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AGV交互移动机器人

范文

刘宇浩孙亚培赵亮亮赵磊

摘?要：AGV以蓄电池为电源，双电机为动力，传感器为控制，万向轮为转向集合成一整体，从而实现无人搬运的功能。为响应应用技术型高校的建立，设计并开发了一种应用于实验室的AGV小车，以提高学生的综合实践能力，满足校内实践教学的需要。

关键词：AGV;磁敏传感器;差速驱动

1 工作环境

AGV交互移动机器人主要承担校内实验室的物料搬运任务，以我院2107现代制造技术实验室一为例，实验室中共有加工中心、数控车和线切割三个加工区，并设置有CAD/CAM区、成品区和毛坯区，布局如下图所示。

因AGV交互移动机器人需由磁条导引，所以地面应铺设磁条，且场地内不能有较大的磁性干扰。AGV小车由CAD/CAM区下达指令，从毛坯区开始取料，将毛坯运送至指定加工区，应完成单工序加工或多工序协同加工中的运输任务。

AGV交互移动机器人的规格大小为450mm×300mm;最大载重量20kg。

2 AGV交互移动机器人的转向寻迹运动

AGV交互移动机器人采用磁敏传感器进行轨迹信息采集，由单片机进行采集信息处理，辅以双电机调速方式进行行进路线的纠正。如图所示，小车行进方向为虚线所示方向，但行进目标点在左前方，小车上安装的磁敏传感器对实际磁条分布信息进行采集，并传至单片机进行处理反馈，驱使小车按实线所示轨迹行进。此时，小车左侧驱动轮减速，右侧加速，双驱动轮形成速度差。进而前后全向轮转向实现轨迹追踪，调整行进方向，完成转向寻迹动作，并行进至目标点。

3 AGV交互移动机器人的结构设计及3D建模

本次设计的AGV交互移动机器人主要应用于校内实验室。整车基于工业AGV为原型，结合实际需求进行改进设计。综合考虑成本及强度需求，骨架采用铝型材进行搭建。导向寻迹方式采用双电机差速原理，将双电机驱动差速结构放置于车体中间位置，在实现导向寻迹功能的同时尽可能的节省空间。为提高车身稳定性能，前后选用全向轮设计，以减小转向时车身所受阻力。为验证其实际设计效果，采用三维造型软件进行设计装配，模型如下图所示：

4 AGV交互移动机器人的模块组成

4.1 控制中心模块

控制中心模块是AGV的核心部分，在整车中如同大脑作用。用来对各种反馈信号的接受处理，以控制AGV能够正常工作。通过接收来自各个传感探头的实时信息，做出处理信号的输出，从而来控制AGV行进速度和方向，以及位置的调整。

4.2 信号采集模块

采集模块是AGV的实时信息与控制中心的交流沟通模块，在整车中相当于眼睛的作用。通过各传感探头对实时路况的感应信息采集，将AGV的所处位置情况传达至控制中心模块。例如：寻迹过程中，通过磁敏传感器对地面磁条的分布情况采集，以将采集信息传达至控制中心以做出转弯的指令判断。再如避障过程中，通过红外传感器对AGV所行轨迹上有无障碍物的情况采集，以将采集信息传达至控制中心从而做出停止或前行的指令判断。

4.3 转向、驱动模块

转向、驱动模块是AGV的各个动作指令的执行模块，在整车中相当于是四肢。通过执行从控制中心传来的指令实现转弯，前进，停止等动作。AGV交互移动机器人的转向，驱动模块主要由两个独立驱动的主动轮和两个全向轮组成。当磁敏传感器采集到转向动作信息时，将信息传输至单片机，并由单片机下达命令控制产生PWM调压信号，改变两个驱动电机电枢电压的“占空比”（接通和断开的时间比），从而改变电动机的功率和转速的大小，通过左右两边电机形成的转速差实现转向动作。

4.4 电源模块

电源模块是AGV的各项动作的主要动力来源，为整个设备提供动力。一般采用蓄电池等组件构成AGV的电源模块。

5 结论

随着科技的发展，技术的不断成熟，AGV也變的更为多样性。AGV的多环境应用，大大减少了工人的劳动强度，加强了工作的准确性，极大地提高了加工生产的效率。但是，迄今为止，AGV仍有许多难以攻克的问题，如还未完全实现自动化、无法真正脱离人为控制这一环节、存在较大的安全隐患和对运行的环境仍有较高的要求等。目前的AGV是由各母体企业自主设计研发的，虽具有较多形式种类，但普遍性不高。

因而将AGV的研究放在大学创新项目中仍有较大价值。在提升AGV的研发进度的同时，丰富高校校内实践内容，提升学生的综合实践能力。

参考文献：

[1]高毅华.AGV实践及运用.航空精密制造技术.

[2]王标，张西巍.基于AGV的动力总成工厂智能物流系统的设计.

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