基于驅(qū)動單元的自動導(dǎo)引車(AGV)載荷分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、自動導(dǎo)引車(Automated Guided Vehicle,AGV)作為一種搬運用輪式移動機器人(Wheeled Mobile Robot,WMR),在現(xiàn)代制造系統(tǒng)和自動倉儲系統(tǒng)中大量用于自動化物流輸送。然而,由于AGV結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題沒有引起應(yīng)有的重視,導(dǎo)致AGV的自重系數(shù)較大,載荷分配不合理, AGV的工作效率有待提高。
　　首先,針對目前AGV自重系數(shù)較大的問題,以等強度、輕量化為研究目標,提出一種適用于AGV車體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

2、設(shè)計方法,設(shè)計一輛車體與驅(qū)動單元柔性連接的AGV。在對車體結(jié)構(gòu)進行力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,利用數(shù)學(xué)規(guī)劃得出載荷分配與車輪位置的關(guān)系,得到車體拓撲優(yōu)化問題的約束條件,基于變密度法與優(yōu)化準則法推導(dǎo)并建立一種適用于 AGV車體結(jié)構(gòu)的多準則優(yōu)化模型。利用有限元軟件對建立的優(yōu)化模型進行仿真分析,仿真結(jié)果表明,所提的方法用于AGV車體優(yōu)化是可行的。
　　其次,針對車體的運動軌跡問題,建立了車體與所跟蹤路徑的位姿關(guān)系模型,根據(jù)車體的幾何尺寸及所跟蹤圓

3、弧路徑的圓心角和半徑,推導(dǎo)出車體在世界坐標系中的位姿狀態(tài)及保證純滾動運動的最小圓弧軌道半徑。針對驅(qū)動單元的路徑跟蹤問題,建立了驅(qū)動單元的運動學(xué)模型,應(yīng)用模糊控制方法實現(xiàn)驅(qū)動單元跟蹤路徑行駛。針對車體負載運行的行駛性能問題,建立車體的動力學(xué)模型,推導(dǎo)出車體的角加速度。車體位姿實驗證明了所建車體運動學(xué)模型的正確性。路徑跟蹤數(shù)字仿真和實驗結(jié)果表明,對于不同速度和路徑偏差,該模糊控制方法均能實現(xiàn)對自動導(dǎo)引車的有效控制。動力特性實驗表明,該種結(jié)構(gòu)