AGV技术详解

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本文是关于自动导引车（AGV）的关键技术及其发展历程的详细介绍。AGV是一种能够在特定路径上自动行驶并完成搬运任务的车辆，广泛应用于工业自动化领域。以下是文章的核心内容概述：

AGV发展历程

• 国外发展历史：

• • 1913年，美国福特汽车公司首次使用有轨道的导引车辆。

  • 1954年，英国研制出电磁导引AGV。

  • 20世纪50年代末，AGV在欧洲推广应用。

  • 60年代引入计算机技术用于系统控制。

  • 70年代，应用范围扩大，车型多样化。

  • 80年代，随着计算机技术发展，AGV成本降低，性能提升，普及加速。

  • 90年代，进入高智能化、数字化、网络化、信息化阶段。

  • 目前全球拥有超过15000个AGV系统，约110000辆AGV小车。

• 国内发展历史：

• • 70年代，北京起重运输机械研究所研制出ZDB-1型自动搬运车。

  • 80年代，邮电部设计研究院等单位开始研究AGV。

  • 90年代，沈阳自动化所为汽车公司设计AGV系统。

  • 90年代中期，昆船公司引进国外技术并自主研发AGV系统。

  • 21世纪，昆船公司自主研发的AGV系统获得成功，高校也开展了多种AGV研究。

• AGV自诞生以来就被广泛应用于汽车行业，目前全球汽车行业对AGV的需求占主流地位（约57%）。

• 在中国，随着汽车工业的发展，许多汽车制造厂开始将AGV技术应用于装配线，取代传统输送机模式。

• AGV系统作为汽车装配线的子系统，可与生产线控制系统通信连接，分为上位控制和AGV单机控制两部分。

• 根据用户需求和现场环境，确定导引形式和驱动方式。

• 根据车体自重及载重确定电机功率，设计车架以满足强度、刚度、重心、电控元器件安装位置等要求。

• AGV可配备不同移载机构，如推挽式、辊道式、叉车式等，并确保移载机构定位精度。

• 合理布置操作面板、转向灯、急停按钮等，覆盖件可采用不同材料。

• AGV的防护设施包括光电探测、急停挡板等，以确保人身和财产安全。

• 坐标导引技术：通过定位块将行驶区域划分为坐标小区域，优点是路径可修改，可靠性好，但安装困难，精度较低。

• 电磁导引技术：在路径上铺设金属线并加载导引频率，优点是导引可靠，成本低，但路径难以更改。

• 磁条导引技术：在路面上贴磁带，优点是路径变更灵活，但易受干扰，可靠性受外界影响大。

• 光学导引技术：通过摄像机识别路径上的色带，优点是路径设置简单，但对环境要求高，可靠性较差。

• 激光导引技术：通过激光反射板确定位置和方向，优点是定位精确，路径灵活，是目前先进的导引方式。

• 图像识别导引技术：通过图像识别实现智能行驶，具有巨大潜力，但目前仍处于研究阶段。

• GPS导航技术：用于室外远距离跟踪和制导，精度受卫星和环境因素影响。

• AGV导航的目的是确定自身在全局坐标系中的位置和航向。

• 导航信息来自地面固定的靶标，如激光反射板等，但在实际位置采样周期内还需进行位置估算。

• 单轮驱动模式：一个驱动轮兼有行走和转向功能，运动性能较差，但导引可靠性高。

• 差速驱动模式：依靠左右轮差速实现转向，转弯半径小，但驱动轮磨损严重。

• 全方向驱动模式：多个驱动轮兼有行走和转向功能，灵活性高。

• 整车结构及其他安全性装置：车身设计需避免尖角和突起，确保运行安全。

• 障碍物接触式缓冲器：设置在车身前后方，碰撞时可触发断电停车。

• 障碍物接近检测装置：包括激光、超声波、红外线等多种类型，用于提前减速或停车。

• 自动装卸货物的执行机构的安全装置：包括机械和电气两类，确保装卸过程安全。

• 警报装置：包括自动运转显示灯、运行警报器、前进警报器等，用于提醒周围人员。

• 急停装置：通过急停按钮或挡板实现紧急停止。

• 充电保护装置：选择合适的蓄电池，并考虑充电时间和维护简便性。

• 运行环境的安全防护措施：包括设置警示标志、防撞装置、协调联动设备等。

• 应用场景：当单个AGV无法完成任务时，需要多个AGV协同作业。

• 方案1：星形连接的并联机构：以平面运动为主，重点在于协调运动的约束关系，可实现同步、独立操作、灵活转弯等。

• 方案2：环形连接的并联机构：假设地面平整，只考虑平面内的动力学和运动学，同步较难实现，但灵活性高。

• 单个AGV研究内容：包括路径规划、运动学和动力学模型、运动控制策略、传感器信息融合、人工智能应用等。

• 多AGV研究内容：涉及通讯问题、同步、异步操作、坐标标定、鲁棒控制、零件空间姿态调整等。

• AGV常用的导引方式。

• AGV常用的平安防护技术。

• AGV的三种驱动形式。

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