搬運機器人現(xiàn)狀綜述

搬運機器人(AGV)現(xiàn)狀綜述一概述自從1913年美國福特汽車公司使用有軌底盤裝配車，1954年英國采用地下埋線電磁感應(yīng)導(dǎo)向車以來，到九十年代全世界擁有AGV(AutomatedGuidedVehicles)10萬臺以上。近年來，自動化技術(shù)呈現(xiàn)加速發(fā)展的趨勢，國內(nèi)自動化立體倉庫和自動化柔性裝配線進入發(fā)展與普及階段。其中，在自動倉庫與生產(chǎn)車間之間，各工位之間，各段輸送線之間，AGV起了無可替代的重要作用，與傳統(tǒng)的傳送輥道或傳送帶相比，AGV輸送路線具有施工簡單、路徑靈活，不占用空間、較好的移動性、柔性等優(yōu)點。有了這樣的生產(chǎn)過程，就會得到穩(wěn)定的高質(zhì)量產(chǎn)品和井井有條的生產(chǎn)環(huán)境；工作人員會把精力放在人所擅長的方面,比如監(jiān)督，在發(fā)生問題的時候采取適當(dāng)?shù)拇胧蚱渌枰`活處理事情，簡單地說，就是思考。簡練生產(chǎn)制，準(zhǔn)時生產(chǎn)制，大規(guī)模定做制一這些現(xiàn)代化的生產(chǎn)哲學(xué)概念制造了對AGV的大量需求。二AGV系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展導(dǎo)引技術(shù)：八十、九十年代，正當(dāng)國內(nèi)的一些院校廠所致力基于埋線電磁導(dǎo)引技術(shù)并剛開始應(yīng)用，基于CCD的光學(xué)磁帶識別、周邊圖像識別導(dǎo)引技術(shù)停滯不前之時，美國則以汽車行業(yè)為代表，應(yīng)用推廣了基于陀螺導(dǎo)航的定位技術(shù)；瑞典的NDC公司則推出了基于激光反射測角定位技術(shù)。近年來，出現(xiàn)了激光測角與測距相結(jié)合的導(dǎo)引技術(shù)，其導(dǎo)引頭已經(jīng)商品化。導(dǎo)引技術(shù)的進步，提高了行程路徑的柔性化，同時提高了停位精度，由±10毫米，縮小至±5毫米，乃致±3毫米。GPS定位導(dǎo)航技術(shù)則在大型（最大可達40t）AGV上得到應(yīng)用。（2） 移載技術(shù)：針對不同應(yīng)用需求，出現(xiàn)了背輥式，背鏈?zhǔn)?，推挽式，牽引式，龍門式，側(cè)叉式、前叉式、后叉式、三向叉式、升降伸縮叉式等。由于移載技術(shù)，驅(qū)動技術(shù)、電池技術(shù)的進步，促進了載重/自重比的大幅提高，由1:4提高到1:1.2，即同樣載重量，先進車型自重下降為落后車型的1/4。使車輛移動的能耗成倍降低，因而可以少裝電池，使AGV的自重、功耗形成良性循環(huán)。（3） 電池技術(shù)：由采用酸性電池，進步到高能酸性電池，近年來，又開始米用高能堿性電池，提高環(huán)保性能，大幅提高了充、放電比，由充電時間/放電時間為1:1提高到1;12，大幅縮短了待機充電的時間。（4） 智能化：在企業(yè)物流自動化技術(shù)中，現(xiàn)代AGV技術(shù)最具有智能化的特征，車載計算機的硬軟件功能日益強大不斷升級，使AGV及AGV系統(tǒng)具有從網(wǎng)絡(luò)、無線或紅外接收上位及客戶指令，自動導(dǎo)引，自動行駛，優(yōu)化路線，自動作業(yè)，交通管理，車輛調(diào)度，安全避碰，自動充電，自動診斷，實現(xiàn)7AGV的智能化，信息化，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、敏捷化、節(jié)能化、綠色化。現(xiàn)代AGV是24小時不知疲倦的聰明小車（僅在任務(wù)間隙時隨機進行短時充電），能主動、自序、有節(jié)拍按最安全、快捷的路線執(zhí)行作業(yè)。智能化的結(jié)果加上動力強勁，行駛速度可達160米/分，反映在選用車輛臺數(shù)上成倍減少。三應(yīng)用范圍AGV產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于機械、電子、印刷、家電、紡織、造紙、卷煙、食品等行業(yè)，其中主要用于無人化車間、立體倉庫的物流系統(tǒng)、自動化柔性裝配線等場合。四AGV分類(1)按導(dǎo)引技術(shù)分類。主要有以下6種。(1—1)、電磁導(dǎo)引。在工作區(qū)域的地板下嵌入導(dǎo)線，施加特定交流電磁信號，AGV通過傳感器檢測此信號執(zhí)行走行控制。