磁引導AGV的磁導航方式

摘 要：AGV（Automated Guided Vehicle）是一種新興的物流倉儲設(shè)備，主要被應用于柔性生產(chǎn)系統(tǒng)以及物流運輸系統(tǒng)中，有效提高了上述生產(chǎn)運輸系統(tǒng)的自動化性能。文章主要以磁導航方式為重要技術(shù)手段，研究磁感應技術(shù)在物流AGV小車的應用。

關(guān)鍵詞：AGV；磁導航；方式

引言

隨著AGV技術(shù)的發(fā)展，我國生產(chǎn)AGV的廠家逐年增加。其中作為行業(yè)領(lǐng)軍品牌新松以其優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品享譽國內(nèi)外，被命名為國家863計劃智能機器人產(chǎn)業(yè)化基地以及國家機器人工程研究中心，同時科技部也命名新松為國家高技術(shù)研發(fā)計劃成果產(chǎn)業(yè)基地。

1 AGV的驅(qū)動方式

1.1 單驅(qū)動

在三輪車型的驅(qū)動AGV較為常用，前輪驅(qū)動，為兩側(cè)從動輪提供動力，同時兼負轉(zhuǎn)向。

1.2 差速驅(qū)動

該結(jié)構(gòu)有兩個分布在車體軸線兩邊的固定驅(qū)動輪驅(qū)動，通過兩輪的差速來實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。該車型不但可以實現(xiàn)前進后退，還能夠原地自旋，并且其左右轉(zhuǎn)彎的最大轉(zhuǎn)角可以超過90°，相較于單驅(qū)動，差速驅(qū)動在轉(zhuǎn)彎上具有較高的適應性。

1.3 雙驅(qū)動

該種驅(qū)動形式多用于四輪大型車，四個輪子中，兩個為驅(qū)動輪，兩個為從動輪，驅(qū)動輪除了負責驅(qū)動外，還負責轉(zhuǎn)向。該車型不但能夠?qū)崿F(xiàn)前進后退，最突出特點在于可以多向行駛，即行駛過程中，可以對車身姿態(tài)進行隨意調(diào)整，因此在一些特殊作業(yè)場合以及通道狹窄的作業(yè)場合中極為適用。

1.4 多輪驅(qū)動

用于八輪車型：四個驅(qū)動兼轉(zhuǎn)向輪，四個從動自由輪。這種車型可以前進、后退、全方位行駛，多應用于重載行業(yè)輸送，結(jié)構(gòu)復雜，成本較高。

2 AGV磁導航

AGV磁導航傳感器采用CA-08J磁傳感器，通過該傳感器，AGV能夠?qū)ξ⑷醮艌鲞M行精確檢測，并通過8位數(shù)字信號轉(zhuǎn)換，從而以磁導航傳感器為基準，檢測出磁體位置，根據(jù)信息反饋，AGV車能夠自動進行位置調(diào)整，從而使得AGV車沿磁條行駛。磁導航傳感器安裝在AGV車體前方的底部，距離磁條表面20-30mm，磁條寬度為40mm，厚度1mm。傳感器采用JH-485型AGV磁導航傳感器利用其內(nèi)部間隔10mm平均排布的8個采樣點，用來檢測磁條上方100Gauss以下的微弱磁場。運行過程中，受到AGV車上的磁導航傳感器作用，采樣點會產(chǎn)生信號。由于采樣點同傳感器磁條垂直，因此可以判定磁條同AGV車位置不一，AGV車偏離，而AGV會對偏離進行調(diào)整，從而保證車的運行時沿著磁帶的。（如圖1所示）

3 站點識別

該技術(shù)主要應用于自動化運輸以及物流中，是AGV在該領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。站點識別技術(shù)能夠準確控制AGV速度，并對其進行準確定位，因而在調(diào)度對接上位機中作用顯著。目前的工廠生產(chǎn)中，大多AGV在使用過程中都需使用地標。其目的在于對站點進行識別。而在車身兩側(cè)設(shè)置地標傳感器，保證傳感器同導航磁條之間的距離，且保證地標傳感器同地面垂直。如圖2所示，地標傳感器原理與磁導航傳感器類似，它采用一路霍爾傳感器，用來檢測100Gauss以下微弱的磁信號變化，S極磁場以及N極磁場可以利用地標傳感器予以區(qū)分，且利用兩路NPN輸出可以對指示加以區(qū)分，通過以上措施，在信息接收以及表示上控制器可以更加靈活。依照實際需要，AGV可以進行工位準停，并對分叉路徑進行識別，根據(jù)任務需要加速減速等。

4 磁導航方式的實現(xiàn)與導向糾正

圖3為AGV自動小車的循線糾偏示意圖。假定AGV車身行駛的方向為y軸正方向，車身橫向中心線為x軸，AGV車的中心為原點建立AGV的運動坐標系。黑色空心圓點代表磁傳感器的采樣點，每個磁傳感器成一列排布上，按照間距10cm均布8個霍爾傳感器。前后傳感器距離為D，與y軸成偏角的虛線表示導航磁帶。通過前后傳感器來檢測AGV軸線偏離導航線的偏移量D1和D2，由此可以計算出AGV的航向偏角a和中心偏移量b。數(shù)學關(guān)系如（1）、（2）所示：

tana=■ （1）

b=■ （2）

利用三角運算對AGV行駛偏角進行計算，依照反饋數(shù)據(jù)，小車控制器可以對行駛偏角以及橫向偏差進行判斷，并計算出合理的控制信息，從而控制電機驅(qū)動器，以此實現(xiàn)左右兩電機能夠差速運轉(zhuǎn)，從而糾正偏差。

5 結(jié)束語

文章所述的AGV的磁控制方法，是一種簡單可靠的運行控制方法，經(jīng)實踐驗證了其可行性和穩(wěn)定性，利用CA-08J磁導航能夠?qū)崿F(xiàn)磁導航的運行和糾偏。

參考文獻

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作者簡介：吳偉濤（1984-），男，漢族，遼寧沈陽，助教，碩士研究生，遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學院，機械制造自動化。