多用途轮式电动移动平台结构设计(附件)【字数：9675】
摘 要自动引导车自从上世纪50年代问世以来经历了迅速的发展，这几十年中AGV已经在工业，物流等领域得到巨大的发展。相比于传统的物流运输，它高效灵活的特点得到了极大的体现，同时无需人手动操作，是一中高效经济的生产方式。我国是农业大国，与工业领域不同，在农业领域的AGV并未得到针对性的研究，只是在工业AGV的原有基础上进行改装。因此远未达到农业AGV适用的最好状态。对于农业AGV来说，除了在不同路况下的行进能量外，还需要一个可以搭载各种设备的平台。在载体平台上可以装载收获机械、喷药机械等其他机构对农作物进行生产管理，从而可以实现无人化的生产。为了适应实际生产情况和成本，设计中采用的轮胎是农用的，代替传统的履带和舵轮，使用两个36W的作为转向控制电机和两个150W的作为主驱动电机这四个伺服电机作为驱动和控制原动机。同时配合具备大传动比的减速机，实现达到90N/m的高转矩输出。这样设计可以使车身在不同路况下平稳行进，同时可以为车身上预留较多的空间搭载作业机械，如收获机械、喷药机械等其他机构，从而完成多种试验作业操作。本片说明书对车身设备的安全性能校核以及载体平台设计。
目 录
第一章 设计任务书 1
1.1课题背景及意义 1
1.2课题内容 1
1.3课题要求 1
1.4毕业设计日程安排 1
第二章 机械设计总体方案设计 2
2.1选择设计方案 2
2.2原动机选用依据 3
2.3传动装置的选择 5
第三章 主要零件的设计及计算 6
3.1齿轮设计 6
3.2轴的设计 12
3.3轴承的选用 15
3.4键的选用 16
第四章 车体以及支撑架的设计 17
4.1车体设计 17
4.2支撑架设计 17
第五章 设备的使用和保养 18
第六章 毕业设计总结 19
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 设计任务书
1.1课题背景及意义
国外早在上世纪的50年代便有了AGV并在80年代已经大范围使 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
用。而AGV在我国发展起步较晚虽然在工业物流领域有着迅猛的发展，但是在农业方面依然存在着很大的空白。在工业用AGV的基础上改造的农业AGV远未达到理想的水准，所以要设计专门为农业而生的AGV以适应在不同条件下的作业。
1.2课题内容
为适应在不同道路条件下的行驶，设计一款多用途的试验用载体平台的轮式行走方式的电动移动平台，可以在载体平台上安装的各种农业机械设备从而完成各种操作要求。设计要为车身上除伺服电机外预留其他机械设备的安装空间，并且考虑在不同路况，即正常水泥或者柏油马路路面与颠簸的田间泥土道路的情况下小车的行驶。
1.3课题要求
1.查阅相关的文献内容和有关资料，对该课题进行初步了解。
2.完成专业外文的文献翻译工作。
3.撰写开题报考
4.按照课题要求，拟定载体平台的设计方案以及相关原理。
5.根据拟定的方案，对总装图及零件图进行绘制。
6.对设计说明书进行撰写。
1.4毕业设计日程安排
2017/12/25 2017/12/31：与毕业设计指导老师初次见面，下发毕业设计任务书。
2017/12/27 2018/01/19：通过查阅相关文献资料，完成开题报告以及3000字以上外文翻译任务。
2018/01/20 2018/03/05：按照学校及导师要求对外文翻译以及开题报告进行内容和格式上的修改。
2018/03/07 2018/03/30：初步完成前期工作，开始拟定设计方案，明确各零件的选用。
2018/04/02 2018/04/08：运用AutoCAD完成绘制总装图和相关零件图的工作。
2018/04/09 2018/05/11：在之前准备工作的基础上，开始毕业说明的撰写。最后准备开始答辩。
第二章 机械设计总体方案设计
2.1选择设计方案
以下为小车设计的各部分方案选择及原因。
2.1.1驱动方式的选择
不同于工业物流中的AGV，农业上要面对更加复杂的路况，以往的车轮无法满足，因此设计中选用的是农业轮胎。车辆行驶是由两组共计四个伺服电机提供驱动力，同时由减速器进行减速。
2.1.2转向方式的选择
相比于常见的汽车转向方式，差速转向相对设计难度要比四连杆机构更加的简单可以很大程度的降低设计的难度并且简化结构。通过综合考虑，转向方式上考虑使用的是差速转向。
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图11 平台机构简图
差速转向就是在需要转向时，先由转向电机接收到控制装置发出的信息，前面的两个轮胎旋转到转向时需要的角度；然后是控制驱动的伺服电机接收到来自控制装置的信息，两个伺服电机分别控制两个轮胎向不同的方向转动，而小车后轮保持不动，车身便会以车身的后轮桥梁中点为重心进行原地旋转。
而此转向方式的转弯半径和全车车身长度大致相等，并且使得转弯半径取得最小值。同时由于它相对简单的结构，除去伺服电机的安装还能预留极大的空间安装其他设备，与设计目的相符合，原理简单易懂。这些优势能使小车很好的适应农业工作的各种要求。
但是这一设计并不完美，舍弃四连杆机构固然结构简单，可是四连杆的复杂结构的成本和效率都要高出差速转向很多，四个伺服电机会使制造成本很高，同时在效率上也是有些差距。此次设计是试验机型，所以主要考虑综合性能和本次设计的要求和目的不考虑成本，效率等因素，选择试验效果最佳的选项即差速转向作为本设计的转向方案。
2.1.3驱动装置的选择
根据设计需求，选择驱动装置为：
选择两个150W，12V的直流无刷伺服电机作为驱动电机
选择两个36W，12V的直流无刷伺服电机作为转向电机
选择参数为100Ah，12V×2并联的蓄电池，适用于工业车辆，免维护。
