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    AGV是(Automated Guided Vehicle)的缩写,意即“自动导引运输车”,是指装备有电磁光学等自动导引装置,它能够沿规定的导引路径行驶,具有安全保护以及各种移载功能的运输车,AGV属于轮式移动机器人(WMR――Wheeled Mobile Robot)的范畴。AGV主要三项技术:铰链结构、发动机分置技术和能量反馈。

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    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 自动导引运输车 英文名: Automated Guided Vehicle
    简称: AGV 应用领域: 工业、军事、交通运输、电子等

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    AGV概述/AGV 编辑

    AGVAGV
    AGV是自动导引运输车(Automated Guided Vehicle)的英文缩写。是指装备有电磁或光学等自动导引装置,能够沿规定的导引路径行驶,具有安全保护以及各种移载功能的运输车,AGV属于轮式移动机器人WMR――Wheeled Mobile Robot)的范畴。更直接点:AGV就是无人驾驶(Driverless)的运输车。

    AGV一般以电池为动力,目前也有用非接触能量传输系统--CPS(contactless Power System)为动力的。AGV装有非接触导航(导引)装置,可实现无人驾驶的运输作业。它的主要功能表现为能在计算机监控下,按路径规划和作业要求,精确地行走并停靠到指定地点,完成一系列作业功能。

    AGV以轮式移动为特征,较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。与物料输送中常用的其他设备相比,AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置,不受场地、道路和空间的限制。因此,在自动化物流系统中,最能充分地体现其自动性柔性,实现高效、经济、灵活的无人化生产。

     

    AGV优势/AGV 编辑

    1、安全性高
    为确保AGV在运行过程中自身安全、现场人员及各类设备的安全,AGV采取多级硬件、软件的安全措施。

    保险扛:在AGV的外围设有红外光非接触式防碰传感器和接触式防碰传感器,AGV一旦在一定距离范围内感应到障碍物即减速行驶,如障碍物位于更近的范围内感应到障碍物即减速行驶,如障碍物位于更近的范围内则停驶,直到障碍解除,AGV再自动恢复正常行驶。

    信号灯:AGV安装有醒目的信号灯和电子音乐播放器,以提醒周围的操作人员避让。

    声光报警:一旦发生故障,AGV将自动进行声光报警,同时无线通讯通知AGV监控系统。

    2、作业效率高。
    传统的叉车和拖车作业,需要有人驾驶。而叉车或拖车司机在工作期间需要吃饭喝水、休息,还可能发生怠工等影响作业效率的事件,另外叉车和拖车工作到一定时间还需要开到充电间进行充电,导致实际工作负荷不足70%,而AGV作为自动化物料搬运设备,可在线充电,24H满负荷作业,具有人工作业无法比拟的优势。

    3、投入成本较低。
    通过最近几年的飞速发展,AGV的购置费已降低到与叉车比较接近的水平,而人工成本每年却不断上涨。两相比较,少人化的收益日益明显。

    4、管理难度小。
    叉车或拖车司机作为一线操作人员,通常劳动强度大、收入不高,员工的情绪波动较大,离职率也比较高,给企业管理带来较大的难度。而AGV可有效规避管理上的风险,特别是近年来频现的用工荒现象。

    5、可靠性高。
    相对于叉车及拖车行驶路径和速度的未知性,AGV的导引路径和速度却是非常明确的,因此大大提高了物料搬运的准确性;同时,AGV还可做到对物料的跟踪监控,可靠性得到极大提高。

    6、降低产品损伤。
    AGV可大大减少叉车工野蛮操作对产品本身及包装的损伤风险。

    7、较好的柔性和可拓展性。
    AGV系统可允许最大限度地更改路径规划,具有较好的灵活性。同时,AGV系统已成为工艺流程中的一部分,可作为众多工艺连接的纽带,因此,具有较高的可扩展性。

    AGV发展历史/AGV 编辑

    复杂的AGV产品复杂的AGV产品
    AGV扮演物料运输的角色已经50多年了。第一辆AGV诞生于1953年,它是由一辆牵引式拖拉机改造而成的,带有车兜,在一间杂货仓库中沿着布置在空中的导线运输货物。到上世纪五十年代末到六十年代初期时,已有多种类型的牵引式AGV用于工厂和仓库。

    20世纪70年代,基本的导引技术是靠感应埋在地下的导线产生的电磁频率。通过一个叫做“地面控制器”的设备打开或关闭导线中的频率,从而指引AGV沿着预定的路径行驶。

    20世纪80年代末期,无线式导引技术引入到AGV系统中,例如利用激光和惯性进行导引,这样提高了AGV系统的灵活性和准确性,而且,当需要修改路径时,也不必改动地面或中断生产。这些导引方式的引入,使得导引方式更加多样化了。

    从20世纪80年代以来,自动导引运输车(AGV)系统已经发展成为生产物流系统中最大的专业分支之一,并出现产业化发展的趋势,成为现代化企业自动化装备不可缺少的重要组成部分。在欧、美等发达国家,发展最为迅速,应用最为广泛;在亚洲的日本和韩国,也得到迅猛的发展和应用,尤其是在日本,产品规格、品种、技术水平、装备数量及自动化程度等方面较为丰富,已经达到标准化、系列化、流水线生产的程度。在我国,随着物流系统的迅速发展,AGV的应用范围也在不断扩展,如何能够开发出能够满足用户各方面需求(功能、价格、质量)的AGV系统技术是未来我们必须面对的现实问题。

    发展模式

    简易的AGC产品简易的AGC产品
    第一种是以欧美国家为代表的全自动AGV技术,这类技术追求AGV的自动化,几乎完全不需要人工的干预,路径规划和生产流程复杂多变,能够运用在几乎所有的搬运场合。这些AGV功能完善,技术先进;同时为了能够采用模块化设计,降低设计成本,提高批量生产的标准,欧美的AGV放弃了对外观造型的追求,采用大部件组装的形式进行生产;系列产品的覆盖面广:各种驱动模式,各种导引方式,各种移载机构应有尽有,系列产品的载重量可从50kg到60000kg(60吨)。尽管如此,由于技术和功能的限制,此类AGV的销售价格仍然居高不下。此类产品在国内有为数不多的企业可以生产,技术水平与国际水平相当。

    第二种是以日本为代表的简易型AGV技术--或只能称其为AGC(Automated Guided Cart),该技术追求的是简单实用,极力让用户在最短的时间内收回投资成本,这类AGV在日本和台湾企业应用十分广泛,从数量上看,日本生产的大多数AGV属于此类产品(AGC)。该类产品完全结合简单的生产应用场合(单一的路径,固定的流程),AGC只是用来进行搬运,并不刻意强调AGC的自动装卸功能,在导引方面,多数只采用简易的磁带导引方式。由于日本的基础工业发达,AGC生产企业能够为其配置上几乎简单得不能再简单的功能器件,使AGC的成本几乎降到了极限。这种AGC在日本80年代就得到了广泛应用,2002到2003年达到应用的顶峰。由于该产品技术门槛较低,目前国内已有多家企业可生产此类产品。

