agv小车设计的内部结构图解,agv小车工作原理_定位方法_特点及引导方式

　　agv小车工作原理

　　AGV的导引是指根据AGV导向传感器所得到的位置信息，按AGV的路径所提供的目标值计算出AGV的实际控制命令值，即给出AGV的设定速度和转向角，这是AGV 控制技术的关键。简而言之，AGV的导引控制就是AGV轨迹跟踪。 AGV导引有多种方法，比如说利用导向传感器的中心点作为参考点，追踪引导磁条上的虚拟点就是其中的一种。AGV的控制目标就是通过检测参考点与虚拟点的相对位置，修正驱动轮的转速以改变AGV的行进方向，尽力让参考点位于虚拟点的上方。这样AGV就能始终跟踪引导线运行。

　　当接收到物料搬运指令后，控制器系统就根据所存储的运行地图和AGV小车当前位置及行驶方向进行计算、规划分析，选择最佳的行驶路线，自动控制AGV小车的行驶和转向，当AGV到达装载货物位置并准确停位后，移载机构动作，完成装货过程。然后AGV小车起动，驶向目标卸货点，准确停位后，移载机构动作，完成卸货过程，并向控制系统报告其位置和状态。随之AGV小车起动，驶向待命区域。待接到新的指令后再作下一次搬运。

　　AGV小车的特点

　　1、自动化程度高；

　　由计算机，电控设备，磁气感应SENSOR，激光反射板等控制。

　　当车间某一环节需要辅料时，由工作人员向计算机终端输入相关信息，计算机终端再将信息发送到中央控制室，由专业的技术人员向计算机发出指令，在电控设备的合作下，这一指令最终被AGV接受并执行——将辅料送至相应地点。

　　2、充电自动化；

　　当AGV小车的电量即将耗尽时，它会向系统发出请求指令，请求充电（一般技术人员会事先设置好一个值），在系统允许后自动到充电的地方“排队”充电。

　　另外，AGV小车的电池寿命很长（2年以上），并且每充电15分钟可工作4h左右。

　　3、美观，提高观赏度，从而提高企业的形象。

　　4、方便，减少占地面积；生产车间的AGV小车可以在各个车间穿梭往复。

　　AGV小车的结构组成

　　1、车体

　　AGV的物理主体部分，车架和相应的机械装置所组成，是其他总成部件的安装基础。

　　2、驱动电源装置

　　AGV常采用24V和48V直流蓄电池为动力。常采用铅酸电池或锂电池，锂电可自动充电，24小时可工作。

　　3、驱动装置

　　车轮、减速器、制动器、驱动电机及速度控制器等部分组成，是控制AGV正常运行的装置。其运行指令由计算机或人工控制齐发出，运行速度、方向、制动的调节分别由计算机控制。为了安全，在断电时制动装置能靠机械实现制动。

　　4、导引装置

　　磁导传感器+地标传感器，接受导引系统的方向信息，通过导引+地标传感器来实现AGV的前进、后退、分岔、出站等动作。

　　5、车上控制器

　　接受控制中心的指令并执行相应的指令，同时将本身的状态（如位置、速度等）及时反馈给控制中心。

　　6、通信装置

　　实现AGV与地面控制站及地面监控设备之间的信息交换。

　　7、安全保护装置

　　障碍物感应器+物理防撞（感应器下发黑色皮条）+急停开关，主要对人、AGV本身或其他设备的保护等。

　　8、运载装置

　　牵引棒：与所搬运货物直接接触，实现货物运载的装置。

　　9、信息传输与处理装置

　　对AGV进行监控，监控AGV所处的地面状态，并与地面控制站实时进行信息传递。

　　AGV的导引方式

　　所谓AGV导引方式是指决定其运行方向和路径的方式。它不同于前面所说的一般通信。常用的导引方式分两大类：车外预定路径方式和非预定路径方式。

　　（1） 车外预定路径导引方式是指在行驶的路径上设置导引用的信息媒介物，AGV通过检测出它的信息而得到导向的导引方式，如电磁导引、光学导引、磁带导引（又称磁性导引）等。

　　反光带或磁带导引

　　1）反射式导向。如图XXX所示，这种引导方式是在地面上连续铺设一条用发光材料制作的带子，或者用发光涂料涂抹在规定的运行路线上，在车辆的底部装有检测反射光传感器，通过偏差测定装置到驱动转向电机来不断调整车辆前进的方向。

