agv小車設(shè)計的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖解,agv小車工作原理_定位方法_特點及引導(dǎo)方式

　　agv小車工作原理

　　AGV的導(dǎo)引是指根據(jù)AGV導(dǎo)向傳感器所得到的位置信息，按AGV的路徑所提供的目標(biāo)值計算出AGV的實際控制命令值，即給出AGV的設(shè)定速度和轉(zhuǎn)向角，這是AGV 控制技術(shù)的關(guān)鍵。簡而言之，AGV的導(dǎo)引控制就是AGV軌跡跟蹤。 AGV導(dǎo)引有多種方法，比如說利用導(dǎo)向傳感器的中心點作為參考點，追蹤引導(dǎo)磁條上的虛擬點就是其中的一種。AGV的控制目標(biāo)就是通過檢測參考點與虛擬點的相對位置，修正驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速以改變AGV的行進方向，盡力讓參考點位于虛擬點的上方。這樣AGV就能始終跟蹤引導(dǎo)線運行。

　　當(dāng)接收到物料搬運指令后，控制器系統(tǒng)就根據(jù)所存儲的運行地圖和AGV小車當(dāng)前位置及行駛方向進行計算、規(guī)劃分析，選擇最佳的行駛路線，自動控制AGV小車的行駛和轉(zhuǎn)向，當(dāng)AGV到達裝載貨物位置并準(zhǔn)確停位后，移載機構(gòu)動作，完成裝貨過程。然后AGV小車起動，駛向目標(biāo)卸貨點，準(zhǔn)確停位后，移載機構(gòu)動作，完成卸貨過程，并向控制系統(tǒng)報告其位置和狀態(tài)。隨之AGV小車起動，駛向待命區(qū)域。待接到新的指令后再作下一次搬運。

　　AGV小車的特點

　　1、自動化程度高；

　　由計算機，電控設(shè)備，磁氣感應(yīng)SENSOR，激光反射板等控制。

　　當(dāng)車間某一環(huán)節(jié)需要輔料時，由工作人員向計算機終端輸入相關(guān)信息，計算機終端再將信息發(fā)送到中央控制室，由專業(yè)的技術(shù)人員向計算機發(fā)出指令，在電控設(shè)備的合作下，這一指令最終被AGV接受并執(zhí)行——將輔料送至相應(yīng)地點。

　　2、充電自動化；

　　當(dāng)AGV小車的電量即將耗盡時，它會向系統(tǒng)發(fā)出請求指令，請求充電（一般技術(shù)人員會事先設(shè)置好一個值），在系統(tǒng)允許后自動到充電的地方“排隊”充電。

　　另外，AGV小車的電池壽命很長（2年以上），并且每充電15分鐘可工作4h左右。

　　3、美觀，提高觀賞度，從而提高企業(yè)的形象。

　　4、方便，減少占地面積；生產(chǎn)車間的AGV小車可以在各個車間穿梭往復(fù)。

　　AGV小車的結(jié)構(gòu)組成

　　1、車體

　　AGV的物理主體部分，車架和相應(yīng)的機械裝置所組成，是其他總成部件的安裝基礎(chǔ)。

　　2、驅(qū)動電源裝置

　　AGV常采用24V和48V直流蓄電池為動力。常采用鉛酸電池或鋰電池，鋰電可自動充電，24小時可工作。

　　3、驅(qū)動裝置

　　車輪、減速器、制動器、驅(qū)動電機及速度控制器等部分組成，是控制AGV正常運行的裝置。其運行指令由計算機或人工控制齊發(fā)出，運行速度、方向、制動的調(diào)節(jié)分別由計算機控制。為了安全，在斷電時制動裝置能靠機械實現(xiàn)制動。

　　4、導(dǎo)引裝置

　　磁導(dǎo)傳感器+地標(biāo)傳感器，接受導(dǎo)引系統(tǒng)的方向信息，通過導(dǎo)引+地標(biāo)傳感器來實現(xiàn)AGV的前進、后退、分岔、出站等動作。

