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AGV 之所以能按照預定的路徑行駛是依賴(lài)于外界的正確導引。對 AGV 進(jìn)行導引的方式可分為兩大類(lèi):固定路徑導引方式和自由路徑導引方式。
(1)固定路徑導引方式
固定路徑導引方式是在預定行駛路徑上設置導引用的信息媒介物,智能機器人在行駛過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測信息媒介物的信息而得到導引。按導引用的信息媒介物不同,固定路徑導引方式 主要有電磁導引、光學(xué)導引、磁導引、金屬帶導引等,如圖6-34和圖6-35所示。
如圖6-34(a) 所示,電磁導引是工業(yè)用AGV 系統中Z為廣泛、Z為成熟的一種導引方 式。它需在預定行駛路徑的地面下開(kāi)挖地槽并埋設電纜,通以低壓低頻電流。該交流電信號 沿電纜周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng),AGV 上裝有兩個(gè)感應線(xiàn)圈,可以檢測磁場(chǎng)強弱并以電壓表示出來(lái)。 比如,當導引輪偏離到導線(xiàn)的右方時(shí),左側感應線(xiàn)圈可感應到較高的電壓,此信號控制導向 電機使AGV 的導向輪跟蹤預定的導引路徑。電磁導引方式具有不怕污染,電纜不會(huì )遭到破 壞,便于通信和控制,停位精度較高等優(yōu)點(diǎn)。但是這種導引方式需要在地面上開(kāi)挖溝槽,并 且改變和擴充路徑也比較麻煩,路徑附近的鐵磁體可能會(huì )干擾導引功能。
如圖6-34(b) 所示,光學(xué)導引方式是在地面預定的行駛路徑上涂以與地面有明顯色差 的具有一定寬度的漆帶,AGV 上光學(xué)檢測系統的兩套光敏元件分別處于漆帶的兩側,用以 跟蹤 AGV 的方向。當AGV 偏離導引路徑時(shí),兩套光敏元件檢測到的亮度不等,由此形成 信號差值,用來(lái)控制 AGV 的方向,使其回到導引路徑上。光學(xué)導引方式的導引信息媒介物 比較簡(jiǎn)單,漆帶可在任何類(lèi)型的地面上涂置,路徑易于更改與擴充。
如圖6-34(c) 所示,以鐵氧磁體與樹(shù)脂組成的磁帶代替漆帶,AGV 上裝有磁性感應器, 形 成 了 磁 帶 導 引 方 式 。
金屬帶導引如圖6-35所示,在地面預定的行駛路徑上鋪設極薄的金屬帶,金屬帶可以 用鋁材,用膠將其牢牢地粘在地面上。采用能檢測金屬的傳感器作為方向導引傳感器,用于 AGV 與路徑之間相對位置改變信號的檢測,通過(guò)一定的邏輯判斷,控制器發(fā)出糾偏指令, 從而使 AGV 沿著(zhù)金屬帶鋪設的路徑行走,完成工作任務(wù)。作為檢測金屬材料的傳感器,常 用的有渦流型、光電型、霍爾型和電容型等。渦流型傳感器對所有金屬材料都起作用,對金 屬帶表面要求也不高,故采用渦流型傳感器檢測金屬帶為好,如圖6-36所示。圖6-37表示 一組方向導引傳感器,由左、中、右三個(gè)渦流型傳感器組成,并用固定支架安裝在小車(chē)的前 部。金屬帶導引是一種無(wú)電源、無(wú)電位金屬導引,既不需要給導引金屬帶供給電源信號,也 不需要將金屬帶磁化,金屬帶粘貼非常方便,更改行駛路徑也比較容易,同時(shí)在環(huán)境污染的 情況下,導引裝置對金屬帶仍能有效地起作用,并且金屬帶極薄,并不造成地面障礙。所 以,與其他導引方式比較,金屬帶導引是固定路徑導引方式中可靠性高、成本低、簡(jiǎn)單靈 活,適合工程應用的一種 AGV 導引技術(shù)。
(2)自由路徑導引方式
自由路徑導引方式是在A(yíng)GV上儲存著(zhù)行駛區域布局上的尺寸坐標,通過(guò)一定的方法識別車(chē)體的當前方位,智能機器人就能自主地決定路徑而向目標行駛。自由路徑導引方式主要有 路徑軌跡推算導引法、慣性導引法、環(huán)境映射導引法、激光導航導引法等。
①路徑軌跡推算導引法,安裝于車(chē)輪上的光電編碼器組成差動(dòng)儀,測出小車(chē)每一時(shí)刻 車(chē)輪轉過(guò)的角度以及沿某一方向行駛過(guò)的距離。在A(yíng)GV 的計算機中儲存著(zhù)距離表,通過(guò)與 測距法所得的方位信息比較,AGV 就能算出從某一參數點(diǎn)出發(fā)的移動(dòng)方向。其Z大的優(yōu)點(diǎn) 在于改動(dòng)路徑布局時(shí),只需改變軟件即可,而其缺點(diǎn)在于驅動(dòng)輪的滑動(dòng)會(huì )造成精度降低。
②慣性導引法,在A(yíng)GV 上裝有陀螺儀,導引系統從陀螺儀的測量值推導出AGV 的位 置信息,車(chē)載計算機算出 AGV 相對于路徑的位置偏差,從而糾正小車(chē)的行駛方向。該導引 系統的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。
③環(huán)境映射導引法,也稱(chēng)為計算機視覺(jué)法。通過(guò)對周?chē)h(huán)境的光學(xué)或超聲波映射, AGV 周期性地產(chǎn)生其周?chē)h(huán)境的當前映像,并將其與計算機系統中存儲的環(huán)境地圖進(jìn)行特 征匹配,以此來(lái)判斷 AGV 自身當前的方位,從而實(shí)現正確行駛。環(huán)境映射導引法的柔性 好,但價(jià)格昂貴且精度不高。
④激光導航導引法,在A(yíng)GV 的D部放置一個(gè)沿360°按一定頻率發(fā)射激光的裝置,同 時(shí)在A(yíng)GV 四周的一些固定位置上放置反射鏡片。當AGV 行駛時(shí),不斷接收到從三個(gè)已知 位置反射來(lái)的激光束,經(jīng)過(guò)運算就可以確定 AGV 的正確位置,從而實(shí)現導引。
⑤其他方式,在地面上用兩種顏色的涂料涂成網(wǎng)格狀,車(chē)載計算機存儲著(zhù)地面信息圖, 由攝像機探測網(wǎng)格信息,實(shí)現 AGV 的自律性行走。
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