    国外发展

    世界上第一台AGV是由美国Barrett电子公司于20世纪50年代初开发成功的,它是一种牵引式小车系统,可十分方便地与其他物流系统自动连接,显著地提高劳动生产率,极大地提高了装卸搬运的自动化程度。

    1954年英国最早研制了电磁感应导向的AGV,由于它的显著特点,迅速得到了应用和推广。
    1960年欧洲就安装了各种形式、不同水平的AGVS 220套,使用了AGV 1300多台。到了70年代中期,由于微处理器及计算机技术的普及,伺服驱动技术的成熟促进了复杂控制器的改进,并设计出更为灵活的AGV。

    1973年,瑞典VOLVO公司在KALMAR轿车厂的装配线上大量采用了AGV进行计算机控制装配作业,扩大了AGV的使用范围。70年代末,欧洲约装备了520个AGV系统,共有4800台小车,1985年发展到10000台左右。其应用领域分布为:汽车工业(57%),柔性制造系统FMS(8%)和柔性装配系统FAS(44%).
    20世纪80年代末,国外的AGV达到发展的成熟阶段,此时美国的AGV生产厂商从1983年的23家剧增至1985年的74家。1984年,美国通用汽车公司完成了它的第一个柔性装配系统(FAS),从此该公司就成为当时AGV的最大用户。

    1986年已达1407台(包括牵引式小车、叉车和单兀装卸小车),1987年又新增加1662台。美国各公司在欧洲技术的基础上将AGV发展到更为先进的水平,他们采用更先进的计算机控制系统,运输量更大,移载时间更短,小车和控制器的可靠性更高。

    日本在1963年首次引进AGV,其第一家AGV工厂于1966年由一家运输设备供应厂商与美国的Webb公司合资建成。1976年后,日本对AGV的发展给予了高度重视,每年增加数十套AGV系统,有神钢电机、平田电机、住友重机等27个主要生产厂商生产几十种不同类型的AGV。

    1981年,日本的AGV总产值为60亿日元,1985年已上升到200亿日元,平均每年以20%的速度递增,1986年,日本累计安装了2312个AGVS,拥有5032台AGV,到1990年日本拥有AGV约一万台。

    到1988年,日本AGV制造厂已达47家,如大福,Fanuc公司、Murata(村田)公司等,广泛应用于汽车制造、机械、电子、钢铁、化工、医药、印刷、仓储、运输业和商业上。

    中国发展

    中国AGV发展历程较短,但一直以来不断加大在这一领域的投入,以改变我国AGV长期依赖进口的局面。经过不懈地努力终于取得了一定的成效,北京起重运输机械研究所、清华大学、中国邮政科学院邮政科学研究规划院、中国科学院沈阳自动化所、大连组合机床研究所、国防科技大学和华东工学院都在进行不同类型的AGV的研制并小批投入生产。
    1976年,北京起重机械研究所研制出第一台AGV,建成第一套AGV滚珠加工演示系统,随后又研制出单向运行载重500公斤的AGV,双向运行载重500kg、1000kg、2000kg的AGV,开发研制了几套较简单的AGV应用系统。
    1988年,原邮电部北京邮政科学技术研究所研制了邮政枢纽AGV。
    1991年起,中科院沈阳自动化研究所/新松机器人自动化股份研究公司为沈阳金杯汽车厂研制生产了客车6台AGV用于汽车装配线中,可以说是汽车工业中用得比较成功的例子,并于1996年获国家科学技术进步三等奖。
    1992年,天津理工学院研制了核电站用光学导引AGV。
    1995年,我国的AGV技术出口韩国,标志着我国自主研发的机器人技术第一次走向了国际市场。
    在国内AGV的技术来源有两种模式:一种是引进技术;一种是自有知识产权的技术。两种模式目前都涵盖AGV的所有技术,技术水平并无多大差别。引进技术主要是瑞典NDC的AGV控制系统技术,据了解NDC目前在国内现有3家合作伙伴。

    AGV现状/AGV 编辑

    随着物流系统的迅速发展,AGV的应用范围也在不断扩展,AGV系统,研究设计一种基于电磁导航的无人驾驶小车系统方案.通过实际硬件实验,系统能够达到预期设计要求,能够广泛运用于工业、军事、交通运输、电子等领域,具有良好的环境适应能力,很强的抗干扰能力和目标识别能力。[1]

    AGV系统/AGV 编辑

    AGV系统的控制是通过物流上位调度系统、AGV地面控制系统及AGV车载控制系统三者之间的相互协作完成的,对该系统的理解,有一个非常恰当而通俗易懂的例子:

    假设某市有一家出租车公司,该公司管理先进,每辆出租车都装全球定位系统(GPS),这样在公司的监控中心就可以清楚地知道每辆车的位置及行驶路线,司机可通过无线通信随时向公司汇报此时车辆的载客情况。
    当有客户需要乘坐出租车时,客户可以打电话到出租车公司的客户中心,说明他当前所在的位置,以及要到达的目的地,这里,我们可将客户的电话理解为来自物流调度系统的需求,出租车公司的客户中心理解为AGV的地面控制系统,即AGV系统的上位。  

    客户中心收到客户的电话后,可以通过无线电话与出租车司机联系,选择离客户最近,又正好空闲的车辆A前往接客,就像AGV的地面控制系统进行的车辆和任务分配;在车辆A前往接客的途中,客户中心可能又接到报告,有空闲车辆B离客户更近,那么客户中心将及时通知车辆B去接客户,取消车辆A的任务,这就是AGV地面控制系统的动态车辆调度。客户中心对出租车将要行驶道路的交通状况也了如指掌,能够及时通知各个司机选择最便捷的道路行驶,该道路所需时间最短,但不一定是路程最短,因为,最近路程的道路上可能发生了交通阻塞,这就是AGV地面系统中所完成的路径搜索和路径分配的工作。

     AGV系统的控制过程就类似这样一家管理先进的出租车公司,物流上位调度系统、AGV地面控制系统和AGV车载控制系统分别相当于客户、客户中心和出租车司机,AGV地面控制系统和各台AGV之间通过无线通信来交换信息,调度AGV的作业,并为其选择路径(线),确保交通通畅。AGV是以电池为动力的,当电量不足时,会向地面控制系统发出充电请求,在得到允许后,前往充电站自动充电,在充电期间,AGV地面控制系统不会向此AGV分配任何任务,就与出租车进了加油站不再载客一样。

    系统构成

     

