عنوان :
بررسي اصول حاكم بر طراحي و عملكرد خودروهاي هدايت شونده خودكار و ارائه راهكار جهت بهينهسازي آنها
عنوان به انگليسي :
A Study on the Principles Governing the Design and Performance of Automatic Guided Vehicles and Providing Solutions for Their Optimization
نويسنده اصلي :
اكبريان اميرحسين Akbarian Amirhossein
استاد راهنما :
زارع مهرجردي مهدي Zare Mehrjardi Mahdi
استاد مشاور :
زارع ده آبادي اميرعباس Zare Dehabadi Amir Abbas
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
كليدواژه فارسي :
وسايل نقليه هدايت شونده خودكار، فناوريهاي ناوبري، شبيهسازي حركت، بهينهسازي طراحي
كليدواژه لاتين :
Autonomous Guided Vehicles, Navigation Technologies, Motion Simulation, Design Optimization
چكيده :
وسايل نقليه هدايت شونده خودكار به رباتهايي گفته ميشود كه قادرند بدون دخالت انسان در مسيرهاي از پيش تعيين شده حركت كنند. اين وسايل نقليه به طور معمول در صنايع توليدي و انبارها براي حمل و نقل مواد استفاده ميشوند و مجهز به حسگرها، دوربينها و فناوريهاي ناوبري هستند تا بتوانند حركتهاي مستقلي از نقطهاي به نقطه ديگر داشته باشند. استفاده از اين وسايل در صنايع متفاوت و وجود تنوع در ابعاد و وزن كالاها و همچنين روشهاي ناوبري متفاوت و ميزان دقت در آنها منجر به طراحي و ساخت نمونههاي مختلفي از آنها شدهاست. در پژوهش حاضر به مطالعه سير توسعه اين تجهيزات در صنايع كاشي و سراميك پرداخته شده و يك نمونه پركاربرد از آنها كه تيجيوي ناميده ميشود بطور دقيقتر مورد بررسي قرار گرفتهاست. اين وسيله در شش نقطه مجهز به چرخهاي محرك و متحرك ميباشد و با استفاده از چهار جك هيدروليك كه بر روي آن نصب شده پالتها را جابجا ميكند. در پژوهش حاضر ابتدا به وسيله نرمافزار كتيا يك نمونه از اين وسيله بازطراحي شده و پس از آن به كمك محيط سيماسكيپ نرمافزار متلب حركت آن شبيهسازي گرديدهاست تا عملكرد سيستم تحت شرايط مختلف مورد ارزيابي قرار گيرد. با كمك اين شبيهسازي حركتي، نيروها و گشتاورهاي ايجاد شده در مفاصل و همچنين نيروي اصطكاك چرخ با زمين در شرايط مختلف حركتي استخراج شدهاست. با داشتن مقدار نيرو و گشتاورها در مفاصل به وسيله نرمافزار آباكوس تنشهاي ناشي از اين نيروها و گشتاورها محاسبه شده و براي قطعات اصلي ضريب اطمينان طراحي بر اساس معيار گودمن محاسبه گرديدهاست و شرايط كاركرد و عمر قطعه مورد بررسي به كمك نمودار تنش- سيكل كاري (S-N) ارائه شدهاست. نتايج نشان ميدهد كه نيروي اصطكاك در چرخهاي محرك رابطه مستقيمي با شتاب تجهيز داشته و در زمانهاي حركت تجهيز با سرعت معين مقدار آن ثابت و بدون تغيير ميباشد. نيروها و گشتاورهاي محاسبه شده در مفاصل كاملاً وابسته به جنس اجزاء درگير و نوع ياتاقان مورد استفاده بوده و ميتواند بصورت بهينه انتخاب شود. همچنين خروجي مطالعه حاضر ميتواند به شناسايي تأثير كيفيت طراحي هر يك از اجزاء تجهيز بر عملكرد كلي سيستم كمك كند. بطور كلي ميتوان بيان نمود كه روش تجزيه و تحليل مورد استفاده در مطالعه حاضر اين امكان را فراهم ميسازد كه مسيري براي بهينهسازي طراحي و عملكرد اجزاء وسايل نقليه هدايت شونده خودكار هموار شده و با حركت در آن، زمينه بهبود كارايي و كاهش هزينههاي عملياتي اين تجهيزات بيش از پيش محقق گردد.
چكيده انگليسي :
Automated guided vehicles (AGVs) are robots that are able to move along predetermined routes without human intervention. These vehicles are typically used in manufacturing industries and warehouses to transport materials and they are generally equipped with sensors, cameras and navigation technologies to enable autonomous movement from point to point. The use of these devices in different industries and the existence of variations in the dimensions and weight of goods and loads as well as different navigation methods and the level of accuracy in them, have led to the design and construction of different types of them. In this thesis, the development of these equipments in the tile and ceramic industries has been studied and a widely used type of them, which is called TJV, has been examined in more detail. This device is equipped with driving and moving wheels at six points and transports the pallets using four hydraulic jacks installed on it. In the present research, at first, a sample of this device was redesigned using the Catia software, and then its movement was simulated using the Simscape Multibody of the MATLAB software in order to evaluate the performance of the system under different conditions. Using this movement simulation, the forces and torques created in the joints as well as the friction force between the wheels and the ground in different movement conditions have been extracted. With the amount of forces and torques on the each of joints, the stresses caused by these forces and torques have been calculated by Abaqus software, and for the main parts, the design safety factor has been calculated based on Goodman's criterion, and the working conditions and life cycle of the parts are examined using the stress-work cycle (S-N) diagram. The results show that the friction force in the driving wheels has a direct relationship with the acceleration of the TGV and its value is constant during vehicle movement at a certain speed. The forces and torques calculated in the joints are completely dependent on the type of applied components and the bearings and can be optimally selected. Also, the output of the present study can help to identify the effect of the design quality of each component on the overall performance of the AGV system. In general, it can be stated that the analysis method used in the present study makes it possible to pave a path for optimizing the design and performance of the components of AGVs and by moving in this direction, the field of improving the efficiency and reducing the operational costs of these equipments will be realized even more.
تاريخ دفاع :
9/16/2024 12:00:00 AM
واردكننده اطلاعات :
اميرحسين اكبريان