书库自动盘点机器人小车设计研究

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所属分类:AGV设计资料
摘要

RFID技术在越来越多的图书馆中得到运用,但是目前RFID盘点车是采用人工推行的方式。本课题设计研究一种书库自动盘点机器人小车,利用超声波测距作为导引方式,拥有自动避障功能,来实现在图书馆书库中自动导引行走的功能,同时在小车底盘上设计了一种电机驱动的牙嵌式离合器结构,可方便地进行人力推行和自动行走两个状态之间的转换。小车上设计了具有升降和靠近远离两个自由度的自动手臂,来实现RFID天线在这两个自由度上的准确移动,从而到达目标图书的最佳扫描位置。本课题使用Creo对各模块的机械结构进行设计,并对关键部位进行了受力分析和强度校核,根据工况条件和任务要求对各部位零件进行选型和加工,并完成最终装配;使用Altium Designer对各模块的硬件电路进行设计并进行了PCB板的打样;借助K60库函数对各模块的控制程序进行设计和反复调试,采用PID算法对小车运动进行控制并完成了初步的PID参数整定。

论文目录

书库自动盘点机器人小车设计研究

图1.1 RFID图书馆智能管理系统解决方案


摘要
Abstract

第1章 绪论

  1.1 引言
  1.2 自动导引车国内外研究概述
    1.2.1 AGV导引技术研究综述
    1.2.2 机械结构和驱动转向系统研究综述
    1.2.3 控制系统和算法研究综述
  1.3 研究内容
    1.3.1 主要研究内容
    1.3.2 研究技术路线

第2章 自动盘点机器人小车总体方案设计研究

  2.1 总体结构参数设计
  2.2 盘点车底盘模块方案设计
    2.2.1 控制模块方案设计
    2.2.2 行走模块方案设计
    2.2.3 导引模块方案设计
    2.2.4 通讯模块方案设计
    2.2.5 安全与辅助模块方案设计
    2.2.6 电源模块方案设计
  2.3 盘点车自动手臂模块方案设计
    2.3.1 升降模块方案设计
    2.3.2 靠近远离模块方案设计
  2.4 RFID读取模块方案设计
    2.4.1 RFID读写器模块方案设计
    2.4.2 一体机模块方案设计
  2.5 本章小结

第3章 盘点车底盘模块设计研究

  3.1 底盘结构设计研究
    3.1.1 整体结构设计
    3.1.2 离合器电机模块设计
  3.2 导引模块设计研究
  3.3 电机驱动模块设计研究
    3.3.1 步进电机选型
    3.3.2 电机驱动选型
  3.4 通信模块设计研究
    3.4.1 有线串口模块设计
    3.4.2 蓝牙串口模块设计
  3.5 安全防撞模块设计研究
  3.6 电源模块设计研究
  3.7 控制电路模块设计研究
  3.8 本章小结

第4章 盘点车自动手臂设计研究

  4.1 靠近远离模块设计研究
    4.1.1 RFID天线夹持机构设计
    4.1.2 超声波测距模块设计
    4.1.3 丝杆直线导轨选型
  4.2 升降机构模块设计研究
    4.2.1 整体结构设计
    4.2.2 丝杆传动结构设计
  4.3 本章小结

第5章 盘点机器人小车控制系统设计

  5.1 底盘模块程序设计
    5.1.1 导引模块程序设计
    5.1.2 步进电机驱动程序设计
    5.1.3 通信模块程序设计
    5.1.4 安全防撞模块程序设计
    5.1.5 PID控制算法设计研究
  5.2 自动手臂模块程序设计
    5.2.1 靠近远离模块程序设计
    5.2.2 升降机构模块程序设计
  5.3 上位机通信协议设计
  5.4 本章小结

第6章 总结与展望

  6.1 总结
  6.2 展望
参考文献
致谢

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