智能电动摆渡车线控平台硬件的设计(附件)【字数：6589】

目 录
一、引言 1
（一）课题的背景 1
（二）课题研究的意义 1
（三）国内外发展 2
二、机械设计方案 3
（一）制动系统 3
（二）转向系统设计 3
三、控制系统的硬件设计 5
（一）PLC的选用 5
（二）电机驱动电路设计 7
（三）通信模块GCAN204 8
（四）工业遥控器A1012 11
（五）传感器的设计 11
四、硬件的测试 12
（一）硬件系统的调试 12
（二）路试 12
五、结论 13
致谢 14
参考文献 15
一、引言
（一）课题的背景
随着社会、科技的进步，生产技术的发展和社会背景的不断多样化，智能电动车延伸的产品越来越多，它们在我们的生活当中随处可见，比如物流运输等方面。智能机器人的主要目的是通过在社会生活中集成智能设计，可以针对性解决相关的问题，比如推理等，利用高新技术的发展，制造出先进的机器，加快经济发展。所以人们愈加关注智能交通运输的研究，对其开发投入了更多的兴趣，它本身所具有的激励体系使其进入不同的发展阶段。
智能电动摆渡车，又称无人车，它作为一种综合系统，里面融合了多学科的技术，涵盖了模式识别等。智能电动班车无需人工操作，通过GPS定位系统，可以根据设定的集体目的地选择最合适的路线，并沿路线进行追踪。它在整个的过程中，能够面对不同的障碍物，正确进行识别，合理避让。除此之外，智能电动车要保持安全的车距，自动调节速度快慢，保证前后车辆的紧急制动。（如图11所示）
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图11 智能电动摆渡车
（二）课题研究的意义
城市发展过程中，需要畅通交通运输，特别是大城市的客、货转运方面，需要大量的摆渡车参与其中。发展智能摆渡车，就是大力发展智慧城市交通，它可以更好地服务于机场航站楼等区域，一直发挥着不可替代的作用。大力发展无人驾驶智能摆渡车是大势所趋，符合社会发展的要求，在提高运载效率的同时，提升了服务质量。
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障碍物，其中感知引导线的设计必不可少。它可以充当车的眼睛。同时避障系统的设计至关重要，它被认为是整车的控制中心，能够针对不同的障碍物进行有效识别，发挥指令，实现自动跟踪。所以车辆能够在正常行驶过程中，自动避开前方的物体，就需要传感引导线与避障系统两者进行相互配合，按照相关的指令指引，对不同的路线做出正确选择，确保顺利完成工作。
（三）国内外发展
从发展的历程来看，它可以分为3个重要的阶段：
第一阶段：二十世纪初的这种汽车被称作AGV，它主要用来形成汽车装配线，而重型工具如拖车等，将被淘汰。
第二阶段：二十世纪八十年代。电子计算机技术的日趋成熟，使得研究智能电动摆渡车方面更加深入。欧洲国家投入大量的人力和财力开展研究，并且将研究的项目命名为普罗米修斯。而美国开始了自动化高速公路系统开发，日本致力于高速公路辅助驾驶的研究，短短几年的时间里，世界各国都在加强智能电动公交车的研究，并且应用更加广泛。
第三阶段：扩大了智能电动摆渡车的研究规模，进一步优化了它的系统，而且技术方面也更加成熟。美国在该方面所取得的成就最具代表性。它们研发的全自动智能功能车一共有十辆，这也意味着研究上升到了新的发展阶段，技术变得更加成熟。
国内在研究智能电动车摆渡方面，还远不如国外一些国家。这是因为我国在该方面的研究重视程度不够，直至上世纪八十年代，这项研究才正式拉开序幕。从当前来看，国内在研究智能电动摆渡车方面，技术还不够成熟。
无人驾驶汽车技术的出现，促进了我国智能电动汽车技术的提高。我国在一九九二年出现了首辆无人驾驶汽车，它并没有改变原有的人类驾驶系统，而是利用计算和系统进行操作车辆，完全取代了人类的行为。
清华大学与中国科学院强强联手，开发了新一代的智能车，它能够应对不同的路况，实施有针对的行为操作，所以它不但大大提高了速度，而且可以满足基本道路的驾驶需求。
作为高新技术代表的智能电动摆渡车，它必将成为推动经济快速发展的重要因素，同时也是我国加快发展自动化的必然选择，也是与信息技术融合发展的趋势。除此之外，国家政策的大力扶持，资金的加大投入，将推动智能电动摆渡车实现持续健康的发展。
二、机械设计方案
（一）制动系统
一般制动系统的工作原理可用图21所示的一种简单钳盘式制动系统工作原理示意图来说明。
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图21 盘式制动系统构造
盘式制动系统结构如图21所示。制动盘固定在轮毂上，随车轮转动。卡钳固定在轴上，既不能实现旋转，也不能跟着制动盘的轴线进行移动。两个制动轮缸活塞分别安装在制动钳中，分别按压制动盘两侧的制动片。当司机踩下刹车制动踏板想要停车时，这时制动轮缸的液压系统就会上升，使得活塞被轻微的推出，制动块将会夹紧制动盘从而产生一定阻力，完成制动刹车。
（二）转向系统设计
齿轮齿条式的转向系统设计一共分为两种方式，一种是两端输出式，而另一种则是中间输出式，或者称为单端输出式。(如图22所示)

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