　　5、車上控制器

　　接受控制中心的指令并執(zhí)行相應(yīng)的指令，同時將本身的狀態(tài)（如位置、速度等）及時反饋給控制中心。

　　6、通信裝置

　　實現(xiàn)AGV與地面控制站及地面監(jiān)控設(shè)備之間的信息交換。

　　7、安全保護裝置

　　障礙物感應(yīng)器+物理防撞（感應(yīng)器下發(fā)黑色皮條）+急停開關(guān)，主要對人、AGV本身或其他設(shè)備的保護等。

　　8、運載裝置

　　牽引棒：與所搬運貨物直接接觸，實現(xiàn)貨物運載的裝置。

　　9、信息傳輸與處理裝置

　　對AGV進行監(jiān)控，監(jiān)控AGV所處的地面狀態(tài)，并與地面控制站實時進行信息傳遞。

　　AGV的導(dǎo)引方式

　　所謂AGV導(dǎo)引方式是指決定其運行方向和路徑的方式。它不同于前面所說的一般通信。常用的導(dǎo)引方式分兩大類：車外預(yù)定路徑方式和非預(yù)定路徑方式。

　?。?） 車外預(yù)定路徑導(dǎo)引方式是指在行駛的路徑上設(shè)置導(dǎo)引用的信息媒介物，AGV通過檢測出它的信息而得到導(dǎo)向的導(dǎo)引方式，如電磁導(dǎo)引、光學(xué)導(dǎo)引、磁帶導(dǎo)引（又稱磁性導(dǎo)引）等。

　　反光帶或磁帶導(dǎo)引

　　1）反射式導(dǎo)向。如圖XXX所示，這種引導(dǎo)方式是在地面上連續(xù)鋪設(shè)一條用發(fā)光材料制作的帶子，或者用發(fā)光涂料涂抹在規(guī)定的運行路線上，在車輛的底部裝有檢測反射光傳感器，通過偏差測定裝置到驅(qū)動轉(zhuǎn)向電機來不斷調(diào)整車輛前進的方向。

　　2）磁性式導(dǎo)向。是在地面上連續(xù)鋪設(shè)一條金屬磁帶，而在車輛上裝有磁性傳感器，檢測磁帶的磁場，通過磁場偏差測定控制驅(qū)動轉(zhuǎn)向電機來調(diào)整車輛行駛方向。

　　電磁感應(yīng)導(dǎo)引

　　電磁感應(yīng)引導(dǎo)是目前AGV采用最廣泛的一種導(dǎo)引方式（見圖XXX）。一般需要在地面開槽（約51mm寬，15mm深）埋設(shè)電纜，接通低壓、低頻信號，在電線周圍產(chǎn)生磁場。車上需安裝有兩個感應(yīng)線圈，并使其分別位于此導(dǎo)引線的兩側(cè)。導(dǎo)向線中電流約為200～300mA，頻率為2kHz～35kHz。，當(dāng)高頻電流流經(jīng)導(dǎo)線時，導(dǎo)線周圍產(chǎn)生電磁場，AGV上左右對稱安裝有兩個電磁感應(yīng)器，它們所接收的電磁信號的強度差異可以反映AGV偏離路徑的程度。AGV的自動控制系統(tǒng)根據(jù)這種偏差來控制車輛的轉(zhuǎn)向，連續(xù)的動態(tài)閉環(huán)控制能夠保證AGV對設(shè)定路徑的穩(wěn)定自動跟蹤。這種電磁感應(yīng)引導(dǎo)式導(dǎo)航方法目前在絕大多數(shù)商業(yè)化的AGVS上使用，尤其是適用于大中型的AGV。

　　視覺引導(dǎo)

　　視覺引導(dǎo)是在所經(jīng)路徑上斷續(xù)地設(shè)有若干引導(dǎo)標(biāo)志或反射板（也可是玻璃球），小車據(jù)此自動識別和判斷路徑（見圖XXX）。引導(dǎo)的標(biāo)志除條形碼外，還可用圓形、方形、箭頭等圖形。視覺引導(dǎo)式AGV是正在快速發(fā)展和成熟的AGV，該種AGV上裝有CCD攝像機和傳感器，在車載計算機中設(shè)置有AGV行駛路徑周圍環(huán)境圖像數(shù)據(jù)庫。AGV行駛過程中，攝像機動態(tài)獲取車輛周圍環(huán)境圖像信息并與圖像數(shù)據(jù)庫進行比較，從而確定當(dāng)前位置并對下一步行駛做出決策。這種方式由于不要求人為設(shè)置任何物理路徑，因此在理論上具有最佳的引導(dǎo)柔性，隨著計算機圖像采集、儲存和處理技術(shù)的飛速發(fā)展，該種AGV的實用性越來越強。此外，還有鐵磁陀螺慣性引導(dǎo)式AGV、光學(xué)引導(dǎo)式AGV等多種形式的AGV。