    AGV系统的硬件结构AGV系统的硬件结构

    曾有国外专家对AGV控制系统需解决的主要问题做了恰当的比喻:Where am I? (我在哪里?)Where am I going?(我要去哪里?) How can I get there?(我怎么去?),这三个问题归纳起来分别就是AGV控制系统中的三个主要技术:AGV的导航(Navigation),AGV的路径规划(Layout designing),AGV的导引控制(Guidance)。为了能够解决好这些问题,AGV系统的构成也必然复杂:

    AGV控制系统分为地面(上位)控制系统、车载(单机)控制系统及导航/导引系统,其中,地面控制系统指AGV系统的固定设备,主要负责任务分配,车辆调度,路径(线)管理,交通管理,自动充电等功能;车载控制系统在收到上位系统的指令后,负责AGV的导航计算,导引实现,车辆行走,装卸操作等功能;导航/导引系统为AGV单机提供系统绝对或相对位置及航向。

    AGV系统是一套复杂的控制系统,加之不同项目对系统的要求不同,更增加了系统的复杂性,因此,系统在软件配置上设计了一套支持AGV项目从路径规划、流程设计、系统仿真(Simulation)到项目实施全过程的解决方案。上位系统提供了可灵活定义AGV系统流程的工具,可根据用户的实际需求来规划或修改路径或系统流程;而下位系统也提供了可供用户定义不同AGV功能的编程语言。 

    地面控制

    AGV地面控制系统(Stationary System)即AGV上位控制系统,是AGV系统的核心。其主要功能是对AGV系统(AGVS)中的多台AGV单机进行任务分配,车辆管理,交通管理,通讯管理等。

    任务管理:任务管理类似计算机操作系统的进程管理,它提供对AGV地面控制程序的解释执行环境;提供根据任务优先级和启动时间的调度运行;提供对任务的各种操作如启动、停止、取消等。

    车辆管理:车辆管理是AGV管理的核心模块,它根据物料搬运任务的请求,分配调度AGV执行任务,根据AGV行走时间最短原则,计算AGV的最短行走路径,并控制指挥AGV的行走过程,及时下达装卸货和充电命令。
    交通管理:根据AGV的物理尺寸大小、运行状态和路径状况,提供AGV互相自动避让的措施,同时避免车辆互相等待的死锁方法和出现死锁的解除方法;AGV的交通管理主要有行走段分配和死锁报告功能。
    通讯管理:通信管理提供AGV地面控制系统与AGV单机、地面监控系统、地面IO设备、车辆仿真系统及上位计算机的通信功能。和AGV间的通信使用无线电通信方式,需要建立一个无线网络,AGV只和地面系统进行双向通信,AGV间不进行通信,地面控制系统采用轮询方式和多台AGV通信;与地面监控系统、车辆仿真系统、上位计算机的通信使用TCP/IP通信。

    车辆驱动:小车驱动负责AGV状态的采集,并向交通管理发出行走段的允许请求,同时把确认段下发AGV。

    安全系统:对于载重移动机器人与活动的人员及复杂工厂环境而言,智能AGV搬运机器人的安全性是其设计的重中之重。很多企业在选择和要求AGV各种功能的时候往往忽略了AGV安全性,也有很多AGV制造厂商因为没有掌握AGV安全技术核心没有研发安全系统的团队或无法进行深度安全避障研究,贸然使用一些本来就存在安全隐患的技术和避障模块,甚至有的厂商极不负责的使用一些廉价的淘汰技术和安全产品。

    车载控制

    AGV车载控制系统(Onboard System),即AGV单机控制系统,在收到上位系统的指令后,负责AGV单机的导航,导引,路径选择,车辆驱动,装卸操作等功能。

    导航(Navigation):AGV单机通过自身装备的导航器件测量并计算出所在全局坐标中的位置和航向。

    导引(Guidance):AGV单机根据目前的位置、航向及预先设定的理论轨迹来计算下个周期的速度值和转向角度值即,AGV运动的命令值。

    路径选择(Searching):AGV单机根据上位系统的指令,通过计算,预先选择即将运行的路径,并将结果报送上位控制系统,能否运行由上位系统根据其它AGV所在的位置统一调配。AGV单机行走的路径是根据实际工作条件设计的,它有若干“段”(Segment)组成。每一“段”都指明了该段的起始点、终止点,以及AGV在该段的行驶速度和转向等信息。
    车辆驱动(Driving):AGV单机根据导引(Guidance)的计算结果和路径选择信息,通过伺服器件控制车辆运行。

    导航导引/AGV 编辑

    AGVAGV
    AGV之所以能够实现无人驾驶,导航和导引对其起到了至关重要的作用,随着技术的发展,目前能够用于AGV的导航/导引技术主要有以下几种:
    1、直接坐标 (Cartesian Guidance)
    用定位块将AGV的行驶区域分成若干坐标小区域,通过对小区域的计数实现导引,一般有光电式(将坐标小区域以两种颜色划分,通过光电器件计数)和电磁式(将坐标小区域以金属块或磁块划分,通过电磁感应器件计数)两种形式,其优点是可以实现路径的修改,导引的可靠性好,对环境无特别要求。缺点是地面测量安装复杂,工作量大,导引精度和定位精度较低,且无法满足复杂路径的要求。
    2、电磁导引(Wire Guidance)
    电磁导引是较为传统的导引方式之一,目前仍被许多系统采用,它是在AGV的行驶路径上埋设金属线,并在金属线加载导引频率,通过对导引频率的识别来实现AGV的导引。其主要优点是引线隐蔽,不易污染和破损,导引原理简单而可靠,便于控制和通讯,对声光无干扰,制造成本较低。缺点是路径难以更改扩展,对复杂路径的局限性大。
    3、磁带导引 (Magnetic Tape Guidance)
    与电磁导引相近,用在路面上贴磁带替代在地面下埋设金属线,通过磁感应信号实现导引,其灵活性比较好,改变或扩充路径较容易,磁带铺设简单易行,但此导引方式易受环路周围金属物质的干扰,磁带易受机械损伤,因此导引的可靠性受外界影响较大。
    4、光学导引(Optical Guidance)
    在AGV的行驶路径上涂漆或粘贴色带,通过对摄像机采入的色带图象信号进行简单处理而实现导引,其灵活性比较好,地面路线设置简单易行,但对色带的污染和机械磨损十分敏感,对环境要求过高,导引可靠性较差,精度较低。
    5、激光导航(Laser Navigation)
    激光导引是在AGV行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板,AGV通过激光扫描器发射激光束,同时采集由反射板反射的激光束,来确定其当前的位置和航向,并通过连续的三角几何运算来实现AGV的导引。
    此项技术最大的优点是,AGV定位精确;地面无需其他定位设施;行驶路径可灵活多变,能够适合多种现场环境,它是目前国外许多AGV生产厂家优先采用的先进导引方式;缺点是制造成本高,对环境要求较相对苛刻(外界光线,地面要求,能见度要求等),不适合室外(尤其是易受雨、雪、雾的影响)。
    无反射板激光导航AGV无反射板激光导航AGV

