自動導向小車的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

戚鈺　付維波

摘 要：AGV是指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規(guī)定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。本文基于自動導向小車目前國內外的研究現(xiàn)狀與應用現(xiàn)狀，分析了AGV的基本原理和特點，并闡述了其未來的發(fā)展趨勢與應用前景。

關鍵詞：線導AGV；種類；原理；應用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.252

1 AGV的概念及特點

AGV是自動導引運輸車，它是（Automated Guided Vehicle）的英文縮寫。是采用自動或人工方式裝載貨物，按設定的路線自動行駛或牽引著載貨臺車至指定地點，再用自動或人工方式裝卸貨物的工業(yè)車輛。按日本JISD6801的定義：AGV是以電池為動力源的一種自動操縱行駛的工業(yè)車輛。直接點的話AGV就是無人駕駛的運輸車。AGV系統(tǒng)由控制臺、通訊系統(tǒng)、地面導航系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、AGV和地面移載設備組成，如圖1所示。

自動導向小車在FMS中得到了廣泛的應用，主要是因為它具有較高的柔性，只要改變導向程序，就可以容易的改變、修改和擴充AGV的運輸路線；具有實時監(jiān)視和擴展的功能；安全可靠、維護方便，AGV能以低速運行，一般備有自身的微處理器控制系統(tǒng)，能與本區(qū)的其他控制系統(tǒng)進行通信，以防止相互之間的碰撞。

2 AGV的種類

AGV一般可按3種方式來分類，即導引方式、驅動方式和移載方式 按導引方式來分：a）坐標自動導引車；b）電磁自動導引車；c） 磁帶自動導引車；d） 光學自動導引車；e） 激光自動導引車；f） 慣性自動導引車；g） 視覺自動導引車。 未來可能還有GPS，i-GPS（室內GPS），d-GPS（差分GPS）。按驅動方式分：a） 單輪驅動自動導引車；b）雙輪驅動自動導引車；c）多輪驅動自動導引車。根據驅動的方式，AGV還可能有不同的驅動方法：單輪兼轉向，差速、全方位等；按移載方式（執(zhí)行機構）a） 叉式自動導引車；b） 牽引式自動導引車；c） 搬運型自動導引車；d） 裝配型自動導引車。AGV到現(xiàn)在已經有近50年的歷史了，比較常見的分類方式如下所示：

（1）電磁感應引導式AGV：電磁感應式引導一般是在地面上，沿預先設定的行駛路徑埋設電線，當電流流經導線時導線周圍產生電磁場，電磁感應器所接收的電磁信號的強度差異可以反映AGV偏離路徑的程度。

（2）激光引導式AGV：該種AGV上安裝有可旋轉的激光掃描器，AGV依靠激光掃描器發(fā)射激光束，然后接受由四周定位標志反射回的激光束，車載計算機計算出車輛當前的位置和運動的方向，通過和內置的數字地圖進行對比來校正方位，從而實現(xiàn)自動搬運。

（3）視覺引導式AGV：AGV行駛過程中，攝像機動態(tài)獲取車輛周圍環(huán)境圖像信息并與圖像數據庫進行比較，從而確定當前位置，并對下一步行駛做出決策。

3 AGV研究現(xiàn)狀與應用

AGV的應用領域主要在制造業(yè)，在重型機械及部分非制造業(yè)中也有應用。由于AGV具有機能集中、地上系統(tǒng)簡單、施工和系統(tǒng)構成容易等優(yōu)點，因此，廣泛地應用在機械加工、汽車制造、港口貨運、電子產品裝配、造紙、發(fā)電廠、電子行業(yè)的超凈車間等諸多行業(yè)。對于制造業(yè)，AGV在制造業(yè)的生產線中更為突出，在生產線中，它可以高效、準確、靈活地完成物料的搬運，近年來，AGV的應用已經深入到機械加工、微電子制造、卷煙等多個行業(yè)。對于其他行業(yè)，如在煙草、醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè)中，一般對于搬運作業(yè)有清潔、安全、無排放污染等特殊要求，因此AGV的應用也受到重視。AGV在工業(yè)領域中的應用將繼續(xù)增長，并進入生活服務行業(yè)，其中包括辦公室、醫(yī)院、賓館、郵政部門、超級市場和高爾夫球場等郵局、圖書館、港口碼頭和機場，以及危險場所和特種行業(yè)等，也常常會用到AGV，如在軍事上可用于戰(zhàn)場排雷和陣地偵察。

4 AGV發(fā)展趨勢

（1）智能AGV小車性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），通過功能部件標準化促使單機價格有所下調，平均單機價格從7萬元降至5萬元，能夠讓更多中小規(guī)模企業(yè)受益。

（2）智能AGV小車機械結構向模塊化、可輕易重構的方向發(fā)展。如動力模塊中的電機、減速機、檢測系統(tǒng)一體化，由機械模塊、承載模塊用重組方式架構AGV整機，米克力美已有多款模塊化智能AGV產品在售。

（3）智能AGV小車控制系統(tǒng)向PC機系統(tǒng)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網絡化，系統(tǒng)集成度提高，且采用模塊化結構，提高了系統(tǒng)的兼容性和擴展性、易操作性和遠程維修等。

（4）智能AGV小車的智能傳感器開發(fā)，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等，還應用機器視覺、力反饋等等多智能傳感器的融合技術來決策控制，在關聯(lián)設備多傳感器融合配置技術在米克力美現(xiàn)有的AGV設備系統(tǒng)中已有成熟應用。

參考文獻：

[1]王皖君等.自動導引車導引技術研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].北京：機械工業(yè)出版社，2001.

[2]AGV_360百科，http：//baike.so.com/doc/5441882-5680229.html.

[3]吳雄喜.AGV自主導引機器人應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].浙江工業(yè)職業(yè)技術學報，2012.

作者簡介：戚鈺（1994-），云南昆明人，本科。