 波 由 壓 電 陶 瓷 超 聲 波 傳 感 器 發 出 ， 遇 到 障 礙 物便 反 射 回 來 ， 被 超 聲 波 傳 感 器 接 收 。 然 后 將 這 信 號 放 大 后 送 入 單 片 機 。決策方案：采 用 方 案 3。 由 單 片 機 產 生 40KHz 的 方 波 信 號 來 工 作 ， 反 應 靈 敏迅 速 ， 利 于 AGV 及 早 做 出 判 斷 ， 發 出 警 報 。 裝貨和卸貨系統對 AGV 的監測裝 卸 系 統 不 能 以 孤 立 時 間 軸 做 裝 卸 貨 運 動 ， 必 須 與 AGV 進 行 通 信 ， 實 現 實時 檢 測 ， 確 保 AGV 車 體 已 經 到 達 停 車 點 ， 裝 卸 系 統 才 能 執 行 裝 卸 過 程 。 無 線數 據 傳 輸 被 廣 泛 應 用 在 車 輛 監 控 、 遙 控 、 遙 測 、 小 型 無 線 網 絡 、 無 線 數 據 通 信 、機 器 人 控 制 、 數 字 音 頻 、 數 字 圖 像 的 傳 輸 等 領 域 中 。可行性方案：1. 用 DF 無 線 數 據 收 發 模 塊 。 DF 超 再 生 式 接 收 模 塊 通 訊 方 式 為 調 頻 AM，接 收 靈 敏 度 高 ， 用 示 波 器 觀 察 輸 出 波 形 干 凈 ， 抗 干 擾 能 力 強 。2. 用 DF 無 線 數 據 收 發 模 塊 與 紅 外 傳 感 輔 助 檢 測 ： 采 用 DF 無 線 收 發 ， 使小 車 運 行 狀 態 時 刻 反 饋 給 裝 卸 系 統 ， 讓 裝 卸 系 統 起 到 監 控 小 車 的 功 能 ，同 時 當 小 車 到 達 指 定 運 貨 地 點 時 發 出 無 線 信 號 準 備 裝 貨 ， 裝 卸 系 統 另外 輔 助 采 用 紅 外 傳 感 器 檢 測 小 車 是 否 停 穩 。決策方案：D F 無 線 收 發 模 塊 以 其 優 良 的 特 性 和 低 廉 的 價 格 而 被 廣 泛 應 用 于 工業 及 日 常 商 品 中 ， 同 時 用 紅 外 傳 感 輔 助 檢 測 使 性 能 更 加 完 備 ， 即 使 通 訊 過 程 中出 現 錯 誤 也 能 自 動 進 行 糾 正 ， 因 此 我 們 優 先 考 慮 使 用 方 案 2。基于 AGV 的自動化物流系統設計93 系統硬件設計 裝貨和卸貨模塊設計 裝貨模塊裝 貨 系 統 有 目 前 比 較 先 進 的 機 械 手 ， 傳 送 帶 ， 和 簡 易 推 送 裝 置 。 因 本 系 統重 在 演 示 功 能 ， 故 我 們 自 行 設 計 了 一 個 用 舵 機 控 制 的 推 貨 裝 置 。俯視圖貨物車體貨物正視圖圖 31 裝貨曲柄滑塊機構設計車體當 小 車 到 達 裝 貨 地 點 時 ， 傳 送 帶 傳 送 過 來 的 貨 物 正 好 位 于 曲 柄 滑 塊 機 構 的 擋推 板 前 ， 通 過 控 制 舵 機 轉 過 的 角 度 ， 就 可 以 控 制 推 桿 將 貨 物 推 上 小 車 的 貨 廂 上 。卸貨模塊 我 們 采 用 磁 吊 技 術 模 擬 物 流 業 中 大 部 分 集 裝 箱 的 運 送 。 當 貨 物 到 達 卸 貨 地點 后 ， 啟 用 電 磁 鐵 將 貨 物 吊 起 ， 控 制 步 進 電 機 運 行 將 貨 物 移 動 到 指 定 地 點 。圖 32 卸貨機構設計電磁鐵物貨物基于 AGV 的自動化物流系統設計10 電路設計 AGV 的中央處理單元 因 系 統 的 AGV 模 塊 和 自 動 裝 卸 貨 模 塊 對 功 能 的 實 現 有 所 不 同 ， 故 分 別 針 對其 功 能 實 現 ， 分 別 選 取 不 同 單 片 機 。