    6、惯性导航 (Inertial Navigation)
    惯性导航是在AGV上安装陀螺仪,在行驶区域的地面上安装定位块,AGV可通过对陀螺仪偏差信号(角速率)的计算及地面定位块信号的采集来确定自身的位置和航向,从而实现导引。
    此项技术在军方较早运用,其主要优点是技术先进,较之有线导引,地面处理工作量小,路径灵活性强。其缺点是制造成本较高,导引的精度和可靠性与陀螺仪的制造精度及其后续信号处理密切相关。
    7、视觉导航 (Visual Navigation )
    8、GPS(全球定位系统)导航 (Global Position System)
    通过卫星对非固定路面系统中的控制对象进行跟踪和制导,目前此项技术还在发展和完善,通常用于室外远距离的跟踪和制导,其精度取决于卫星在空中的固定精度和数量,以及控制对象周围环境等因素。
    由此发展出来的是iGPS(室内GPS)和dGPS(用于室外的差分GPS),其精度要远远高于民用GPS,但地面设施的制造成本是一般用户无法接受的。

    结构设计/AGV 编辑

    AGVAGV
    AGV自动导引小车的引导原理是根据自动导引小车行走的轨迹进行编程,数字编码器检测出的电压信号判断其与预先编程的轨迹的位置偏差,控制器根据位置偏差调整电机转速对偏差进行纠正,从而使自动导引小车沿预先编程的轨迹行走。因此AGV自动导引小车行走过程中,需不断地根据输入的位置偏差信号调整电机转速,对系统进行实时控制。
    小车采用两后轮独立驱动差速转向,两前轮为万向轮的四轮结构形式。步进电机经减速器后通过驱动轮提供驱动力,当两轮运动速度不同时就可以实现差速转向。
    (1)车体
    包括底盘、车架、壳体和控制室和相应的机械电气结构如减速箱、电机、车轮等所组成,是AGV的基础部分。具有电动车辆的结构特征和无人驾驶自动作业的特殊要求。车架常用钢构件焊接而成,重心越低越有利于抗倾翻。板上常安置移载装置、电控系统、按键、显示屏等。
    (2)车架
    车架是整个AGV小车的机体部分,主要用于安装轮子、光感应器、伺服电机和减速器。车架上面安装伺服电机驱动器、PCD板和电瓶。对于车架的设计,要有足够的强度和硬度要求,故车架材料选用铸造铝合金,牌号为6061。其中6061质量比较轻,焊接性好。
    (3)车轮
    车轮采用实心橡胶轮胎。车体后面两主动轮为固定式驱动轮,与轮毂式电机相连。前面两个随动轮为旋转式随动轮,起支承和平衡小车的作用。
    (4)载荷传送装置
    AGV的载荷传送装置为一平板,其作用为运输箱体类零件到指定工位。主要用来装载箱体类零件,运送物料等.
    (5)驱动装置
    AGV运行并具有速度控制和制动能力的子系统。主要包括电机、
    减速器、驱动器、控制与驱动电路等。驱动系统一般为闭环方式与开环方式,前者以伺服直流电机为主,后者以步进电机为主。
    (6)动力系统
    蓄电池是目前AGV使用的唯一电源。用来驱动车体、车上附属装置,如控制、通讯、安全等。
    AGV周边设施使用一般工业电力,根据用途而有不同要求。如充电间频率发生器、自动门、计算机室、通讯装置以及工作环境所需装置的动力等。根据车型、运行及载荷量而采用不同功率的蓄电他,一般都是蓄电池组合体。常用直流电压为12伏、24伏、48伏及72伏。[2]

    充电方式/AGV 编辑

    自动充电

    AGVAGV
    当AGV需要补充电力时,会自动报告并请求充电,由地面控制中心指挥,驶向指定充电区或台位,车载充电连接器与地面充电系统自动连接并实施充电。充电完成后AGV自动脱离充电系统,驶向工作区或待命区投入正常运行。其特点是整个充电过程全部实现自动化、智能化,无需专人看管。自动充电AGV适用于工作周期长,车多人少,自动化程度高的场合,且多使用碱性快速充电电池,如卷烟、冶金、化工、汽车、航空等行业。

    手动充电

    当AGV电力不足时,由地面控制中心指挥,驶向指定充电区或台位,由专职人员手动完成AGV与充电器之间的电器连接,然后实施充电,完成后也是人工去脱离连接电路,恢复工作状态。手动充电AGV的特点是安全可靠,简单易行,但需要专人看管,浪费人力,而且自动化程度降低。常用于自动化程度要求不是很高,车少人多,标准工作制的场合,如白天上班8小时使用AGV,下班休息时让AGV充电,适用于酸性常规电池

    换电池充电

    当AGV电力不足时,由专职人员手动更换电池组,AGV即可投入使用。换下的电池组通过充电后待用。其特点是简单快捷,但要专人看管,需多一倍的电池组,浪费人力财力,方式原始。常用于对工作响应的及时性要求较高、车不足的场合。[3]

    技术参数/AGV 编辑

    AGVAGV
    1、额定载重量
    自动导引搬运车所能承载货物的最大重量。AGV的载重量范围在 50kg~20000kg,以中小型吨位居多。根据日本通产省的调查, 目前使用的AGV载重量在100kg以下的占19%,载重量在100kg~ 300kg 22% 300kg 500kg 9% 500kg 1000kg 300kg占22%,300kg~500kg占9%,500kg~1000kg的占18%, 18% 1000kg~2000kg的占21%,2000kg~5000kg的占8%,而5000kg 以上的数量极少。
    2、自重 
    自重是指自动导引搬运车与电池加起来的总重量。
    3、车体尺寸 
    车体尺寸是指车体的长、宽、高外形尺寸。该尺寸应该与所承载 货物的尺寸和通道宽度相适应。
    4、停位精度 
    指AGV到达目的地址处并准备自动移载时 所处的实际位置与程序设定的位置之间的 偏差值(mm)。这一参数很重要,是确定 移载方式的主要依据,不同的移载方式要 求不同的停位精度。
    5、最小转弯半径 
    指AGV在空载低速行驶、偏转程度最大时, 瞬时转向中心到AGV纵向中心线的距离。 它是确定车辆弯道运行所需空间的重要参数。
    6、运行速度 
    指自动导引搬运车在额定载重量下行驶时 所能达到的最大速度。它是确定车辆作业 周期和搬运效率的重要参数。
    7、工作周期 
    自动导引搬运车完成一次工作循环所需的时间。
    8、运载类别
    所运输的物料的类型
    9、移载方式
    移载装置的运动形式
    10、驱动形式
    指的是AGV靠什么装置来实现行走,转向的功能的[4]