　?。?） 非預(yù)定路徑（自由路徑）導(dǎo)引方式其一是指在AGV上儲存著布局上的尺寸坐標(biāo)，通過識別車體當(dāng)前方位來自主地決定行駛路徑的導(dǎo)引方式，又稱車上軟件一編程路徑方式；其二是指激光導(dǎo)引。

　　激光引導(dǎo)

　　該種AGV上安裝有可旋轉(zhuǎn)的激光掃描器，在運行路徑沿途的墻壁或支柱上安裝有高反光性反射板的激光定位標(biāo)志，AGV依靠激光掃描器發(fā)射激光束，然后接受由四周定位標(biāo)志反射回的激光束，車載計算機計算出車輛當(dāng)前的位置以及運動的方向，通過和內(nèi)置的數(shù)字地圖進行對比來校正方位，從而實現(xiàn)自動搬運。目前，該種方式的應(yīng)用越來越普遍。并且依據(jù)同樣的引導(dǎo)原理，若將激光掃描器更換為紅外發(fā)射器、或超聲波發(fā)射器，則激光引導(dǎo)式AGV可以變?yōu)榧t外引導(dǎo)式AGV和超聲波引導(dǎo)式AGV。

　　AGV的定位方法

　　為了保證定位的精度與可靠性，必須采用合適的傳感器，不同的傳感器又形成了不同的定位方法。主要有基于光敏器件的定位方法，渦流傳感器的定位方法、光電傳感器的定位方法，傳感器組合定位方法等。

　　基于光敏器件的定位方法

　　這種定位方法的原理是光電效應(yīng)。由光敏晶體管光照特性可知，其光電流輸出與照度之間有較好的線性度。隨著AGV與目標(biāo)位置的不斷靠近，其照度不斷增大，光敏器件的輸出隨之增大，由此可以控制AGV的定位。這種定位方法有效檢測范圍較長，可達到200mm以上，但定位精度較低，光敏器件在整個定位過程中輸出變化不明顯，給標(biāo)定帶來困難。

　　基于電渦流傳感器的定位方法

　　渦流傳感器線性測量范圍大，靈敏度高，能直接測出位移量。采用這種定位方法能夠進行精確定位。電渦流傳感器的主要元件為線圈，它的形狀與尺寸關(guān)系到傳感器的靈敏度與測量范圍，定位過程中檢測范圍一般較長（100mm以上），因而體積較大。線圈工作時產(chǎn)生的電磁場對坐標(biāo)導(dǎo)引方法與電磁感應(yīng)導(dǎo)引方法所用的傳感器產(chǎn)生磁影響。

　　基于光電傳感器的方法

　　這種定位方法由光電對管組成。正常情況下，接收管可接收到紅外信號。當(dāng)AGV到達目的位置時，AGV擋住紅外線而促使發(fā)出控制信號。這種定位精度可達1.5mm以上。如果在發(fā)射管前裝一細小的光隙，定位精度可提高至0.6mm以上。但這種定位方法在自動導(dǎo)引結(jié)束后至最后精確定位前無法對AGV進行控制。

　　傳感器組合定位方法

　　傳感器組合定位方法由光引導(dǎo)與精定位兩部分組成。光引導(dǎo)采用光敏器件進行導(dǎo)引，由于光敏器件的有效檢測范圍較長，但精度較差，無法進行精確定位而磁傳感器精度很高，采用組合的方法能將這二者的長處結(jié)合起來，在定位時，先由紅外線作引導(dǎo)，使其與目的位置逼近，最后用精定位元件（如接近開關(guān)）進行精定位。這種方法精度高，但裝置要復(fù)雜些。

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