盘点AGV小车的种类、引导方式及应用

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2020-08-14 16:32:09

AGV简介

Automated Guided Vehicle简称AGV，通常也称为AGV小车，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。

一般可通过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道来设立其行进路线，电磁轨道黏贴於地板上，无人搬运车则依靠电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作。

AGV的种类

1.潜伏式：潜入料车底部，自动挂接和分离实现物料投递、回收作业。

2.牵引式：通过尾部自动挂接和脱扣机构实现料车牵引。

3.自卸式：背负式平台，使用滚筒、皮带或其他方式实现物料对接。

4.举升式：背负平台可自动举升物料，可与流水线同步运行作业。

5.叉车式：使用开放式叉车进行物料搬运。

优点介绍

① 自动化程度高。

由计算机，电控设备，磁气感应SENSOR,激光反射板等控制。当车间某一环节需要辅料时，由工作人员向计算机终端输入相关信息，计算机终端再将信息发送到中央控制室，由专业的技术人员向计算机发出指令，在电控设备的合作下，这一指令最终被AGV接受并执行——将辅料送至相应地点。

② 充电自动化。

当AGV小车的电量即将耗尽时，它会向系统发出请求指令，请求充电（一般技术人员会事先设置好一个值），在系统允许后自动到充电的地方“排队”充电。另外，AGV小车的电池寿命很长（2年以上），并且每充电15分钟可工作4h左右。

③ 美观，提高观赏度，从而提高企业的形象。

④ 方便，减少占地面积；生产车间的AGV小车可以在各个车间穿梭往复。

AGV引导方式

①电磁导引

电磁导引是较为传统的导引方式之一，仍被许多系统采用，它是在AGV的行驶路径上埋设金属线，并在金属线加载导引频率，通过对导引频率的识别来实现AGV的导引。其主要优点是引线隐蔽，不易污染和破损，导引原理简单而可靠，便于控制和通讯，对声光无干扰，制造成本较低。缺点是金属线的铺设麻烦，且更改和拓展路径困难，电磁感应容易受到金属等铁磁物质的影响，对复杂路径的局限性大。

②磁带导引

与电磁导引相近，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。AGV一旦执行任务只能沿着固定磁带运动，无法更改任务。

③磁钉导引

磁钉导航，用定位块将AGV的行驶区域分成若干坐标小区域，通过对小区域的计数实现导引，一般有光电式（将坐标小区域以两种颜色划分，通过光电器件计数）和电磁式（将坐标小区域以金属块或磁块划分，通过电磁感应器件计数）两种形式。

④二维码导引

⑤色带导引

AGV的行驶路径上涂漆或粘贴色带（粘贴色带或涂漆），通过对摄像机采入的色带图象信号进行简单处理而实现导引。光学导引与磁带导引较为类似，主要的优点是路面铺设较为容易，其灵活性比较好，地面路线设置简单易行，成本低。缺点是色带较为容易受到污染和破环，对环境的要求高，导引可靠性较差，精度较低。

⑥激光导航

激光导引是在AGV行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板，AGV通过激光扫描器发射激光束，同时采集由反射板反射的激光束，来确定其当前的位置和航向，并通过连续的三角几何运算来实现AGV的导引。

⑦视觉导航

该方式通过AGV小车在移动过程中摄像头拍摄地面纹理进行自动建图，再将在运行过程中获取的地面纹理信息，与自建地图中的纹理图像进行配准对比，以此估计AGV小车当前位姿，实现AGV小车的定位。硬件上需要下视摄像头，补光灯和遮光罩等来支持该种导航方式的实现，可利用丰富的地面纹理信息，并基于相位相关法计算两图间的位移和旋转，再通过积分来获取当前位置。

⑧GPS导航

通过卫星对非固定路面系统中的控制对象进行跟踪和制导，此项技术还在发展和完善，通常用于室外远距离的跟踪和制导，其精度取决于卫星在空中的固定精度和数量，以及控制对象周围环境等因素。

⑨惯性导航

惯性导航是在AGV上安装陀螺仪，利用陀螺仪可以获取移动机器人的三轴角速度和加速度，通过积分运算获取位姿信息，两种航位推算可以进行融合。

在行驶区域的地面上安装定位块，AGV可通过对陀螺仪偏差信号（角速率）的计算及地面定位块信号的采集来确定自身的位置和航向，从而实现导引。

⑩复合导航

复合导航指应用两种或两种以上导引（或导航）方式实现自动导引车运行的方法。如二维码导航与惯性导航的组合，利用惯性导航短距离定位精度高的特性，将两个二维码之间的导航盲区使用惯性导航。激光导航与磁钉导航组合应用，在定位精度要求较高的站台位置使用磁钉导航，增加AGV定位的稳定性。复合导航是为了使AGV适应各种使用场景常见的导航方式，也将越来越广泛应用在各种AGV上。

AGV的基本应用

① 仓储业

仓储业是AGV最早应用的场所。1954年世界上首台AGV在美国的South Carolina州的Mercury Motor Freight公司的仓库内投入运营，用于实现出入库货物的自动搬运。

目前世界上约有2万台各种各样AGV运行在2100座大大小小仓库中。海尔集团于2000年投产运行的开发区立体仓库中，9台AGV组成了一个柔性的库内自动搬运系统，成功地完成了每天23400的出入库货物和零部件的搬运任务。

② 制造业

AGV在制造业的生产线中大显身手，高效、准确、灵活地完成物料的搬运任务。并且可由多台AGV组成柔性的物流搬运系统，搬运路线可以随着生产工艺流程的调整而及时调整，使一条生产线上能够制造出十几种产品，大大提高了生产的柔性和企业的竞争力。

1974年瑞典的Volvo Kalmar轿车装配厂为了提高运输系统的灵活性，采用基于AGVS为载运工具的自动轿车装配线，该装配线由多台可装载轿车车体的AGVS组成，采用该装配线后，装配时间减少了20%，装配故障减小39%，投资回收时间减小57%，劳动力减小了5%。目前，AGV在世界的主要汽车厂，如通用、丰田、克莱斯勒、大众等汽车厂的制造和装配线上得到了普遍应用。

近年来，作为CIMS的基础搬运工具，AGV的应用深入到机械加工、家电生产、微电子制造、卷烟等多个行业，生产加工领域成为AGV应用最广泛的领域。

③ 邮局、图书馆、港口码头和机场

在邮局、图书馆、码头和机场等场合，物品的运送存在着作业量变化大，动态性强，作业流程经常调整，以及搬运作业过程单一等特点，AGV的并行作业、自动化、智能化和柔性化的特性能够很好的满足上式场合的搬运要求。

瑞典于1983年在大斯得哥尔摩邮局、日本于1988年在东京多摩邮局、中国在1990年于上海邮政枢纽开始使用AGV，完成邮品的搬运工作。在荷兰鹿特丹港口，50辆称为“yard tractors”的AGV完成集装箱从船边运送到几百码以外的仓库这一重复性工作。

④ 烟草、医药、食品、化工

对于搬运作业有清洁、安全、无排放污染等特殊要求的烟草、医药、食品、化工等行业中，AGV的应用也受到重视。在国内的许多卷烟企业，如青岛颐中集团、玉溪红塔集团、红河卷烟厂、淮阴卷烟厂，应用激光引导式AGV完成托盘货物的搬运工作。

⑤ 危险场所和特种行业

在军事上，以AGV的自动驾驶为基础集成其他探测和拆卸设备，可用于战场排雷和阵地侦察，英国军方正在研制的MINDER Recce是一辆侦察车，具有地雷探测、销毁及航路验证能力的自动型侦察车。

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