固定路径自动引导车(AGV)

固定路径自动引导车（AGV）

摘要：

随着工厂自动化、计算机集成制造系统技术的逐步发展以及柔性制造系统、自动化立体仓库的广泛应用，AGV(AutomatieGuidedVehiele)即自动导引车作为联系和调节离散型物流系统以使其作业连续化的必要的自动化搬运装卸手段，其应用范围和技术水平得到了迅猛的发展。

AGV是以微控制器为控制核心、蓄电池为动力、装有非接触导引装置的无人驾驶自动导引运载车，其自动作业的基本功能是导向行驶、认址停准和移交载荷。作为当代物流处理自动化的有效手段和柔性制造系统的关键设备，AGV已经得到了越来越广泛的应用，对AGV的研究也具有十分重要的理论意义和现实意义。

关键字：单片机，AGV，红外传感器

正文：

AGV简介

AGV是以微控制器为控制核心、蓄电池为动力、装有非接触导引装置的无人驾驶自动导引运载车，其自动作业的基本功能是导向行驶、认址停准和移交载荷。作为当代物流处理自动化的有效手段和柔性制造系统的关键设备，AGV已经得到了越来越广泛的应用，对AGV的研究也具有十分重要的理论意义和现实意义。

AGV的定义

AGV(AutomaticGoidedVehicle)是自动导引小车的缩写，它可以按照监控系统下达的指令，根据预先设计的程序，依照传感器确定的位置信息，沿着规定的行驶路线和停靠位置自动驾驶。根据美国物流协会的定义，AGV是装备有电磁式或光学式自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，并具有小车编程与停车选择装置、安全保护以及运载功能的运输小车。

AGV是以电池为动力，装有非接触导向装置、独立寻址系统的无人驾驶自

动运输车，是现代物流系统的关键设备。它是一种集声、光、电、计算机为一体的简易移动机器人。主要应用于柔性加工装配系统、自动化立体仓库、易燃易爆物品的运输以及其他行业，作为搬运设备使用。

AGVS(AutomatieGuidedVehieleSystem)是自动导引车系统的缩写，由管理计算机、数据传递子系统，若干辆沿导引路径行驶的自动导引小车、地面子系统等组成，用于及时有效的分派AGV到某位置完成指定动作，而巨具有监控管理的系统。

AGV的系统结构

AGV是融合了电子技术和机械技术的典型机电一体化产品。随着各种AGV 新产品不断开发，AGV技术不断发展，先进的传感器、电子电力器件、光电器件、计算机、控制技术、电池技术、机构学等高新技术成果逐渐地集成到AGV 新产品及其系统技术中去，使它的技术附加值越来越大。

AGV由车体、蓄电池和充电系统、驱动装置、转向装置、精确停车装置、运动控制器、通信装置、移载系统、和导航系统等组成。

车体由车架和相应的机械电气结构如减速箱、电机、车轮等所组成，它是AGV的基础部分。车架要求从强度和刚度上满足车体运行和加速时的要求，常用钢构件焊接而成，其上层以lmm-3mm的钢板或硬铝板，板下的空间安置与驱动和转向直接有关的硬件控制系统和重量较大的部件(如蓄电池)，以利于机械结构设计和降低车体重心，重心越低越有利于抗倾翻。板上常安置移载装置、按键、显示屏等。车体的前后部分还安装安全挡圈等。AGV常采用24V或48V直流工业蓄电池电能为动力。驱动装置由车轮、减速器、制动器、电机及速度控制器等部分组成。AGV驱动命令由计算机或人工控制器发出，它激励主动力接触器线圈将电源接通驱动电机速度控制器。驱动的速度与方向是两个独立的变量，它们分别由计算机控制。为了安全，制动器的制动力由弹簧力产生，这样在紧急电故障时仍能提供制动能力。采用电气解脱松开是这类制动器通常的做法。速度调节可采用不同的方法，如用脉宽调速或变频调速等。AGV在直线行走、拐弯和接近停位点时要求不同的车速，直线行走速度高些，拐弯时要减速，接近停位点时速度要小。紧急停车继电器独立于微型计算机之外。AGV的方向控制是接受导引系统的方向信息通过转向装置来实现。

AGV有三种工作方式:(1)全自动方式。当AGV设定在全自动运行方式时，操作者根据规划路径输入相应指令，启动之后自主车在无人操作模式下工作。(2)半自动方式。操作者可直接通过小车上按钮，辅助小车完成工作。(3手动方式。操作者也可完全手动，板将小车开在任何所需的地方。小车与一般电瓶车搬运车功能样，可用控制.