    行走机构/AGV 编辑

    AGVAGV
    早期AGV小车自动运行时只能单向行驶,因而适用环境受到局限。为了满足工业生产的要求,近年来国外已有在自动运行时能前进和后退甚至全方位行驶、前进、后退、侧向和旋转的AGV产品,这些成就归功于行走机构的进步。
    1、两轮差速的行走机构 这种行走机构两行走驱动车轮对称布置在前后中线上两支承轮前后分别布置在以两行走轮支点为底边的等腰三角形顶点处。小车靠两侧行走驱动轮差速转向因此不必设置舵轮。该小车机构简单、工作可靠、成本低。在自动运行状态下小车能做前进、后退行驶并能垂直转弯机动性好。和带舵轮的四轮行走机构小车相比该车由于省去了舵轮不仅可以省去两台驾驶马达还能节省空间小车可以做的更小些。近年来这种机构的小车得到广泛应用。 为了提高行驶时车体横向稳定性可将两轮差速的四轮行走机构做如下改进将支承轮由原来的两个增加到四个分别布置在小车底盘的四个角处。
    2、三轮行走机构 三轮行走机构的AGV小车三个车轮分别布置在等腰三角形的三个顶点上前轮既是舵轮又是行走驱动轮后面两个车轮是无动力支承轮。三轮行走机构的AGV小车结构简单、控制容易、工作可靠、造价低。该车手动时可前进、后退和转弯自动运行时只能单向行驶转弯时后轮中点轨迹偏离导引线轮迹呈曳物线。
    3、带舵轮的四轮行走机构 带舵轮的四轮行走机构是在三轮行走机构基础上演变过来的,它相当于把两个三轮车合并在一起两支承轮对称地布置在小车前后的中线上前后车轮分别对称布置在以两支承轮支点为底边的等腰三角形顶点处。前后车轮既是舵轮又是行走驱动轮。这种AGV小车在自动运行状态下可全方位行驶转弯时前后车轮均能跟踪导引线轨迹机动性比三轮车好适用于狭窄通道作业环境。
    4、其它形式的行走机构 近年来国外公司不断研究出新的行走机构。其中最有代表性的属瑞典麦卡纳姆公司的行走机构。该行走机构设计新颖、机构紧凑四个驱动车轮以铰接形式分别布置在底盘的四个角上。运行时分别控制四个车轮的转向和转速利用速度矢量合成原理实现驾驶。后来日本三井公司与麦卡纳姆公司合作在原基础上做了改进推出了三井麦卡纳姆车轮系统,其性能比原来又有所提高。这种AGV小车可实现全方位行驶。[5]

    应用领域/AGV 编辑

    领域

    1.仓储业
    仓储业是AGV最早应用的场所。1954年世界上首台AGV在美国的South Carolina州的Mercury Motor Freight公司的仓库内投入运营,用于实现出入库货物的自动搬运。目前世界上约有2万台各种各样AGV运行在2100座大大小小仓库中。海尔集团于2000年投产运行的开发区立体仓库中,9台AGV组成了一个柔性的库内自动搬运系统,成功地完成了每天23400的出入库货物和零部件的搬运任务。
    2.制造业
    AGV在制造业的生产线中大显身手,高效、准确、灵活地完成物料的搬运任务。并且可由多台AGV组成柔性的物流搬运系统,搬运路线可以随着生产工艺流程的调整而及时调整,使一条生产线上能够制造出十几种产品,大大提高了生产的柔性和企业的竞争力。1974年瑞典的Volvo Kalmar轿车装配厂为了提高运输系统的灵活性,采用基于AGVS为载运工具的自动轿车装配线,该装配线由多台可装载轿车车体的AGVS组成,采用该装配线后,装配时间减少了20%,装配故障减小39%,投资回收时间减小57%,劳动力减小了5%。目前,AGV在世界的主要汽车厂,如通用、丰田、克莱斯勒、大众等汽车厂的制造和装配线上得到了普遍应用。
    作为CIMS的基础搬运工具,AGV的应用深入到机械加工、家电生产、微电子制造、卷烟等多个行业,生产加工领域成为AGV应用最广泛的领域。
    3.邮局、图书馆、港口码头和机场
    在邮局、图书馆、码头和机场等场合,物品的运送存在着作业量变化大,动态性强,作业流程经常调整,以及搬运作业过程单一等特点,AGV的并行作业、自动化、智能化和柔性化的特性能够很好的满足上式场合的搬运要求。瑞典于1983年在大斯得哥尔摩邮局、日本于1988年在东京多摩邮局、中国在1990年于上海邮政枢纽开始使用AGV,完成邮品的搬运工作。在荷兰鹿特丹港口,50辆称为“yard tractors”的AGV完成集装箱从船边运送到几百码以外的仓库这一重复性工作。
    4.烟草、医药、食品、化工
    对于搬运作业有清洁、安全、无排放污染等特殊要求的烟草、医药、食品、化工等行业中,AGV的应用也受到重视。在国内的许多卷烟企业,如青岛颐中集团、玉溪红塔集团、红河卷烟厂、淮阴卷烟厂都应用了激光引导式AGV完成托盘货物的搬运工作。
    5.危险场所和特种行业
    在军事上,以AGV的自动驾驶为基础集成其他探测和拆卸设备,可用于战场排雷和阵地侦察,英国军方正在研制的MINDER Recce是一辆侦察车,具有地雷探测、销毁及航路验证能力的自动型侦察车。在钢铁厂,AGV用于炉料运送,减轻了工人的劳动强度。在核电站和利用核辐射进行保鲜储存的场所,AGV用于物品的运送,避免了危险的辐射。在胶卷和胶片仓库,AGV可以在黑暗的环境中,准确可靠的运送物料和半成品。行车AGV行车
    对AGV行驶区域的环境进行图象识别,实现智能行驶,这是一种具有巨大潜力的导引技术,此项技术已被少数国家的军方采用,将其应用到AGV上还只停留在研究中,目前还未出现采用此类技术的实用型AGV。
    可以想象,图象识别技术与激光导引技术相结合将会AGV更加完美,如导引的精确性和可靠性,行驶的安全性,智能化的记忆识别等都将更加完美。