2.1.4技术指标
车辆尺寸：长1000mm 宽650mm 高380mm
行进方式：前进后退，左右转弯
最大承载：200kg
车连速度：最大速度1m/s，最佳时速保持在0.5m/s
工作时长：180分钟
位置精度：±20mm
2.2原动机选用依据
功率和扭矩这两大因素是原动机选用的重要依据，在功率上，原动机输出功率要大于行驶过程中所受到各种各样阻力所做的功；扭矩方面，车辆在经过减速后的输出扭矩要大于阻力矩。
2.2.1转向伺服电机的选择
目 录
第一章 设计任务书 1
1.1课题背景及意义 1
1.2课题内容 1
1.3课题要求 1
1.4毕业设计日程安排 1
第二章 机械设计总体方案设计 2
2.1选择设计方案 2
2.2原动机选用依据 3
2.3传动装置的选择 5
第三章 主要零件的设计及计算 6
3.1齿轮设计 6
3.2轴的设计 12
3.3轴承的选用 15
3.4键的选用 16
第四章 车体以及支撑架的设计 17
4.1车体设计 17
4.2支撑架设计 17
第五章 设备的使用和保养 18
第六章 毕业设计总结 19
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 设计任务书
1.1课题背景及意义
国外早在上世纪的50年代便有了AGV并在80年代已经大范围使 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
用。而AGV在我国发展起步较晚虽然在工业物流领域有着迅猛的发展，但是在农业方面依然存在着很大的空白。在工业用AGV的基础上改造的农业AGV远未达到理想的水准，所以要设计专门为农业而生的AGV以适应在不同条件下的作业。
1.2课题内容
为适应在不同道路条件下的行驶，设计一款多用途的试验用载体平台的轮式行走方式的电动移动平台，可以在载体平台上安装的各种农业机械设备从而完成各种操作要求。设计要为车身上除伺服电机外预留其他机械设备的安装空间，并且考虑在不同路况，即正常水泥或者柏油马路路面与颠簸的田间泥土道路的情况下小车的行驶。
1.3课题要求
1.查阅相关的文献内容和有关资料，对该课题进行初步了解。
2.完成专业外文的文献翻译工作。
3.撰写开题报考
4.按照课题要求，拟定载体平台的设计方案以及相关原理。
5.根据拟定的方案，对总装图及零件图进行绘制。
6.对设计说明书进行撰写。
1.4毕业设计日程安排
2017/12/25 2017/12/31：与毕业设计指导老师初次见面，下发毕业设计任务书。
2017/12/27 2018/01/19：通过查阅相关文献资料，完成开题报告以及3000字以上外文翻译任务。
2018/01/20 2018/03/05：按照学校及导师要求对外文翻译以及开题报告进行内容和格式上的修改。
2018/03/07 2018/03/30：初步完成前期工作，开始拟定设计方案，明确各零件的选用。
2018/04/02 2018/04/08：运用AutoCAD完成绘制总装图和相关零件图的工作。
2018/04/09 2018/05/11：在之前准备工作的基础上，开始毕业说明的撰写。最后准备开始答辩。
第二章 机械设计总体方案设计
2.1选择设计方案
以下为小车设计的各部分方案选择及原因。
2.1.1驱动方式的选择
不同于工业物流中的AGV，农业上要面对更加复杂的路况，以往的车轮无法满足，因此设计中选用的是农业轮胎。车辆行驶是由两组共计四个伺服电机提供驱动力，同时由减速器进行减速。
2.1.2转向方式的选择
相比于常见的汽车转向方式，差速转向相对设计难度要比四连杆机构更加的简单可以很大程度的降低设计的难度并且简化结构。通过综合考虑，转向方式上考虑使用的是差速转向。
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图11 平台机构简图
差速转向就是在需要转向时，先由转向电机接收到控制装置发出的信息，前面的两个轮胎旋转到转向时需要的角度；然后是控制驱动的伺服电机接收到来自控制装置的信息，两个伺服电机分别控制两个轮胎向不同的方向转动，而小车后轮保持不动，车身便会以车身的后轮桥梁中点为重心进行原地旋转。
而此转向方式的转弯半径和全车车身长度大致相等，并且使得转弯半径取得最小值。同时由于它相对简单的结构，除去伺服电机的安装还能预留极大的空间安装其他设备，与设计目的相符合，原理简单易懂。这些优势能使小车很好的适应农业工作的各种要求。
但是这一设计并不完美，舍弃四连杆机构固然结构简单，可是四连杆的复杂结构的成本和效率都要高出差速转向很多，四个伺服电机会使制造成本很高，同时在效率上也是有些差距。此次设计是试验机型，所以主要考虑综合性能和本次设计的要求和目的不考虑成本，效率等因素，选择试验效果最佳的选项即差速转向作为本设计的转向方案。
2.1.3驱动装置的选择
根据设计需求，选择驱动装置为：
选择两个150W，12V的直流无刷伺服电机作为驱动电机
选择两个36W，12V的直流无刷伺服电机作为转向电机
选择参数为100Ah，12V×2并联的蓄电池，适用于工业车辆，免维护。
2.1.4技术指标
车辆尺寸：长1000mm 宽650mm 高380mm
行进方式：前进后退，左右转弯
最大承载：200kg
车连速度：最大速度1m/s，最佳时速保持在0.5m/s
工作时长：180分钟
位置精度：±20mm
2.2原动机选用依据
功率和扭矩这两大因素是原动机选用的重要依据，在功率上，原动机输出功率要大于行驶过程中所受到各种各样阻力所做的功；扭矩方面，车辆在经过减速后的输出扭矩要大于阻力矩。
2.2.1转向伺服电机的选择
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