AGV的特点与应用

AGV是采用先进控制技术的现代物流设备，随着现代技术水平的进步，AGV 朝着智能化和自主化方向发展，主要具有如下的特点。:

(l)无人驾驶:AGV上装备有自动导向系统，可以保障系统在不需要人工导向的情况下就能够沿预定的路线自动行驶，将货物或物料自动从起始点运送到目的地，方便快捷。

(2)柔性好:AGV自动化程度和智能化水平高，行驶路径可以根据仓储货位要求、生产工艺流程等改变而灵活改变，并且运行路径改变的费用与传统的输送带和刚性的传送线相比非常低廉。

(3)运载能力强:载物平台可以采用不同的安装结构和装卸方式，能满足不同产品运送和加工的需要，物流系统的适应能力强。

(4)安全性能好:可装备多种声光报替系统，能通过车载障碍探侧系统在碰撞到障碍物之前自动停车。当其队列行驶或在某一区域交叉运行时，具有避免相互碰撞的自控能力，不存在人为差错。因此，AGVS比他物料搬运系统更安全。

(5)利用率高:AGV组成的物流系统不是永久性的，而是在给定的区域内设置。与传统‘物料输送系统在车间内固定设置二且不易变更相比，现代物流系统的设置柔性更强，并可以充分的利用人行通道和叉车速遭公从而改善车间地面利用一率。

(6)环保性能好:AGV依靠自带的蓄电池提供动力，运行过程中无噪声、无污染，可以应用在许多要求工作环境清洁的场所。由于AGV具有的这些应用特点，AGVS已经成为许多制造企业提高生产效率和系统智能化水平的重要手段。具体使用领域如下

1、自动化立体仓库;

2、柔性加工系统;

3、柔性装配系统(以AGV作为活动装配平台);

4、机械、电子、卷烟、医疗。食品、造纸、纺织、化工等行业的物料输送;

5、在车站、机场.邮局的物品分捡中作为运输工具;

6、也有用在办公室、医院、宾馆的AGV:

7、危险场所和特种行业。AGV被用于物品运送，这样就减轻了工人的劳动强度，避免了危险环境对人的伤害。

AGV的分类及引导方式

AGV是一种用于物流系统的运输小车。根据有无固定导向线可分为固定路

径型和自由路径型两大类。

对固定路径型AGV，其典型设计思路是采用传感器获得AGV方位信息，并与预定方位比较，得到AGV方位角的偏差和对于路径的横向偏差信号，以此为基础而对AGV转角和驱动轮速度进行控制。具体设计既有常规设计(如优化PID)，又有自适应和模糊控制设计。自由路径AGV控制设计与其类似，不过，自由路径型AGV确认方位较难获得。目前对自由路径型AGV的研究重点不在控制方

面而在导向技术与定位方式上，其中，以光码盘作为传感器通过检测车轮回转的方法确定AGV是种较经济的导向与定位技术，但缺点是跟踪精度受车轮打滑、变形以及累积误差的影响。

引导方式是AGV单机控制系统的核心技术，根据导航方式将AGV分为以下几

类型。

1)电磁导引AGV。电磁导引是传统的导引方式之一，它是在AGV的行驶路径埋设金属导线，并加载低频、低压导引电流，使导线周围产生磁场，AGV上

的感应线圈通过对导引磁场强弱的识别和跟踪，实现AGV的导引。其主要优点是引线隐蔽、不易污染和破损、导引原理简单可靠、制造成本较低。其主要缺点是路径的复杂性有限、扩充或更改很麻烦、易受干扰。

2) 光学导向的基本原理和方法同电磁导向相似。一般是在运行路径上铺设一条具有稳定反光率的色带。车上设有光源发身和接收反射光的光电传感器，通过对检测到的信号进行比较，调整车辆的运行方向。

3）惯性导引AGV。惯性导引是在AGV上安装惯性陀螺仪，在行驶地面上