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AGV/AMR详细设计过程-模块选型及实现
来源: 汽车物流行业的技术应用 | 作者: 汽车物流行业的技术应用 | 发布时间: 4天前 | 265 次浏览 | 分享到:
选用四轮分段式底盘。类kiva车的驱动装置一般常用两种底盘,一种为六轮驱动轮带减震式底盘,另一种为四轮分段式底盘。

模块选型及实现


2.1 驱动装置

选用四轮分段式底盘。类kiva车的驱动装置一般常用两种底盘,一种为六轮驱动轮带减震式底盘,另一种为四轮分段式底盘。


底盘

四轮分段式底盘

六轮驱动轮带减震式底盘

结构

分段式结构,前端由两个驱动轮和一个万向轮组成,后端与前端铰接,后端有一个万向轮;

4个辅助轮+2个带减震的驱动轮

特点

1、随着负载的增加,驱动轮压力也增加,保证驱动轮有足够的附着力、占用空间小;对驱动轮及减速机输出轴径向力要求高;

2、两个万向轮在靠近AGV中心线的两侧布置,减小了偏心力和负载扭矩,增加车体稳定性。

3、驱动电机产生的力直接作用在地面,减小了能的损耗,提高机械效率;

1、启动/停止时,也就是加、减速度比较大时(极端情况),AGV更稳,没有倾覆的风险。

2、驱动单元要加减震机构,但是独立悬架形式的减震机构容易造成车体晃动,另外负载不同,减震弹簧选型就会不一样,增加工作量,且不适合重心高、偏心,载重较大的场景。

2、由于万向轮布置在AGV的四个角,所以在原地旋转时,产生的阻力扭矩较大,增加电机功耗,同时,这个力可能会造成车体的偏心,对于重心偏高的货架存在不稳定因素。

3、对地面要求较高, AGV自重随着负载的增加而增加,通常只有三轮或者四轮着地,导致驱轮上受力不一样,易出现驱动轮打滑、浮动机构卡阻问题。

4、对减速电机输出轴径向力要求较低、占有空间小;

根据两者对比分析,更倾向于四轮分段式底盘。

2.2 导航方式

视觉导航(+惯性运行导航)

通过原理篇1.3.9对比分析,相对于磁线、磁钉、二维码和激光等AGV传统导航方式,视觉导航方式优势明显。主要体现如下:

低成本

l 传感器的低成本和运维的低成本;

l 在自然环境下的视觉导航技术无需在环境中使用任何标记物,降低了客户现场的运维成本;

l 客户购买AGV设备的投资回报时间会大幅缩短;

无需改造现场环境

l 无需对客户现场进行任何改变、无需磁线、磁钉、激光反射板等人工标记,仅通过视觉自然特征即可实现高效的定位导航;

l 降低项目实施难度、减少实施时间;

高性能

l 视觉捕获二维图像信息,图像中不仅包含轮廓信息,还包含颜色信息。

l 颜色信息是不能通过其他传感器得到的。而颜色信息对于移动机器人自主定位、控制、避撞纠偏都非常有价值。

l 通过丰富的视觉信息,未来机器人的AGV产品及改装方案可以实现高效(直线速度2m/s,过弯速度1.5m/s(过弯不停车))、高精度(位置误差<1cm)、高稳定性(失误率<0.1%)的自主导航。

纯视觉导航技术目前行业内成熟度一般,商业化应用较困难,因此,可以考虑多导航方式结合,可加惯性导航,以适应各类起伏和颠簸路径,保障运行时的精准性。成本更低,精度更高。

三、具体功能需求

3.1 驱动装置

1、驱动轮使用AGV专用驱动轮,车轮集成行驶单元,车轮选型具备强度高、耐磨损、稳定性高、具有一定的弹性等功能。

2、车轮结构要求紧凑、空间占用少、可控性高、性能可靠、维护简单。

3、AGV驱动机构的设计应有减震机构,以保证AGV 能在不平整的地面上行驶,从而达到整车减震效果,减少机械损伤,需充分考虑车架翻转后与AGV本体的冲击、车辆在AGV上启动所带来震动的影响。

3.2 控制模块

1、每台AGV配一套独立的车载控制系统,负责AGV的行走、举升、避让防撞以及与上位控制系统进行通讯和各种联锁动作。

2、要求具有强大的运算能力和可靠的抗干扰能力,保证AGV的行走姿态平稳、举升动作准确。

3、AGV单机控制系统需具备安全可靠性:具备自检测、自诊断、自保护能力,包括伺服电源故障、伺服驱动器故障、充电继电器故障、电池电压低、路径跟踪失败、无线通讯中断等。

4、每台AGV具有手动操作功能,每台单机都可以切换到本地手动状态。手动状态可以在AGV故障时将AGV移出;急停或正常停线时AGV不受影响;

5、控制方案及控制程序具有模块化的设计,充分考虑进一步技改空间,各设备作为控制系统的一个组成部分,与整个控制系统既有信息传输,又相对独立,设备的增减对控制系统而言只存在控制程序的少量修改,方便扩展及维护。

3.3 电气设计

1、AGV内部应设有保护电路,防止异常推拉AGV小车时或直接拔插电源,产生的反向电流损坏内部元件。

2、AGV各主要单元(如驱动单元、控制单元、升降单元、检测单元等)必须有过载保护开关,防止异常情况下电机或者面板烧坏;异常排除后,过载保护装置要能够快速恢复。

3.4 通讯装置

1、AGV车载通讯装置应支持WiFi网络,可以通过无线局域网与AGV管理系统调度管理系统可靠实时通讯,实现指令接收、状态信息上传等功能。

2、无线局域网使用工业级专业通讯电台,通讯速度高、抗干扰性好,且通讯电台支持多主无缝方式漫游,在较大的应用空间内有非常好的区域扩展能力。

3.5 电源模块

1、电池要求:按组对电池进行编号,编号清晰、醒目。电池满足充放电时间、工作时间要求及寿命要求。充电过程为在线全自动充电,电池寿命不低于3年,性能稳定可靠。

2、使用在线快速自动充电系统负责AGV小车的自动在线充电,当充电连接器与AGV车载充电连接器相连时,可自动对AGV小车的动力电池进行快速充电。确保AGV能连续24小时工作。

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