毕业设计（论文）文献综述 -自动导引小车(AGV)的研究和应用

中国地质大学长城学院本科毕业设计（论文）文献综述系 别： 工程技术系 专 业：机械设计制造及其自动化姓 名： 学 号： 2012年1月20日1 AGV定义自动引导小车简称为AGV，是英文Automated Guided Vehicle 的缩写。AGV是采用自动或人工方式装载货物，按设定的路线自动行驶或牵引着载货台车到指定的地点，再用自动或人工方式装卸货物的工业车辆5。按日本JISD6801的定义：AGV是以电池为动力源的一种自动操纵行驶的工业车辆。AGV只有按物料搬运作业自动化、柔性化和准时化的要求，与自动导向系统、自动装卸系统、通信系统、安全系统和管理系统等构成自动导向车系统（AGVS）才能真正发挥作用。2 AGV结构AGV的各组成部分一般有：导向系统、车体、蓄电池及充电装置、驱动装置、转向装置、移栽装置、控制与通信系统、安全装置。导向系统是AGV的核心部分，用来保证AGV按设定的路线自动行驶。车体由车架、减速器、电动机、车轮等组成，车架常采用焊接刚结构，要求有足够的刚性。蓄电池常采用24V或48V直流工业蓄电池，供电周期为20h左右。驱动装置由车轮、减速器、制动器、电动机及速度控制器等部分组成，并由计算机或人工进行控制，它是一个伺服驱动的变速控制系统。转向装置的结构有三种：铰轴转向式三轮车型、差速转向式四轮车型和全轮转向式四轮车型。移栽装置用来装卸货物，其装卸方式分为被动装卸和主动装卸两种。控制与通信系统包括车上控制器和地面（车外）控制器，均采用微型计算机，通过通信网络进行联系。AGV的安全装置包括多级硬件和软件，例如，在AGV的前面设有红外光非接触式防碰传感器和接触式防碰传感器保险杠；AGV的前后有黄色警视信号灯，当AGV行走时信号灯闪烁；每个驱动轮带有安全制动器，断电时制动器自动接上；小车每一面都有急停按钮和附有传感器的安全保险杠，当小车轻微接触障碍物时，保险杠受压，小车停止；一旦发生故障，AGV自动进行声光报警，同时通过无线通线系统通知AGV监控系统。3 AGV特点（1） 运行路径和目的地可以由管理程序控制，机动能力强。而且某些导向方式的线路变更十分方便灵活，设置成本低。（2） 工位识别能力和定位精度高，具有与各种加工设备协调工作的能力。在通信系统的支持和管理系统的调度下，可实现物流的柔性控制。（3） 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。因此，物流系统的适应能力强。（4） 可装备多种声光报警系统，能通过车载障碍物探测系统在碰撞到障碍物之前自动停止。当其列队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，不存在认为差错。因此AGV比其他搬运系统更安全。（5） 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。与传统物流输送系统在车间内固定设置且不易变更相比，该物流系统的设置柔性强，并可以充分利用人行通道和交叉通道，从而改善车间地面利用率。（6） 与其他物料输送方式相比，初期投资大，但可以大幅度降低运行费用，特别是在产品类型和工位较多时。4 AGV技术的发展以及在物流中的发展AGV产品所涉及的关键技术主要包括：引导技术、控制技术、电源技术三个方面。（1） 引导技术，在已被探索研究和开发应用的引导方法主要有：电磁感应法、光学引导法、化学引导法、磁感应法、位置推断法、参考标志法、惯性导航法和图像识别法等。随着计算机控制技术的应用和各种高精度传感器的实用化，其他各种引导技术也不断地成熟和应用。根据对国外几十家生产AGV公司的27个系列产品所采用的主要引导技术的统计结果，可以明显地看到各种引导技术应用的情况。其中，电磁感应引导技术所占的应用比例最高，这表明该项技术已经十分成熟，应用也就最多。而机器视觉引导技术应用的比例还很少，因此，该项技术还需要深入研究和不断完善。