一种潜入式AGV导航小车及其控制方法技术

一种潜入式AGV导航小车，包括车体焊接结构及外壳、报警防撞保护装置、升降定位锁定装置、驱动单元、控制单元、导航定位装置、万向从动轮、定向轮。车体焊接结构固定AGV各单元与装置，报警防撞保护装置包括障碍识别感应器、防撞胶条、声光感应器、显示屏、急停开关、前盖，升降定位锁定装置包括升降杆、升降电机、升降杆套、弹簧限位板、销轴挡板及固定钣金；地轮驱动装置设置左右二轮对称于车体中间，采用差速驱动方式；控制单元使用基于ARM双处理器的控制系统，包括控制板、电机驱动、驱动器固定板、ARM处理器、蓄电池、电池承载座。以及提供一种潜入式AGV导航小车控制方法。本发明专利技术提高导航定位精度，降低产品及其使用成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动化物流运输领域，特别是一种潜入式AGV导航小车及其控制方法。
技术介绍
AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引小车)是自动化物流运输系统和柔性制造系统的关键设备，在非结构化的环境中具有自动驾驶的功能。国际上AGV的研究始于20世纪50年代的美国，经过几十年的不断发展，AGV已经实现商品化，并在电子机械制造，物流，自动仓库等各个领域得到了广泛的应用。随着经济技术的发展，我国的企业也逐步开始应用AGV。AGV车型可按运载类别、承载质量、驱动型式、导引方式、移载方式分类。比如按导引方式分类有:磁导引，激光导引，超声导引，光反射检测，惯性导航，图像识别与坐标识别等;按移载方式分类有:潜入式，侧辊式，牵引式，跨鞍式，双侧推挽式，平衡式，双侧叉式，三向叉式，低叉式，双举升式，龙门式，背负式等。AGV控制系统为核心，AGV小车动作是通过车载控制器实现控制。目前，传统的AGV一般以PLC作为控制器，存在成本较高，可扩展性不强，计算能力不强，不易实现高精度控制的问题。AGV现在通用的导航方法有电磁引导、光条纹引导、磁带引导、惯性导航、超声定位引导、激光反射定位引导、激光扫描定位引导、视觉引导、RFID复合定位引导、GPS导航。在不同的工作环境中，需要使用不同的导航方法。目前，AGV常见的导航与定位方法为:磁带导航、RFID定位导航。磁带导航用在路面上贴磁带替代在地面下埋设金属线，通过磁感应信号实现导引，其灵活性比较好，改变或扩充路径较容易，磁带铺设简单易行，但此导引方式易受环路周围金属物质的干扰，磁带易受机械损伤，因此导引的可靠性受外界影响较大，一般在室内开辟不会受到机械损伤且无磁场干扰的的区域进行磁带引导。其中，传统的磁带导航采用PID、模糊控制等方法，虽然不需精确模型就可实现，但存在易受对象结构与参数变化影响，控制精度不高的问题。RFID定位导航是随着无线射频技术的发展而出现的一种导航辅助方式。通过在AGV上的RFID读写器识别贴在路面上的RFID标示，通过预先存储的RFID位置，使得AGV能够得到路径的绝对位置。它一般与磁带导航等非定位的引导方式复合使用，从而能够在路径上的若干点得到绝对位置。优点是成本较低，安装复杂性较低，但是定位精度不是非常高。
技术实现思路
为了克服现有的导航小车的控制精度较低的不足，本专利技术提供一种潜入式AGV导航小车及其控制方法，利用二轮差速驱动，并分别带有两个万向轮与两个定向轮作为支撑，使AGV转弯半径较小，承载能力较强。车体前置防撞胶条与障碍物识别传感器，能更好地保护AGV小车;车体中间升降定位锁定装置，实现货物架的定位与锁定。同时，应用磁带导航和RFID定位导航结合的方式，磁带导航使用自抗扰控制(ADRC)方法，提高导航定位精度，降低产品及其使用成本。为实现上述技术问题，本专利技术是按如下方式实现的:—种潜入式AGV导航小车，包括车体焊接结构、报警防撞保护装置、升降定位锁定装置、驱动单元、控制单元、导航定位装置、万向从动轮和定向轮，所述车体焊接结构上安装报警防撞保护装置、升降定位锁定装置、驱动单元、控制单元和导航定位装置;所述报警防撞保护装置设置在车体焊接结构前端;所述升降定位锁定装置与驱动单元分别上下分布设置在车体焊接结构中间；所述控制单元设置于车体后端;所述导航定位装置设置于车体焊接结构前端下方的中间位置;所述万向从动轮设置于车体焊接结构前端下方两边;所述定向轮设置于车体焊接结构后端下方;所述控制单元与报警防撞保护装置、升降定位锁定装置、驱动单元、控制单元、导航定位装置构成电连接。