基于SolidWorks的AGV车架的结构设计★

2020-03-14陈媛媛

机械管理开发 2020年1期

陈菁，陈媛媛

（1.青岛理工大学琴岛学院，山东青岛 266106； 2.海口经济学院，海南海口 570203）

引言

AGV小车是一种以蓄电池为动力，装有特定导向机构的自动驾驶运输车。AGV小车的功能主要是，在上位机控制下，将特定的物料沿复杂路径，以一定的停位精度输送至特定的位置上[1]。

AGV小车主要包括：车体、充电电池、控制系统、驱动装置、转向装置等。其中车体由车架和相应的机械电气结构组成。AGV车车架是AGV车机械部分的关键，要求有足够的刚度和强度以满足车体运行时的要求，常采用焊接钢结构，车架外壳为3 mm左右的钢板或铝合金板。目前市场上AGV车车架的结构较为复杂，生产成本较高[2]。因此本文以AGV小车的车架为研究对象，运用SolidWorks软件，设计一种结构简单的AGV小车车架。本文所设计的AGV车架结构简单，生产成本低，并且已在青岛微科机器人有限公司得到了应用。

本文所设计的AGV车车架结构示意图如图1和图2所示。AGV车车架主要包括内车架和外车架。其中内车架主要用于安装驱动元件和电控器件，外车架主要用于安装安全防护元件。

图1 AGV车车架顶部的结构示意图

图2 AGV车车架底部的结构示意图

1AGV车车架

车架是装配AGV其他零部件的主要支撑装置，是运动中的主要部件之一，主要分为底部和顶部两个部分。顶部用于安装各种控制和通讯设备。底部则安装轮子、各种传感器和驱动电机，顶部和底部用可拆卸联接，便于安装和拆卸，总的来说AGV车架相当于汽车底盘，是AGV机械部分的关键。车架设计及工艺的合理性直接影响AGV的定位精度，应满足的主要条件如下[3]：

1）车体的强度和刚度必须满足小车承载及运行加速时的要求；

2）在保证车体有足够刚度的条件下，尽量减轻车体的质量，以提高有效承载质量；

3）尽量降低车体重心，提高整车的抗倾翻能力；

4）车体的外廓不应有突出部分，以防止碰撞其他物体。

本文根据以上所述要求，利用SolidWorks软件设计一款AGV车车架。本文所设计车架可以使AGV车体重心较低，较有利于抗倾翻。

1.1 AGV车车架顶部结构

如上页图1所示，AGV车车架的顶部主要设计电控箱、电控主器件安装板和电池保护罩。电控箱安装在AGV车车架顶部一端，主要放置电控辅器件，电控辅器件包括电路板和开关按钮。电控主器件安装板同样安装在AGV车车架顶部，厚度是2 mm。电控主器件安装板上设计电机安装孔和驱动器安装孔，电机安装孔用于固定AGV车电机，驱动器安装孔用于固定AGV车驱动器。电池保护罩由三块厚度为2 mm的钢板焊接在一起，用于防护AGV车电池。

1.2 AGV车车架底部结构

如上页图2所示，AGV车车架底部主要设计安全防护元件安装板和驱动轮安装座。安全防护元件安装板用于固定安全防护元件。安全防护元件安装板上设计激光传感器安装孔，安全防撞条安装孔。激光传感器安装孔用于固定AGV车激光传感器，安全防撞条安装孔用于固定AGV车安全防撞条。驱动轮安装座固定在AGV车车架底部，用于支撑AGV车驱动轮。