除此而外，就是自主导航技术仍然处在研究阶段，还有许多实用化技术问题有待于解决。（2） 控制技术，这里所提到的控制技术的概念有多层含义，既包括对AGV行为单纯的控制技术，也包括对AGV行为的决策方法。随着计算机硬件技术、并行分布式处理技术、自动控制技术和传感器技术不断进步以及软件开发环境的不断完善，为AGV的控制性能的提高提供了必要的技术基础。人工智能技术在AGV上的应用，如环境理解与障碍识别、任务实现与路径规划和模糊与神经网络控制等使AGV向着智能化和自主化运行控制方向发展。此外，在当今的工业生产中，不仅对物流系统有着高度的柔性要求，而且还要实现对生产组织的重构。因此，在物流系统中，对多个AGV运行行为的统一调度和协调控制已经成为AGVS研究的重要内容。（3） 电源技术，AGV运行所消耗能源一般是由蓄电池提供。蓄电池容量的确定是AGV设计的重要参数之一，它的选择应保证车辆在规定的作业方式和工作时间内提供足够的能量。目前，用于AGV的蓄电池有两种类型：即铅酸蓄电池和镍镉蓄电池。其中，铅酸型蓄电池所占比例很大。除电池本身特性外，AGV使用过程中的充电技术也是值得重视的问题。但是，AGV所涉及到的电源技术问题，将随着蓄电池技术的发展而得到解决。目前，AGV的应用领域主要用在制造业，特别是在重型机械及部分非加工制造中的应用。在制造业中主要用于物料分发、装配和加工制造方面。其中，装配作业中，汽车工业是AGV的应用大户。在物料分发中，主要用于生产工序间的物料移送和仓储作业中的物料移送。在净化室中，AGV更可大显身手，满足净化要求极高的操作。另外，AGV还可以作为机器人的“脚”，使机器人在更大范围内自动完成作业、水泥地面的光整等。在有核辐射的地方，使用机器人与AGV的配合，完成检修与材料搬运等工作。因此，随着电子、图像识别、传感和信息技术的发展，AGV的应用领域越来越广。5 总结从自动引导小车概述来看，自动引导小车的开发和应用是比较晚的，随着计算机技术和各种高精度的传感化，以及效率的提高，产生了自动引导小车。此次研究设计自动引导小车的结构和系统。可以进一步的了解自动引导小车结构特点。在全面了解的基础上，结合运用自己所学的知识，自己研究设计一种装备有磁性的自动引导小车，使得在“无人操作工厂”得以利用。 通过自动引导小车结构和系统设计，也可以培养自身综合运用机械设计知识的能力，从而提高独立分析解决问题的能力，以此来适应社会需求。参考文献1 朱江.AGV车载控制原理研究J.计算机控制，2006.2 蔡涛.AGV的超声波定位与避障研究D.陕西:西安理工大学，2008.3 于洋.AGV及其控制器设计与开发J.检测技术与自动化装置，2008. 4 潘明华.盾构自动导向系统的研究与实现J.机械电子工程，2005.5 陈鲁华.基于CAN总线的网络化PLC技术研究与实现J.机电控制及自动化，2003.6 沈颖.激光导引AGV车载控制系统研究M.安徽：合肥工业大学.2007.7 黄霞.嵌入式自动导引小车AGV系统研究与设计M.控制理论与控制工程，2009.8 管一兵.直线行走式智能监控小车的精确定位方法研究M.电力电子与电力传动，2008.9 肖一帆.全桥驱动的自导引小车AGV动力学建模及其运动研究J.上海：同济大学，2007.10 吴亮亮.自动导向小车AGV无接触供电关键技术研究J.计算机集成与柔性制造，2010.11 张勇波.自动引导小车AGV路径跟踪控制策略的研究J.湖北：武汉理工大学，2006.12 叶甲秋.自动引导小车AGV驱动系统辨识与动态特性分析J.柔性制造技术，2010.13 嘉红霞，集装箱装卸桥PLC控制系统中若干通信问题的研究J.机械电子工程，2002. 14 李辛.基于无线定位的AGV导航、控制研究及模拟系统的研制J.通信与信息系统，2006.15 Chu Jiangwei,Shi Shuming,Guo Lie,Wang Rongben,Ma Guosheng. Vis