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AGV引爆物流智能化革命(2)

字号+ 作者: 来源: 2017-03-26

近年来,随着计算机技术的飞速发展,嵌入式计算机的软硬件水平都得到很大提高,已经可以满足AGV产品的各种需要。此外,与工控机相比,嵌入式计算机系统具有结构紧凑、成本低、功耗小等明显优势,而这些对于必须使用

  近年来,随着计算机技术的飞速发展,嵌入式计算机的软硬件水平都得到很大提高,已经可以满足AGV产品的各种需要。此外,与工控机相比,嵌入式计算机系统具有结构紧凑、成本低、功耗小等明显优势,而这些对于必须使用自身携带电源的AGV产品尤其重要。因此,AGV车载控制器硬件采用嵌入式计算机系统将是未来的技术发展趋势。

AGV引爆物流智能化革命

  AGV自主定位及导引系统

  虽然AGV导引方式的种类很多,但目前得到应用或具有应用前景的AGV导引方式主要包括以下几种类型:

  (1)电磁感应导引

  该导引方式的基本工作原理为:在AGV的行驶路径上埋设金属导线,并加载低频、低压电流,使导线周围产生磁场,AGV上的感应线圈通过对导航磁场强弱的识别和跟踪,实现AGV的导引。 目前,电磁感应导引技术比较成熟,应用也较为广泛。

  该导引方式的主要优点为引线隐蔽,不易污染和破损,导引原理简单而可靠,无声光干扰,制造成本较低;而主要缺点则为路径更改的灵活性差,调整变动不便,感应线圈对周围的铁磁物质较敏感,对于一些路线比较简单的需要24小时连续作业的工况(比如发动机等装配生产线)目前配合非接触供电系统的应用在国外还是比较多的。

  (2)磁带、磁点导引

  该导引方式的基本工作原理为:在AGV的行驶路径上贴磁带或打磁点,通过磁感应信号实现导引。目前,磁带、磁点导引技术成熟,应用也较为广泛。

  该引导方式的主要优点为改变或扩充路径较容易,磁带、磁点的安装简单;而主要缺点则为易受AGV行走路径周围的金属物质的干扰。此外,因为磁带外露,容易受到机械损伤和污染,导航的稳定性受环境影响较大,因此近年来此类AGV较多采用磁点方式。

  (3)光学导引

  该导引方式的基本工作原理为:在AGV的行驶路径上涂漆或粘贴色带,通过对光学传感器采入的色带图像信号进行识别实现导引。此外,用CCD摄像机和图像处理系统替代普通的光学传感器可以有效提高导引系统的可靠性。 目前,光学导引技术成熟,应用也较为广泛。

  该导引方式与磁带导引方式比较类似,其主要优点为灵活性比较好,地面路线设置十分简单;而主要缺点则为易受色带污染和磨损的影响,对环境要求较高,导引可靠性受制于地面条件,停位精度比较低。

  (4)激光导引

  该导引方式的基本工作原理为:在AGV行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板,安装在AGV上的激光定位装置发射激光束并且采集由不同角度的反射板反射回来的信号,根据三角几何运算来确定其当前的位置和方向,实现AGV的导引。 目前,激光导引技术比较成熟,应用也较为广泛。

  该导引方式的主要优点为定位精确,能适应复杂的路径条件及工作环境,能快速变更行驶路径和修改运行参数;主要缺点则为激光定位装置成本较高。

  (5)视觉导引

  该导引方式的基本工作原理为:在AGV上安装CCD摄像机,AGV在行驶过程中通过视觉传感器采集图像信息,并通过对图像信息的处理确定AGV的当前位置(识别给定路标)。

  视觉导引方式具有路线设置灵活、适用范围广、成本低等优点,也是AGV导引方式未来的发展方向。随着计算机技术的发展及快速图像处理关键技术的突破,视觉导引技术将成为最具应用前景的AGV导引技术。

  (6)惯性导引

  惯性导引方式的基本工作原理为:在AGV上安装陀螺仪,在行驶区域的地面上安装定位块,AGV通过对陀螺仪偏差信号的计算及地面定位块信号的采集来确定自身的位置和方向,从而实现AGV的自动导引。

  惯性导引技术是AGV领域一项新兴的导引技术,其主要优点是技术先进、定位精度高、灵活性强。随着惯性敏感元件的发展,成本的降低,惯性导引技术也将成为最具有应用前景的AGV导引技术。

  (7)复合导引

  由于每一种导引方式均有其局限性,为了满足需要,可以将上述导引方式结合使用,两种导引方式可以实现无缝对接,比如由激光导引和磁导引构成的复合导引方式,在国内已经得到应用。

  AGV运动控制系统

  AGV作为移动机器人的一个分支,其驱动方式主要包括单舵轮驱动、差速驱动、双舵轮驱动及多舵轮驱动等四种方式。多舵轮驱动一般用于载重10t以上的重载AGV。

  单舵轮驱动用于三轮车型:一个舵轮,两个固定从动轮(分布在车体轴线的两边)。这种结构的优点是用途较广,对地表面要求不高,而缺点则是结构相对复杂,转弯时(尤其是进行高速转弯时)稳定性较差。

  差速驱动用于三轮或四轮车型:两个固定驱动轮(分布在车体轴线的两边),一个(三轮车型)或两个(四轮车型)从动自由轮,靠两个驱动轮之间的差速驱动实现转弯。与单驱动方式相比,采用差速驱动方式可以使AGV的结构更加简单,但对电机驱动总成的控制性能和基于外部传感器消除误差的能力要求较高,否则难以保证AGV沿给定路径运行。同样,采用差速驱动的三轮车型进行转弯时稳定性较差,而四轮车型对地表面平整度要求较高。

  双舵轮驱动用于四轮车型:两个舵轮,两个从动自由轮。这种车型的突出优点是可以实现全方位(万向)行驶,特别适合狭窄通道或对作业方向有特别要求的环境和场合,而缺点则是AGV的结构相对复杂,对地表面的平整度有较高要求。

  多驱动用于多轮车型:多舵轮驱动是指4个以上的舵轮,一般都用于载重10t以上的重载AGV,运动模型比较复杂。

  电机驱动总成

  AGV的电机驱动总成由伺服电机和减速机构组成,用于AGV本体驱动以及装卸载机构的驱动,是AGV的核心部件,对AGV的成本和性能影响很大。目前国内电机驱动总成与国外相比仍有较大差距,国产AGV产品大多采用进口电机驱动总成及驱动器产品,成本很高。

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