一種自動搬運小車的機械裝置設(shè)計研究

翟彥飛

（雅安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 雅安 625000）

1 控制系統(tǒng)設(shè)計方案

隨著自動化水平的提高，很多大型企業(yè)很少用人工進行物料的搬運、轉(zhuǎn)運等工作，而是通過AGV搬運小車完成的。但是對于一般的企業(yè)、尤其是普通家用搬運，大多還是使用的人力。基于此設(shè)計一款自動搬運小車，可以幫助搬運一些小物品，減輕勞動強度，方便家用。本文設(shè)計的自動小車核心控制系統(tǒng)為單片機，小車的啟動、停止由外圍感應(yīng)電路組成，系統(tǒng)設(shè)計框圖如圖1所示。太陽能電池板儲存電能，供電給電動機，電動機運動信號傳輸?shù)絾纹瑱C中進行控制。小車上裝有位移傳感器，當(dāng)?shù)竭_目標(biāo)位置后，傳感器得到信號，并將信號反饋給單片機，單片機進行處理后控制電機的正反轉(zhuǎn)，達到物品搬運的目的。

圖1 系統(tǒng)設(shè)計框圖

2 搬運小車機械結(jié)構(gòu)圖

本文設(shè)計的搬運小車主要包括運動輪、電機、傳動裝置、軸、載物臺、太陽能電池板、電池板支撐架、電路板，三視圖如圖2所示。

如圖2所示，太陽能電池板儲存電能，給電機供電，電機得電后，帶動主動齒輪轉(zhuǎn)動，主動齒輪帶動與之嚙合的從動齒輪轉(zhuǎn)動，從動齒輪安裝在運動輪軸上，這樣從動齒輪轉(zhuǎn)動的時候?qū)舆\動輪軸轉(zhuǎn)動，運動輪直接固定在運動輪軸上，這樣就會帶動整個小車移動。為了設(shè)計的簡單化，傳動裝置選擇一對嚙合的錐齒輪，把電機軸的轉(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)化成移動運動。

圖2 機械結(jié)構(gòu)三視圖

3 太陽能電池板型號選擇

太陽能電池板主要是用于給電機供電，太陽能電池板提供的功率與很多因素有關(guān)，比如，電池板的面積、光照時間以及電池板的角度等。

本文選擇電池板長、寬和高數(shù)值為：528×296×30mm。這款電池板所能提供的電壓為21.5V，峰值電壓17.4V，峰值功率為15W。

4 電動機的選擇

電動機是自動搬運小車的供能裝置，但是電動機品類眾多，為了使設(shè)計的小車搬運靈活，而且能載重物體，選擇永磁直流電動機，因為永磁直流電動機具有以上設(shè)計所需的所有優(yōu)勢，并且要想換向只需要改電動機的輸入電壓的正負極就可以了。因為太陽能電池板型號已經(jīng)選定，所以電動機選擇的參數(shù)要和太陽能電板的參數(shù)相匹配，因此選取的電動機的參數(shù)為：輸入電壓12V，空載轉(zhuǎn)速9800r/min、電流0.99A。

5 小車應(yīng)用舉例

荷花栽培有池塘栽培、盆缸栽培和沉水栽培三種。對于盆缸栽培，查詢相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)荷花喜歡充足陽光，不耐陰。荷花盆一般比較大，加上有荷塘泥還有水就更重了，這樣搬來搬去比較麻煩。可以借助本款設(shè)計的自動搬運小車，應(yīng)用圖如圖3所示。太陽光出現(xiàn)，太陽能電池板蓄電，電動機供電工作，小車行走，走到向陽處小車在位移傳感器作用下斷開電動機，小車停止行走。太陽落山后利用儲存的電能，電動機開始反轉(zhuǎn)，小車向之前的位置走，走到設(shè)置好的位置，位移傳感器工作，斷開電動機，小車回到原位。

圖3 小車應(yīng)用效果圖

6 結(jié)語

本文設(shè)計的自動搬運小車主要應(yīng)用于家用物品的搬運，占地面積小，方便使用。以單片機為核心控制部件，結(jié)合位移傳感器，可以使小車正向、逆向運行，實現(xiàn)自動化搬運，并且使用了太陽能電池板供電，可以節(jié)約能源。設(shè)計的小車在家庭搬運中具有一定的使用價值和應(yīng)用前景。