AGV/AMR详细设计过程-模块选型及实现

二、模块选型及实现

2.1 驱动装置

选用四轮分段式底盘。类kiva车的驱动装置一般常用两种底盘，一种为六轮驱动轮带减震式底盘，另一种为四轮分段式底盘。

根据两者对比分析，更倾向于四轮分段式底盘。

2.2 导航方式

视觉导航（+惯性运行导航）

通过原理篇1.3.9对比分析，相对于磁线、磁钉、二维码和激光等AGV传统导航方式，视觉导航方式优势明显。主要体现如下：

纯视觉导航技术目前行业内成熟度一般，商业化应用较困难，因此，可以考虑多导航方式结合，可加惯性导航，以适应各类起伏和颠簸路径，保障运行时的精准性。成本更低，精度更高。

三、具体功能需求

3.1 驱动装置

1、驱动轮使用AGV专用驱动轮，车轮集成行驶单元，车轮选型具备强度高、耐磨损、稳定性高、具有一定的弹性等功能。

2、车轮结构要求紧凑、空间占用少、可控性高、性能可靠、维护简单。

3、AGV驱动机构的设计应有减震机构，以保证AGV 能在不平整的地面上行驶，从而达到整车减震效果，减少机械损伤，需充分考虑车架翻转后与AGV本体的冲击、车辆在AGV上启动所带来震动的影响。

3.2 控制模块

1、每台AGV配一套独立的车载控制系统，负责AGV的行走、举升、避让防撞以及与上位控制系统进行通讯和各种联锁动作。

2、要求具有强大的运算能力和可靠的抗干扰能力，保证AGV的行走姿态平稳、举升动作准确。

3、AGV单机控制系统需具备安全可靠性：具备自检测、自诊断、自保护能力，包括伺服电源故障、伺服驱动器故障、充电继电器故障、电池电压低、路径跟踪失败、无线通讯中断等。

4、每台AGV具有手动操作功能，每台单机都可以切换到本地手动状态。手动状态可以在AGV故障时将AGV移出；急停或正常停线时AGV不受影响；

5、控制方案及控制程序具有模块化的设计，充分考虑进一步技改空间，各设备作为控制系统的一个组成部分，与整个控制系统既有信息传输，又相对独立，设备的增减对控制系统而言只存在控制程序的少量修改，方便扩展及维护。

3.3 电气设计

1、AGV内部应设有保护电路，防止异常推拉AGV小车时或直接拔插电源，产生的反向电流损坏内部元件。

2、AGV各主要单元（如驱动单元、控制单元、升降单元、检测单元等）必须有过载保护开关，防止异常情况下电机或者面板烧坏；异常排除后，过载保护装置要能够快速恢复。

3.4 通讯装置

1、AGV车载通讯装置应支持WiFi网络，可以通过无线局域网与AGV管理系统调度管理系统可靠实时通讯，实现指令接收、状态信息上传等功能。

2、无线局域网使用工业级专业通讯电台，通讯速度高、抗干扰性好，且通讯电台支持多主无缝方式漫游，在较大的应用空间内有非常好的区域扩展能力。

3.5 电源模块

1、电池要求：按组对电池进行编号，编号清晰、醒目。电池满足充放电时间、工作时间要求及寿命要求。充电过程为在线全自动充电，电池寿命不低于3年，性能稳定可靠。

2、使用在线快速自动充电系统负责AGV小车的自动在线充电，当充电连接器与AGV车载充电连接器相连时，可自动对AGV小车的动力电池进行快速充电。确保AGV能连续24小时工作。

3、智能快速充电装置具有短路保护功能，当AGV充电过程中出现意外导致充电站短路时，充电站会自动停止充电并输出报警信号。

4、充电装置对电池均衡充满电后进入浮充状态，不需自动断电，不会亏电，不过充、不欠充，并具备开路、接反、过载、过热等超强的保护功能，充足后自动关机、断电自启动。

5、电箱外固定安装场合要求使用金属线槽或波纹管，无法固定安装的部位要求采用螺旋形保护套管进行防护，选配合适的套管连接器或夹套并合理固定。

3.6 显示功能

AGV自带车辆状态集显，集显能够通过文字/图片的形式显示车辆当前状态、电池电量、电压、异常处理提醒等内容，能够在将自身的状态信息显示在该终端上，也能够把自身状态反馈到调度系统进行监控，AGV工作状态和故障信息等。可以通过显示屏和操作面板设定系统参数、修改系统参数。

3.7 安全防护

1、软件保护：偏离导航线保护，部件故障保护，通讯故障保护。

2、硬件保护：具备多重安全检测和防护：激光防护、机械防撞、急停开关及声音警示。

激光障碍物传感器，检测到 AGV小车运行方向内的障碍物并自动停止，有报警提示需要移开障碍物；当障碍物移开后AGV小车自动启动。

在AGV车的前进方向设有安全触边，这些部位在受到一定的压力后将报警，并控制AGV小车停止运动。

在AGV操作面板上设有急停开关，任何时间按下这一开关AGV立即停止动作。

AGV安装醒目的信号灯和声音报警装置，以提醒周围的操作人员。一旦发生故障，AGV自动用声光报警，同时通过无线通讯系统通知AGV监控系统。

AGV监控系统在控制系统上显示当前状态和文字提示，监控人员可以根据提示的信息，指挥现场人员排除故障。发生故障的AGV可以使用手控操作器操纵AGV离开工作区到安全位置。

3、AGV设三级安全区域：减速、缓停、急停；满足安全等级3级或以上。

4、AGV设有安全保护联锁装置、短路、断路保护装置；停电或意外停机时的保护装置；急停按钮等。具有完善、可靠的联锁防撞、安全保护和故障报警等功能，以防止意外事故对设备造成的损坏及人员伤害，所有电器装置均应具有安全可靠的接地装置。

5、系统应配置各种常规功能的检测程序，检测程序应使用简单可靠，能诊断出故障所在的准确部位及类别。设备出现故障时，具有声光报警功能。故障排除确认后，报警解除，任务能继续自动完成。

3.8 整车要求

1、AGV在搬运过程中，不得出现影响产品质量的现象。如：物料因搬运出现变形或油漆损坏而影响了零部件合格率。

2、设备上铭牌内容至少包括制造商信息、设备型号、编号、出厂日期、主要设备技术参数、注意事项等。铭牌固定在方便查看的位置，刻印的字形清晰，材质为不锈钢。

3、编号：电池、充电器、AGV的编号应一致，有对应关系；应能持久保存，不能被擦拭掉

4、所有电器元件须根据原理图进行标识，且在更换元件时符号不能被覆盖或遗失，标记必须是永久且便于识别的。

5、操作面板上元器件及指示灯根据其功能采用标牌进行标示。

6、所有线缆均采用编号管进行标记，线号采用烙印，且永久不易脱落。