进一步，所述报警防撞保护装置包括障碍物识别传感器固定座、障碍物识别传感器、防撞胶条、声光报警器、显示屏、急停开关和前盖，所述障碍物识别传感器固定座设置于车体焊接结构前端正中间，所述障碍物识别传感器固定座固定障碍物识别传感器;所述防撞胶条设置于车体焊接结构正前端下方;所述前盖设置于车体焊接结构前端上方;所述声光报警器、显示屏、急停开关设置于前盖上，所述声光报警器、急停开关分布于显示屏周围。再进一步，所述升降定位锁定装置包括升降杆、升降杆套、固定钣金、弹簧限位板、销轴挡板和升降电机;所述升降杆设置于升降机构正中间;所述升降杆套套住升降杆;所述销轴挡板嵌入升降杆套;所述固定钣金固定升降杆套、升降电机;所述弹簧限位板设置于销轴挡板底部。所述驱动单元包括左右驱动轮、地轮驱动轴、直流伺服电机和外壳;所述地轮驱动轴设置于前端正中间；所述左右驱动轮设置于地轮驱动轴两端;所述直流伺服电机固定于地轮驱动轴;所述外壳固定地轮驱动轴与直流伺服电机。所述控制单元为基于ARM的双处理的控制系统，包括双处理器控制板、电机驱动器、驱动器固定板、ARM处理器、蓄电池和电池承载座;所述驱动器固定板设置于车体焊接结构后端上方;所述控制板设置于驱动器固定板前端正中间，设置有充电插口及警示灯;所述电机驱动设置于驱动器固定板后端正中间；所述左右驱动电机分别设置于驱动器固定板后端左右两边;所述蓄电池设置于驱动器固定板正下方;所述电池承载座设置于蓄电池底部，蓄电池放置于承载座内，四周为电池承载座挡板，并通过螺丝固定住驱动器固定板。所述导航定位装置包括磁导航感应器、磁导航安装板、地标感应器和RFID读卡部件;所述磁导航安装板设置于驱动单元外壳前端正中间；所述磁导航感应器设置于磁导航安装板上；所述地标感应器设置于障碍物识别传感器正下方，防撞胶条后方正中间；所述RFID读卡部件设置于磁导航安装板上。所述万向从动轮包括左、右万向从动轮，分别设置于车体前端下方两边，万向从动轮前方设置有防撞胶条，所述定向轮包括左、右定向轮，分别设置于车体后端下方两侧。—种潜入式AGV导航小车的控制方法，所述控制方法包括如下步骤:1)采用自抗扰控制(ADRC)控制方法对磁导航感应器进行导航与RFID进行定位，在运行场地地面上设置磁条与RFID标签分别作为小车行进的路径轨道与位置定位分布点，利用磁导航传感器来识别磁条轨道，分析判定车体与磁条轨道的偏离情况;利用RFID标签实时监测车体达到目的地距离情况；2)通过磁导航传感器与RFID读卡部件，识别处理RFID标签数据，在行走场地的目的地及主要控制区域的磁条轨道上再镶嵌RFID标签，使用磁导航传感器与RFID读卡部件来读取数据，并且将数据传递给控制单元来进行解析，并对电机进行控制；3)在潜入式AGV导航小车的前后装配有障碍物识别传感器，障碍物识别传感器会将其前方的障碍物情况传递到控制单元，在遇到障碍物时控制潜入式AGV导航小车减速或停止；4)控制单元采用ARM双处理器的控制系统，一个处理器对直流伺服电机进行控制，通过调节电流和电压来调节伺服电机的转速和扭矩从而对行走进行控制，还需要根据障碍物识别传感器、磁导航传感器与RFID读卡部件提供的道路信息进行分析，来调整其对直流伺服电机的控制参数；另一个控制器用于导航信息的融合估计，并控制人机交互模块和无线通讯模块。所述步骤2)中，对所粘贴的RFID标签进行分类，分类有:目的地地址代码，用于使潜入式AGV导航小车准确的停靠在目的地上；目的地靠近警示代码，用于使潜入式AGV导航小车在靠近目的地时获得警示信号，从而提前减速来减少惯性影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种潜入式AGV导航小车，其特征在于：包括车体焊接结构、报警防撞保护装置、升降定位锁定装置、驱动单元、控制单元、导航定位装置、万向从动轮和定向轮，所述车体焊接结构上安装报警防撞保护装置、升降定位锁定装置、驱动单元、控制单元和导航定位装置；所述报警防撞保护装置设置在车体焊接结构前端；所述升降定位锁定装置与驱动单元分别上下分布设置在车体焊接结构中间；所述控制单元设置于车体后端；所述导航定位装置设置于车体焊接结构前端下方的中间位置；所述万向从动轮设置于车体焊接结构前端下方两边；所述定向轮设置于车体焊接结构后端下方；所述控制单元与报警防撞保护装置、升降定位锁定装置、驱动单元、控制单元、导航定位装置构成电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邢科新，林叶贵，张文安，王瑶为，梁先鹏，
申请(专利权)人：浙江同筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33