　　2）磁性式导向。是在地面上连续铺设一条金属磁带，而在车辆上装有磁性传感器，检测磁带的磁场，通过磁场偏差测定控制驱动转向电机来调整车辆行驶方向。

　　电磁感应导引

　　电磁感应引导是目前AGV采用最广泛的一种导引方式（见图XXX）。一般需要在地面开槽（约51mm宽，15mm深）埋设电缆，接通低压、低频信号，在电线周围产生磁场。车上需安装有两个感应线圈，并使其分别位于此导引线的两侧。导向线中电流约为200～300mA，频率为2kHz～35kHz。，当高频电流流经导线时，导线周围产生电磁场，AGV上左右对称安装有两个电磁感应器，它们所接收的电磁信号的强度差异可以反映AGV偏离路径的程度。AGV的自动控制系统根据这种偏差来控制车辆的转向，连续的动态闭环控制能够保证AGV对设定路径的稳定自动跟踪。这种电磁感应引导式导航方法目前在绝大多数商业化的AGVS上使用，尤其是适用于大中型的AGV。

　　视觉引导

　　视觉引导是在所经路径上断续地设有若干引导标志或反射板（也可是玻璃球），小车据此自动识别和判断路径（见图XXX）。引导的标志除条形码外，还可用圆形、方形、箭头等图形。视觉引导式AGV是正在快速发展和成熟的AGV，该种AGV上装有CCD摄像机和传感器，在车载计算机中设置有AGV行驶路径周围环境图像数据库。AGV行驶过程中，摄像机动态获取车辆周围环境图像信息并与图像数据库进行比较，从而确定当前位置并对下一步行驶做出决策。这种方式由于不要求人为设置任何物理路径，因此在理论上具有最佳的引导柔性，随着计算机图像采集、储存和处理技术的飞速发展，该种AGV的实用性越来越强。此外，还有铁磁陀螺惯性引导式AGV、光学引导式AGV等多种形式的AGV。

　　（2） 非预定路径（自由路径）导引方式其一是指在AGV上储存着布局上的尺寸坐标，通过识别车体当前方位来自主地决定行驶路径的导引方式，又称车上软件一编程路径方式；其二是指激光导引。

　　激光引导

　　该种AGV上安装有可旋转的激光扫描器，在运行路径沿途的墙壁或支柱上安装有高反光性反射板的激光定位标志，AGV依靠激光扫描器发射激光束，然后接受由四周定位标志反射回的激光束，车载计算机计算出车辆当前的位置以及运动的方向，通过和内置的数字地图进行对比来校正方位，从而实现自动搬运。目前，该种方式的应用越来越普遍。并且依据同样的引导原理，若将激光扫描器更换为红外发射器、或超声波发射器，则激光引导式AGV可以变为红外引导式AGV和超声波引导式AGV。

　　AGV的定位方法

　　为了保证定位的精度与可靠性，必须采用合适的传感器，不同的传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，涡流传感器的定位方法、光电传感器的定位方法，传感器组合定位方法等。

　　基于光敏器件的定位方法

　　这种定位方法的原理是光电效应。由光敏晶体管光照特性可知，其光电流输出与照度之间有较好的线性度。随着AGV与目标位置的不断靠近，其照度不断增大，光敏器件的输出随之增大，由此可以控制AGV的定位。这种定位方法有效检测范围较长，可达到200mm以上，但定位精度较低，光敏器件在整个定位过程中输出变化不明显，给标定带来困难。

　　基于电涡流传感器的定位方法

　　涡流传感器线性测量范围大，灵敏度高，能直接测出位移量。采用这种定位方法能够进行精确定位。电涡流传感器的主要元件为线圈，它的形状与尺寸关系到传感器的灵敏度与测量范围，定位过程中检测范围一般较长（100mm以上），因而体积较大。线圈工作时产生的电磁场对坐标导引方法与电磁感应导引方法所用的传感器产生磁影响。

　　基于光电传感器的方法

　　这种定位方法由光电对管组成。正常情况下，接收管可接收到红外信号。当AGV到达目的位置时，AGV挡住红外线而促使发出控制信号。这种定位精度可达1.5mm以上。如果在发射管前装一细小的光隙，定位精度可提高至0.6mm以上。但这种定位方法在自动导引结束后至最后精确定位前无法对AGV进行控制。

　　传感器组合定位方法

　　传感器组合定位方法由光引导与精定位两部分组成。光引导采用光敏器件进行导引，由于光敏器件的有效检测范围较长，但精度较差，无法进行精确定位而磁传感器精度很高，采用组合的方法能将这二者的长处结合起来，在定位时，先由红外线作引导，使其与目的位置逼近，最后用精定位元件（如接近开关）进行精定位。这种方法精度高，但装置要复杂些。

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