    术语

    自动导引运输车(AGV) Automated Guided Vehicle
    是指装备有电磁或光学等自动导引装置,由计算机控制、轮式移动为特征、并且能够沿规定的导引路径自动行驶的运输车辆。AGV可具有安全防护、移载(装卸)等多种功能。
    自动导引运输车系统(AGVS) AGV System
    具备自动导引运输车特性的一整套系统,一般包括数量不等的AGV车辆,上位控制系统,导航系统,通讯系统和充电系统等。
    车载控制系统 Onboard control system
    用于AGV车辆的计算机控制软件及其相关器件的总称。
    上位控制系统 Host control system
    用于AGV调度系统的计算机控制软件及其相关器件的总称
    无人驾驶 Driverless
    AGV的主要特性之一。
    系统能力 System capacity
    AGV系统在单位时间内能够实现的最大的搬运能力。
    系统可靠性 System reliability
    AGV系统正常工作时间所占工作总时间的百分比,由于多台AGV处在并行工作模式中,其中一台发生故障的时间权值为1/n,n为系统中AGV的总台数。
    地面固定设备 Stationary equipment
    在AGV系统中,用于上位控制,导航/导引,通讯,充电等设备的总称。
    反射板 Reflector
    在激光导引AGV系统中使用的导航或导引标识物。
    平面反射板 Flat reflector
    反射板的一种类型,反射面为平面
    柱状反射板 Column reflector
    反射板的一种类型,反射面为柱面
    定位标志 Position mark
    AGV在停车定位时使用的标识物。
    磁带 Magnetic tape
    用于磁带导引AGV系统的地面导引设施,一般是沿AGV的行驶路径将其粘贴于地板表面。
    导引线 Wire
    用于电磁导引AGV系统的地面导引设施,一般是沿AGV的行驶路径将其埋于地下。
    反光带 Reflective tape
    用于光学导引AGV系统的地面导引标识,按导引传感器的特点,沿AGV的行驶路径喷涂或粘贴相应颜色的色带。
    感光带 Sensitive tape
    用于光学导引AGV系统的地面导引标识,按导引传感器的特点,沿AGV的行驶路径粘贴或喷涂相应的化学感光材料。
    磁钉 Magnet
    定位标识的一种,用磁性材料做成。
    频率发生器 Frequency generator
    用于电磁导引AGV系统的地面导引设施,能够将特定的频率加载至导引线上。
    无线接入点 Wireless access point
    以无线局域网方式进行通讯的固定通讯设备。
    无线调制解调器 Radio modem
    以射频(RF)方式进行通讯的通讯设备。
    无线局域网 Wireless LAN
    用于AGV车辆和上位控制系统通讯的网络
    充电站 Charging Station
    用于AGV车辆充电的设备及地点的总称。
    充电连接器 Charging connector
    用于AGV车辆充电连接的器件(包括地面和车载)。
    物流调度系统服务器Logistic system server
    用于运行物流调度系统的计算机。
    AGV调度系统服务器AGV dispatch system server
    用于运行AGV调度系统的计算机。
    数据库服务器 Data base sever
    为AGV调度系统存储数据。
    关联设备 Correlative equipment
    与AGV系统相关的外部设备,一般是指与AGV协作完成装卸货操作的设备。
    物流调度系统 Logistic system
    AGV系统的上位控制系统,AGV系统的任务可由此系统产生。
    AGV调度系统 AGV dispatching system
    调度任务执行、车辆分配、路径分配及交通管制的控制软件。
    热启动 Warm start
    AGV调度系统在上一次退停止时保存的运行状态数据的基础上启动执行。
    冷启动 Cold start
    AGV调度系统启动执行,重新进行系统初始化。
    系统控制接口 System Control Interface
    AGV系统向外界提供的控制接口,使得它能够被集成到更大的系统中。
    图形监控 Graphical monitor
    以图形化的方式提供对整个AGV系统运行情况的查询和人工干预
    通信协议 Communication protocol
    AGV调度系统和AGV车辆通信使用的通信协议。
    通信丢失 Lost communication
    AGV调度系统和AGV车辆出现通信中断,调度系统无法得到AGV车辆状态。
    通信频道 Communication channel
    通信设备使用的频道。
    主机地址 Host IP address
    运行AGV调度系统的服务器使用的IP地址。
    主机端口 Host port
    运行AGV调度系统的服务器监听端口。
    自动充电 Auto charging
    AGV车辆在AGV调度系统的控制下进行充电。
    手动充电 Manual charging
    AGV车辆在操作人员的控制下进行充电,包括人工指令和手动更换电池两种方式。
    柔性 Flexibility
    AGV系统能够应对各种各样的流程变化或扩展。
    日志 Log
    用于存储系统运行时发生的重要事件、错误等信息。
    工作流程 Work-flow
    AGV调度系统执行任务时采用的工艺流程。
    简单流程 Simple work-flow
    在AGV的一个搬运任务中,只有一次装货,一次卸货。
    复杂流程 Complex work-flow
    在AGV的一个搬运任务中,有多次装货或卸货
    任务 Order
    需要AGV调度系统处理的工作。
    任务属性 Order property
    任务具有的一些特征性质。
    搬运起点 Pickup point
    AGV装货的地点。
    搬运终点 Delivery point
    AGV卸货的地点。
    任务调度 Order schedule
    AGV调度系统为正在执行的多个任务分配执行时间等资源。
    任务优先级 Order priority
    任务执行时间和车辆分配的优先级。
    任务流程 Order work-flow
    任务执行时使用的工作流程。
    任务取消 Order cancel
    AGV调度系统取消正在执行中的任务,结束任务的执行。
    任务变更 Order alter
    AGV调度系统变更正在执行中的任务的搬运起点、搬运终点。
    最大任务调度量 Maximum number of scheduling order
    AGV调度系统能够调度任务的最大数量。
    任务周期 Order life time
    任务从生成到结束的时间。
    任务响应时间 Order response time
    任务从生成到AGV开始执行任务的时间。
    任务执行时间 Order execute time
    任务从开始执行到任务结束的时间。
    任务统计 Order statistics
    对AGV调度系统中产生的任务数据进行收集、分析、解释和表述。
    计划任务 Schemed order
    AGV调度系统根据计划自动在特定时间启动的任务。
    物流调度系统任务 Host order
    AGV调度系统根据物流调度系统的命令启动的任务。
    人工任务 Manual order
    AGV调度系统根据操作人员的命令启动的任务。
    触发任务 Trigged order
    由某个外部条件触发AGV调度系统启动的任务。
    任务查询 Order query
    向AGV调度系统询问任务的执行情况。
