AGV智能化制动系统研究资料

AGV智能化制动系统研究

AGV intelligent braking system research

姓名孙弢

AGV的工作原理

制动系统整车工作原理

无人导航车的最终目的是在道路上行驶，所以无人导航车必须能在道路上行驶，起到无人智能行驶的作用。无人驾驶智能车拥有特有的视觉系统和听觉系统，通过这些感官来感应道路上的行驶状况和障碍物。车辆上安装了一些传感器，这些传感器可以感应一些环境信息，控制中心将这些信息处理分析，来得到车辆所处的环境信息和地理位置，最终达成车辆定位和智能驾驶的功能。无人驾驶车都有特殊的定位原理，根据定位系统的结构和系统程序来区分，表现形式和传感系统有关，现在比较实用的定位方法有视觉系统定位法、磁性定位法、GPS定位法、激光雷达定位法等。为了更好的控制车辆，使小车在正确的道路上行驶，必须时刻掌握小车的位置信息。自动导航车最常用的控制方法有横向和纵向两种，横向可以对车辆的速度加以控制，纵向可以对车辆的加速度加以控制，并且可以对车辆的运行方向加以控制，两种控制方式共同作用确保车辆在正确的道路上行驶。

制动系统工作原理

为了将少量的AGV产品合理的使用，必须尽可能将有限的AGV在各个领域体现其价值。对制动系统进行研究可以确保小车在使用过程中的实用性和安全性，制动系统的由三个部分组成：控制器为可编程控器PLC，通过提前对小车的行驶轨迹进行分析，然后使用软件将小车的实际操作通过编程加入硬件，实现对小车的系统控制，可编程控器通过与电磁推力装置相连接，电磁装置通过液压制动缸来实现平衡调节，其中动作位置传感器可作为反馈装置，将与目标位置的实时测量反馈给可编程控器，制动系统必须确保停车定位精度在几厘米内；小车在刹车过程中必须防抱死，AGV位置传感器（反馈装置)持续将小车的实时位置反馈给可编程控器的中央处理器中。可编程控器将反馈信息的当前位置与目标位置进行对比，并将位置信息进行处理得到在该时刻的时间位移数学函数，得到一个理论位置。通过PLC的CPU分析判断从位置传感器实时反馈回来的小车当前位置与目标位置的距离大小，将当前位置与理论位置进行不断地拟合，从而通过控制AGV小车的行驶速

度。若该时刻下小车的当前位置小于理论位置则发出慢减速指令；若该时刻下小车的当前位置大于理论位置，则发出快减速指令即通过进而控制了小车的制动力和制动时间。

制动系统的组成

电动推杆

在制动过程中，电动推杆做的是直线往复运动，通过连接丝杠运转使制动系统进行往复运动，其中电动推杆在各种机械制动过程中得到广泛的应用，并且电动推杆的梯形丝杠可以实现自锁的功能，其中滚珠丝杠电动推杆并没有自锁这种功能，由于这种缺陷，必须在电机中安装其它设备来补充这种自锁功能，使得制动更加高效和安全。电动推杆在制动系统中起到了重要作用，这也是他的优势之一，电动推杆的制动精度高并且负载大，可以使用智能自动化操纵，随着科技的发展，电动推杆在制动系统中慢慢代替气缸、油缸、液压缸等制动零件。电动推杆对于制动精度的控制有着重要作用，当电机与推杆共同作用时可以提高制动的精度，电动推杆的制动效果和它的加工精度的增加及材料有关，随着加工精度的提高而提高，材料越好制动性能越好，电动推杆和其它零件的配合程度也影响着它的工作性能。

图2.1 电动推杆

电动推杆在制动过程中是动力来源,它将电能转化为机械能作用于制动踏板，电动机电机产生的转矩正比于电流，电动机产生的力可以克服系统中的负载的惯性和摩擦，电机的转角输出经过传动机构转化为电动推杆的直线位移输出。

制动踏板和真空助力器

制动踏板的作用是限制动力的踏板，就是制动系统的踏板，制动踏板的效果是在制动过程中减速和停车。制动踏板是行驶过程中将AGV小车减速在直至车速减为0，也可以在下坡的地方维持保持车速。在制动过程中，必须正确的踩动制动踏板，在保证制动安全的前提下可以节省能量，轮胎的材容易磨损，所以合适的踩动踏板有利于保护轮胎。

图2.2 制动踏板

在制动过程中，真空助力器的作用是刹车时，帮助发动机进气造成负压使得整个制动液压管路有附加力，这样制动系统更加轻快迅速。真空助力器的特点是体积较大的真空腔体，腔内中央有一个连接推杆的活塞，这个活塞吧内腔分成两个部份，外面的部分跟外界气体相通，另外一部份与管道相连，通过管道和发动机进行气体交换。当发动机工作时从外界吸入空气，助力器的另外一侧形成真空，这时两侧的气体形成压力差，这种压力差可以加强制动推力。因为膜片两边都有压力差，但是膜片的面积比较大，仍可以造成比较大的推力来推动膜片向压力小的一端靠近。真空助力器中的真空助力系统在制动过程中，造成真空使膜片移动，并通过联运装置利用膜片上的推杆协助人力去踩动和推动制动踏板[7]。

图2.3 真空助力器

制动主缸

一般的制动主缸有两部分组成，它们分别是储液罐和主缸体，储液罐的补液孔与主缸体的排液孔相连，在制动主缸蹄工作时供给制动液。制动主缸内部的其它部件分别是活塞、皮碗、弹簧、压力腔、主缸输出口、制动液、储液罐、推杆、密封圈。

图2.4 制动主缸

在制动过程中，AGV小车通过自动控制系统踩动制动踏板，制动推杆向前推动主缸体重的活塞，制动活塞跟连接好的皮碗一起向前移动，当补液孔被盖住时，具有一定压力的制动液体被输送到车轮制动器，这时制动器开始工作[7]。解除制动后，主缸内的回位弹簧

迫使活塞迅速移回原位，活塞的移动速度快于制动液流回主缸的速度，当活塞回位运动时，其前腔产生低压区[8]，从而影响活塞的回位速度，此时后缸内制动液随压力通过活塞，皮碗向前变形对低压区进行补充，储液罐中的制动液通过排液孔流到活塞后腔，活塞回到静止位置后，制动液通过补充孔充满活塞前腔，皮碗再次密封住活塞头部。

制动轮缸

液压制动轮缸是AGV小车制动系统的重要部件,它对密封性的要求很高,如果密封性不好容易导致制动失去作用。为了保证AGV小车制动轮缸的制动质量,提高制动效果,在生产过程中可以利用制动轮缸气动密封试验台,来检测制动密封效果，轮缸在出厂检测中必须保证满足检测要求。

图2.5 制动轮缸

制动轮缸的作用是将液压力转变为机械推力。制动轮缸有单活塞和双活塞两种。制动时，液压油进入两活塞间油腔，进而推动制动蹄张开，实现制动。轮缸缸体上有放气螺栓，以保证制动灵敏可靠[9]。