(1—2)、光條紋導(dǎo)引。在工作區(qū)間地板上繪制或鋪設(shè)特定顏色和形狀的路線，AGV通過光電探頭檢測圖案條紋的存在和偏移位置自主走行。(1—3)、磁帶導(dǎo)引。在工作區(qū)間地板上鋪設(shè)磁帶，AGV通過磁場傳感器檢測磁帶信號控制走行。以上三種為目前常用的AGV導(dǎo)引技術(shù)，優(yōu)點是簡單易行，成本低廉，缺點是只能縱向一維定位。其特點比較如下表。AGV常用導(dǎo)引方法的『般比較電磁導(dǎo)引光條琉導(dǎo)引瘞帶導(dǎo)弓］高中低維護慫「釁機械網(wǎng)m^中飪無a中通信情道有無無飯面魅記但在交熨口是是分支有有 1抗干既不可以可以 」童外工作可以不可以憩....(1—4)超聲波定位。在工作范圍的固定已知位置安裝3臺以上超聲波發(fā)射機，AGV接收其發(fā)射出來的超聲信號，計算出AGV與各發(fā)射機的距離，獲得自身二維坐標(biāo)，據(jù)此控制車輛運動。(1—5)激光定位。與超聲波定位類似，在工作區(qū)域的已知位置固定安裝反射板，AGV頂端設(shè)計安放一個可旋轉(zhuǎn)的激光發(fā)射接收器，檢測AGV與各反射板的夾角或者距離，然后根據(jù)反射板坐標(biāo)計算出AGV二維坐標(biāo)與方向。(1—6)視覺導(dǎo)引。這是一種處于發(fā)展中的技術(shù)。視覺導(dǎo)引方法較多，主要是通過CCD攝像頭獲取周邊或者地表圖像，然后進行仿生圖像識辨確定自身坐標(biāo)位置，進而導(dǎo)引AGV。(2)按用途分類裝配型：裝配型AGV應(yīng)用于汽車裝配柔性生產(chǎn)線等領(lǐng)域，；搬運型：廣泛應(yīng)用于機械、電子、印刷、家電、紡織、卷煙等行業(yè)倉儲物流系統(tǒng)。五技術(shù)成熟程度及知識產(chǎn)權(quán)AGV技術(shù)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，各方面技術(shù)都趨于成熟，以下就此簡單列表說明。技術(shù)名稱疝度技術(shù)名稱瞄度導(dǎo)引技術(shù) 中4較成熟?.網(wǎng)m;電池技術(shù);S5.mrn較成熟自動控制技術(shù)萩成熟車霰制造技術(shù)成熟.通信技術(shù)較成熟移載技術(shù) '成熟 ：電機及孌諫驅(qū)動技術(shù)成熟導(dǎo)引技術(shù)一般比較。技術(shù)名梆林專利應(yīng)用先進性前景電襁導(dǎo)引中愜較廠一骰光系紋號引球 工畔機械德ma無tie"b.匕較好禳帶辱引低元廠一骰超聲定位商中少激光定位高鬲有r較害沖好視賞導(dǎo)與1鬲高有少.定將六常用技術(shù)指標(biāo)1、 AGVS控制方式：控制站集中調(diào)度、監(jiān)視、管理；2、 AGV控制方式可選：全自動/半自動/手動；3、 通訊方式：無線數(shù)傳機/無線局域網(wǎng)；4、 AGV導(dǎo)航方式：電磁導(dǎo)航/磁導(dǎo)航/激光導(dǎo)航/光學(xué)導(dǎo)航/視覺導(dǎo)航；5、 負載能力:500kg~5000kg；6、 AGV自重：500~1000Kg；7、 運動方向：全方位；8、 最大速度：160m/min；9、 導(dǎo)航精度：小于±10mm；10、 停車位置精度：±5mm；11、 充電方式：在線自動充電/離線充電/交換電池；七經(jīng)濟效益分析AGV作為一種成熟的技術(shù)和產(chǎn)品在發(fā)達國家已經(jīng)廣泛應(yīng)用，對企業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高企業(yè)的生產(chǎn)管理水平起到了顯著的作用。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，國內(nèi)的應(yīng)用和需求越來越強烈，已經(jīng)大約有千臺AGV在使用，而且市場在逐步擴大。根據(jù)初步市場分析，今后5年內(nèi)，國內(nèi)各行業(yè)對AGV需求量可達數(shù)千臺，年產(chǎn)值接近2億元，經(jīng)濟效益十分可觀。八市場前景物流是“企業(yè)的第三利潤源泉”，是“經(jīng)濟領(lǐng)域尚未被開發(fā)的黑大陸”，它可以為企業(yè)帶來巨大效益。目前，航空領(lǐng)域、印刷行業(yè)、煙草行業(yè)、摩托車行業(yè)、汽