    任务执行纪录 Order execute record
    AGV调度系统纪录的任务执行状态和结果。
    优先模式 Priority mode
    AGV调度系统优先执行任务的模式。
    复合任务 Combine order
    AGV调度系统通过对任务的优化,可将多个任务结合在一起成为一个复合任务。
    充电任务 Charge Order
    AGV调度系统指挥AGV车辆进行充电的任务。
    AGV运行模式 AGV running mode
    AGV运行时的一些标准模式,如:手动,自动,半自动
    AGV调度 AGV schedule
    AGV调度系统根据系统当前的情况安排AGV执行任务和行驶。
    AGV分配 AGV assignment
    以一定的优化原则将AGV调度系统中的任务分配给各台AGV。
    正常工作率 AGV health rate
    AGV无故障工作的时间除以AGV开机时间。
    使用率 AGV working rate
    AGV执行任务的时间除以AGV正常工作时间。
    空跑率 AGV useless running rate
    AGV为执行任务而空跑的时间除以AGV正常工作时间。
    空闲率 AGV free time rate
    AGV没有搬运任务,处于停止的时间除以正常工作时间。
    路径搜索 Route search
    AGV调度系统在规划地图中搜索从搬运起点到搬运终点的路径。
    最短路径 The shortest route
    规划地图中从搬运起点到搬运终点的最短路径。
    路径规划 Layout
    根据实际的AGV应用环境,为AGV设计规划行驶的路线。
    点 Point
    用于AGV车辆正常停车的地点。
    节点Node
    指路径规划地图上的分流点及合流点
    待命点 Wait point
    空闲AGV等待命令的点。
    自动插入点 Auto insert point
    AGV进行自动插入的点,从而确定自身的位置。
    避让点 Evading point
    AGV车辆之间进行相互避让的点。
    通信点 Communication point
    AGV和AGV调度系统之间进行通信的点。
    段 Segment
    AGV车辆严格遵照行驶的点和点之间的轨迹路线。
    直线段 Linear segment
    几何形状是直线的段。
    曲线段 Curving segment
    几何形状是曲线的段。
    站台 Station
    用于AGV车辆执行操作(如装卸,充电等)的设备和地点。
    装货站台 Pickup station
    用于辅助AGV车辆进行装货的设备或地点。
    卸货站台 Delivery station
    用于辅助AGV车辆进行卸货的设备或地点。
    复合站台 Combined station
    AGV车辆既能够进行装货又卸货的站台。
    交通管制 Traffic control
    AGV调度系统对多台AGV车辆运行时的交通进行实时的管理和控制。
    交通阻塞 Traffic block
    行驶路线被别的AGV车辆或物体占用,导致AGV停车等待,称为交通阻塞。
    死锁 Dead lock
    AGV车辆向AGV调度系统请求不可能得到的路径资源。
    合流 Confluence
    在路径规划地图上,多条路径汇合成为一条路径。
    分流 Diffluence
    在路径规划地图上,一条路径分开成为多条路径。
    导引模式 Guidance mode
    AGV车辆采用的导航方式或导引算法
    导航 Navigation
    确定AGV车辆在全局坐标系中的位置及航向
    导引 Guidance
    按路径所提供的目标值计算出实际控制命令值,即给出AGV车辆的设定速度和转向角。
    电磁导引 (Inductive) Wire Guidance
    以电磁传感器获取导引信息,以定位传感器获取相对位置的导引模式。
    磁带导引 Magnetic tape guidance
    以磁带传感器获取导引信息,以定位传感器获取相对位置的导引模式。
    光学导引 Optical guidance
    以光学传感器获取导引信息,以定位传感器获取相对位置的导引模式。
    坐标导引 Cartesian guidance
    以光学、电磁传感器等传感器获取地面栅格信息,通过运算得到绝对位置信息的导引模式。
    激光导航 Laser navigation
    以激光扫描器获取反射板信息,通过三角几何运算得到绝对位置信息的导引模式。
    惯性导航 Inertial navigation
    以惯性器件(陀螺 Gyroscope)检测AGV的角速度,辅助以地面定位标识,从而获取绝对位置信息的导引模式。
    视觉导航 Visual navigation
    以视觉传感器获取运行区域的地理信息,通过运算得到绝对位置信息的导引模式。
    全球定位系统(GPS)Global position system
    通过卫星获取绝对位置信息的导引模式。
    室内GPS (iGPS)Indoor GPS
    通过接受室内安装航标塔发射的信号获取绝对位置信息的导引模式。
    差分GPS (dGPS)Differential GPS
    通过安装航标塔来修正卫星信号,而获取绝对位置信息的导引模式。
    参考点 Reference point
    运动学计算中,用于代表AGV车辆的某一点。
    位置 Position
    AGV车辆在全局坐标系中的坐标,既绝对位置,包括X坐标、Y坐标
    航向角 Orientation
    AGV车辆全局坐标系中车头方向与X轴的夹角。
    导引装置 Guidance equipment
    用于获取AGV车辆导航、导引信息的装置。
    激光扫描器 Laser scanner
    用于激光导引AGV车辆获取导航、导引信息的器件。
    定位传感器 Position sensor
    用于AGV车辆进行位置修正或辅助定位的检测器件。
    驱动模式 Driving mode
    AGV车辆根据不同的运动学及动力学算法,可采用不同的驱动方法及驱动轮系布置方式。
    驱动单元 Driving assembly
    用于AGV车辆驱动及转向的机构总称。
    驱动电机 Driving motor
    用于AGV车辆驱动的电机。
    转向电机 Steering motor
    用于AGV车辆转向的电机。
    单轮驱动兼转向(SD) Steering driving
    只使用同一个驱动单元,其中同时包括驱动转向功能。
    差速驱动(DIFF)Differential driving
    使用两个不含转向的驱动单元,利用不同驱动单元速度的变化来完成驱动和转向功能。
    全方位驱动(QUAD)Quad motion
    使用两个或两个以上含有驱动及转向的驱动单元,使AGV车辆能够完成任意方向的平面运动。
    单轮驱动 Sole-wheel driving
    只有一套驱动单元的驱动方式。
    双轮驱动 Dual-wheel driving
    有两套驱动单元的驱动方式。
    多轮驱动 Multi-wheel driving
    有两套以上驱动单元的驱动方式。
    车轮承载能力 Wheel load capacity
    车轮能够承受的额定重量。
    前进 Forward
    AGV车辆沿车头方向向前运动。
    后退 Backward
    AGV车辆沿车头方向向后运动
    侧移 Crabwise
    AGV车辆保持航向不变,向两侧平行运动。
    转弯 Turnning
    是指改变AGV车辆的航向角。
    自旋 Rotating
    AGV车辆参考点处的转弯半径为0;通常是指差速或全方位驱动型AGV。
    制动器 Braker
    驱动电机或移载机构电机的刹车装置。