小 車 的 功 能 強 大 ， 要 求 處 理 系 統 處 理 速 度 快 ， 具 低 功 耗 特 點 。 最 終 設 計 中主 要 采 用 TI 公 司 出 品 的 MSP430F247 單 片 機 ， 以 AT89s51 作 為 輔 助 驅 動 LCD液 晶 顯 示 。 MSP430F247 單 片 機 是 一 個 具 有 強 大 處 理 功 能 的 16 位 單 片 機 ， 采 用了 精 簡 指 令 集 （ RISC） 結 構 ， 具 有 豐 富 的 尋 址 方 式 （ 7 種 源 操 作 數 尋 址 、 4 種目 的 操 作 數 尋 址 ） 、 簡 潔 的 27 條 內 核 指 令 以 及 大 量 的 模 擬 指 令 ； 大 量 的 寄 存器 以 及 片 內 數 據 存 儲 器 都 可 參 加 多 種 運 算 。 片 上 外 圍 模 塊 豐 富 ， 12/14 位 硬件 A/D 轉 換 器 有 較 高 的 轉 換 速 率 ， 最 高 可 達 200kbps ， 能 夠 滿 足 大 多 數 數 據采 集 應 用 ， 實 現 兩 路 的 12 位 D/A 轉 換 ；當 系 統 處 于 省 電 的 備 用 狀 態 時 ， 用 中 斷 請 求 將 它 喚 醒 只 用 6us。 超 低 功 耗 MSP430 單 片 機 之 所 以 有 超 低 的 功 耗 ， 是 因 為 其 在 降 低 芯 片 的 電 源 電 壓 及 靈 活 而可 控 的 運 行 時 鐘 方 面 都 有 其 獨 到 之 處 。系 統 采 用 的 MSP430F247 的 最 小 系 統 電 路 圖 ：圖 33 MSP430F247 的最小系統電路基于 AGV 的自動化物流系統設計11 黑白線信息采集和停車標識識別模塊設計本 系 統 設 計 中 AGV 自 動 循 跡 及 停 車 標 識 識 別 都 是 采 用 反 射 式 紅 外 光 電 傳 感器 ST188 來 實 現 其 功 能 。 其 極 限 參 數 值 和 實 物 圖 如 下 :圖 34 ST188 實物圖由 于 只 要 求 判 斷 出 簡 單 黑 白 線 ， 因 此 使 用 較 簡 單 的 紅 外 反 射 式 光 電 傳 感 器實 現 小 車 尋 跡 和 停 車 是 可 行 的 。 為 了 簡 單 起 見 ， 系 統 中 使 用 了 七 個 紅 外 反 射 式光 電 傳 感 器 ， 其 中 五 個 用 于 尋 跡 ， 以 完 成 對 路 面 信 息 的 采 集 ； 一 個 用 于 停 車標 識 檢 測 ； 一 個 用 來 檢 測 外 界 光 ， 排 除 其 干 擾 ， 低 功 耗 模 式 下 用 作 充 電 區 域判 斷 。 圖 35 反射式紅外檢測電路從 OUT 輸出的電壓信號連接到 MSP430F247 單片機的 P6 端口，利用 MSP430內部模數轉換模塊直接將模擬信號轉化為數字信號。極 限 參 數基于 AGV 的自動化物流系統設計12 自動循跡控制模塊設計動力驅動設計 圖 36 驅動電機控制電路 37 控制驅動電機正反轉電路本 設 計 中 使 用 一 個 場 效 應 管 IRFZ44N 通 過 從 單 片 機 系 統 Ｐ 腳 輸 出 PWM控 制 直 流 電 機 轉 速 ， 腳 輸 出 高 低 電 平 控 制 繼 電 器 正 反 轉 ， 實 現 小 車 前 進 與后 退 。轉向驅動設計小 車 的 轉 向 是 用