重载AGV主要应用在重型设备（货物）的生产或搬运场景中，如工程机械、汽车及零部件、钢铁制造、飞机制造等行业。近年来，各行业对重载AGV的需求量不断上升，而随着载重的增大，重载AGV的结构设计难度随之增加。本文介绍了重载AGV的主要特点、市场需求、技术发展与应用案例。

新松机器人自动化股份有限公司 移动机器人BG高级总监卢玉峰

近年来，中国制造业加速转型升级，制造工厂物流系统向自动化、智能化方向加快发展。超大超重物品的搬运存在需要人力多、劳动强度大、作业效率低、安全风险高等难点，重载AGV以其灵活性、安全性及作业效率高等优势受到青睐，市场需求大幅增加。

一、重载AGV及其主要特点

1.新松对重载AGV的定义

重载AGV是用于重型部件搬运或装配的输送工具，可以根据实际工况进行对应的非标设计，增加升降、转载等机构来满足用户的使用需求。不过，对于载重大于多少吨位才被定义为重载AGV，业界没有统一的标准。

基于新松长时间的产品研发经验总结，随着载重的增大，AGV的结构设计难度随之增加。当载重达到5吨左右，AGV的车体结构便无法按照轻载的设计思路执行。需要采用承载及驱动能力更强的AGV专用驱动轮；电机功耗和工作电流都将加大；AGV框架强度需要加强；举升形式也多由电动改为液压举升。因此，新松习惯将5吨及以上AGV定义为重载AGV。

2.重载AGV核心指标及特点

（1）重载AGV最重要的标志就是载重大、技术难度高。AGV承载轻则数吨，重则几百吨，随着承载力的增加，AGV的导航控制难度、机械设计难度、安全防护难度都大大提高。这无疑对AGV制造商的综合能力要求更高。

（2）安全性。重载AGV在工业厂房以及户外使用过程中，安全性是非常重要的考核指标，工业用无人驾驶自动运行的重载型AGV安全应能达到ISO 3691标准，安全等级根据PL级别进行设计，应装有急停、接触式防护装置、非接触式防护装置（有安全认证）、运行指示灯、声音报警器、制动器、失速保护功能以及执行机构的安全防护等。

（3）速度。重载AGV满载时体积较大，重量非常大，所以运行速度一般都是在0.5m/s以下，这主要根据重载AGV的运行环境、急停后的刹车距离等因素决定，不建议重载AGV在运行时以大于0.5m/s的速度进行工作。

（4）应用广泛。重载AGV几乎可以应用到所有的有重型货物或者部件搬运或者组装的场景中。这个重量级别的货物或是零部件，无论是吊装搬运，还是转运组装，都是一个难点。采用AGV可以减少工件的吊装次数，提高系统安全性，尤其在转运组装的应用中，AGV可以根据工艺需求定制上部工装，来辅助重型部件组装，提高装配效率和安全性，也能降低工人的劳动强度。

二、重载AGV关键技术与挑战

1.驱动技术

重载AGV要求AGV驱动轮要有足够的承压能力与驱动能力，同时需要多个驱动轮协同工作。这些驱动轮间的协调控制直接决定了AGV的整体效率，同时也决定了AGV行走的平稳度和可靠性。另外，还要考虑地面不平可能导致部分驱动轮不能与地面很好接触而产生悬空的情况。需要根据实际应用情况设计合适的“悬挂”结构，保证每个驱动轮都能与地面良好接触，以提供足够的驱动力。

2.AGV导航技术

导航技术是AGV区别于人工驾驶车辆的关键。对于重载AGV来讲，导航控制的可靠性尤为重要。如果AGV导航出现故障，承载着重型货物的AGV偏离运行轨道是非常危险的。因此，在重载AGV导航技术上，需要采用双闭环甚至是多闭环的控制方式，确保AGV导航技术稳定可靠。

3.户外防护技术

在目前的应用中，户外的使用场景越来越多，需要考虑到雨雪、沙尘对AGV车体的影响。在AGV设计时，要重点考虑AGV户外导航可靠性和AGV户外充电安全等环境因素。

4.非标设计能力

在重载AGV的设计过程中，需要考虑用户现场的实际需求情况，如工件的重心、对AGV的尺寸要求、货物的转载对接形式等因素。这些都决定了项目的成败，因此对AGV厂商的机械结构设计能力要求非常高。

5.技术挑战

虽然近5年国内重载AGV企业不断涌现，共同推进着整个行业的技术飞速发展，但国内企业仍在一定程度上面临着国外企业的技术封锁。国外传统重载型AGV厂家起步较早，在机械方面和电气方面，拥有自主研发的专利型单元提供整体的技术支撑。尤其是核心控制器，多通过EtherCAT总线型控制，对多驱动单元进行实时控制，控制周期非常短。

相比之下，目前国内的重载AGV技术基本采用自主控制器或者西门子PLC等作为主控制器，通过CAN总线对多伺服系统进行控制，控制周期比国外的技术要长一些，而且高性能芯片和核心控制器基本受制于国外的技术。我们应该直面这种差距，这也是整个行业的努力方向，需要我们不断创新，走出一条属于自己的技术路线，加大高性能控制器的研发投入，缩小核心技术差距，把主动权握在自己手中。

三、重载AGV市场需求及发展趋势

1.重载AGV市场需求

从新松的视角来看，重载AGV需求从2010年前后开始逐步增多，到2015年重载多轮控制技术发展成熟，标志着中国重载AGV自主设计与制造能力已经不受载重限制。只要AGV尺寸允许，理论上AGV的承载能力是没有上限的。从2018年到现在，随着重载AGV需求量每年20%以上的大幅增加，更多企业看到了重载AGV的市场前景，投身到这个行业中，一起加快了重载AGV技术的进步和制造成本下降。产品性价比的优化又刺激了市场需求的增加。预计2023年，重载AGV市场规模将突破10亿元（2022年AGV行业数据还没有统计完全，很可能2022年就已经达到了这个规模）。