    研究方法/AGV 编辑

    AGV路线优化和实时调度是当前AGV领域的一个研究热点。实用中,人们采用的方法主要有:
    1.数学规划方法
    为AGV选择最佳的任务及最佳路径,可以归纳为一个任务调度问题。数学规划方法是求解调度问题最优解的传统方法,该方法的求解过程实际上是一个资源限制下的寻优过程。实用中的方法主要有整数规划、动态规划、petri方法等。在小规模调度情况下,这类方法可以得到较好的结果,但是随着调度规模的增加,求解问题耗费的时间呈指数增长,限制了该方法在负责、大规模实时路线优化和调度中应用。
    2.仿真方法
    仿真方法通过对实际的调度环境建模,从而对AGV的一种调度方案的实施进行计算机的模拟仿真。用户和研究人员可以使用仿真手段对某些调度方案进行测试、比较、监控,从而改变和挑选调度策略。实用中采用的方法有离散事件仿真方法、面向对象的仿真方法和3维仿真技术,有许多软件可以用于AGV的调度仿真,其中,Lanner集团的Witness软件可以快速建立仿真模型,实现仿真过程三维演示和结果的分析处理。
    3.人工智能方法
    人工智能方法把AGV的调度过程描述成一个在满足约束的解集搜索最优解的过程。它利用知识表示技术将人的知识包括进去,同时使用各种搜索技术力求给出一个令人满意的解。具体的方法有专家系统方法、遗传算法、启发式算法、神经网络算法。其中,专家系统方法在实用中较多采用,它将调度专家的经验抽象成系统可以理解和执行的调度规则,并且采用冲突消解技术来解决大规模AGV调度中的规则膨胀和冲突问题。
    由于神经网络具有并行运算、知识分布存储、自适应性强等优点,因此,它成为求解大规模AGV调度问题是一个很有希望的方法。目前,用神经网络方法成功的求解了TSP-NP问题,求解中,神经网络能把组合优化问题的解转换成一种离散动力学系统的能量函数,通过使能量函数达到最小而求得优化问题的解。
    遗传算法是模拟自然界生物进化过程中的遗传和变异而形成的一种优化求解方法。遗传算法在求解AGV的优化调度问题时,首先通过编码将一定数量的可能调度方案表示成适当的染色体,并计算每个染色体的适应度(如运行路径最短),通过重复进行复制、交叉、变异寻找适应度大的染色体,即AGV调度问题的最优解。
    单独用一种方法来求解调度问题,往往存在一定的缺陷。目前,将多种方法进行融合来求解AGV的调度问题是一个研究热点。如,将专家系统和遗传算法融合,把专家的知识融入到初始染色体群的形成中,以加快求解速度和质量。

    总结说明
    首先,给大家两个英文单词Navigation(导航),Guidance(导引),这两个单词的意思是不一样的。导航是指确定自身的位置及航向;而导引是根据目前的位置、航向及理论轨迹来计算下个周期的速度值和转向角度值。有了这个概念后,我们分析一下磁带导引、电磁导引或其它形式的“有线”导引。他们都只能称为导引,而不叫导航。因为,这些导引方式只需AGV的相对位置,而与全局坐标无关!这也是为什么这类导引的AGV相对简单的原因:不需要复杂的导航计算(Dead-reckoning),甚至不需要导引计算,只需根据传感器的差分信号进行简单的转向控制。建议朋友们,不再说磁导航,而是叫磁带导引(Magnetic Tape Guidance)和电磁导引也称线导(Wire Guidance)。

    AGV的导航/导引技术多种多样,不同的场合可采用不同的导引技术。单一的导引技术无法覆盖所有的应用:例如在有叉车行驶的场合我们就不宜选用磁带导引,可选用将导引线埋入地下的电磁导引;在由于工艺需要,路径需要经常变化的场合,可考虑激光导引;在路径复杂的场合应尽量考虑“无线”方式(激光,陀螺),因为“有线”模式,只能是真正地理意义上的“路”,而“无线”模式的路径是虚拟的,可以重叠,交叉,可以乱得象一团麻,而即使这样,AGV的运行在系统的调度下也是有序的,路径的选择也是最优的,所谓“条条大路通罗马”。AGV就能象汽车一样,在受到前方车辆阻挡时还能够找到其它的路径,从而提升AGV系统的作业效率。[6]

    工作原理/AGV 编辑

    AGV变频器主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分,agv变频器的主电路大体上可分为两类[1]:电压型是将电压源的直流变换为交流的agv变频器,直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成,将工频电源变换为直流功率的“整流器”,吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”,以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。  
    (1)整流器:最近大量使用的是二极管的变流器,它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器,由于其功率方向可逆,可以进行再生运转。  
    (2)平波回路:在整流器整流后的直流电压中,含有电源6倍频率的脉动电压,此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动,采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。装置容量小时,如果电源和主电路构成器件有余量,可以省去电感采用简单的平波回路。  
    (3)逆变器:同整流器相反,逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率,以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3相交流输出。以电压型pwm逆变器为例示出开关时间和电压波形。  
    agv控制电路是给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路,它有频率、电压的“运算电路”,主电路的“电压、电流检测电路”,电动机的“速度检测电路”,将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”,以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。  
    (1)运算电路:将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算,决定逆变器的输出电压、频率。  
    (2)电压、电流检测电路:与主回路电位隔离检测电压、电流等。  
    (3)驱动电路:驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。  
    (4)速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的信号为速度信号,送入运算回路,根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。  
    (5)保护电路:检测主电路的电压、电流等,当发生过载或过电压等异常时,为了防止逆变器和异步电动机损坏,使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。

    主控芯片/AGV 编辑

    在选择主控芯片的过程中,存在以下两种方案,而且均可行:
    第一种方案是以凌阳61为主要的逻辑控制芯片,并辅以DSP5502,主要是以DSP数字处理的高速性来配合传感器进行高效的数据采集。但是问题是DSP通用的输入输出口比较缺乏(仅有2个),需要额外的添加FPGA或CPLD进行输入输出口的扩展。而且红外光电开关的反应速度一般比较低(一般大于0.5毫秒),采样频率只要大于2KHz就能满足实际的要求。
    第二种方案是主要以凌阳61单片机直接实现。因为该单片机内分别置有8路和2路的ADC和DAC,这样就减少了外接数模和模数转换芯片。而且它具有丰富的输入输出端口更易于扩展,而且凌阳61的开发板具有现成的语音模块,通过相应的语音采集与播报程序即可使其运行。并且集成的开发环境中拥有很多的语音函数,因此实现语音播放功能比较简单,再加单片机可以实现它的在线调试,不仅提高了开发的效率,而且提高了调试的效率。
    经过反复综合的考虑,以及为了满足现实的要求,不仅降低成本而且降低难度的要求,最终选择第二种方案

    相关文献

    参考资料
    [1]^引用日期:2015-09-03
    [2]^引用日期:2013-08-08
    [3]^引用日期:2013-08-09
    [4]^引用日期:2013-08-09
    [5]^引用日期:2015-09-03
    [6]^引用日期:2013-08-08
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    应用科学科学科技

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