AGV 差速驱动原理

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AGV运动学模型及原理探析

AGV运动学模型及原理探析

1 AGV 运动状态本课题的车体结构可以看作是个两轮驱动的车辆,其实际运动状态和理论值之间的偏差如图1所示。

图1中的虚线表示期望位姿,实线表示和初始时间相差t 时的车辆位姿。

由图可知,控制对象产生了一个t 的时间偏差和角度偏差。

这样我们可以得到一个这样的数学模型:sin 2t vv l r (1)t Rv v lrR为两轮间距;左轮线速度由l v 表示;右轮线速度由r v 表示。

从(1)式可得出,AGV行走的位置偏差 和方向偏差 与两轮的旋转速度有关。

改变两轮的转速可以改变A G V 的行进方向,即通过改变两轮的速度差可以控制目标沿着预定轨迹行进。

A G V 所表现出的全部位姿情况如图2所示,导引路径我们用图中的虚线表示。

期望位姿是标号为1的位姿,在该状态下目标无任何偏差。

2~9均为有偏差的位姿。

表1所示的是对各种位姿偏差的正负定义情况。

我们用两个完全相同的步进电机来分别驱动左右两驱动轮,在电机和轮子中间加以减速箱减速,来实现A G V 的驱动。

减速箱的减速比为18∶1,我们知道,电机的转速可以通过调节电机的电枢电压来改变,而改变电机转速可以改变轮子的转速,这样通过调节左右两轮的不同转速便可以实现车体行进方向的改变。

因此,调节左右电机电枢电压可以达到改变车体位姿的目的。

下式表示了电枢电压与电机转速的关系:min)/(r K R I U n E aa a(2)式中Ua为电枢电压,单位V;I a 为电枢电流,单位A;R a 为电枢电流总电阻,单位Ω; 为单极磁通,单位W B ;K E 为电机结构相关参数。

假设负载不变,上式电机的驱动电压与转速近似满足一个线性函数,于是得到下式:i i i i K u k n (3)上式中:l r i / 分别代表两个驱动电A G V 运动学模型及原理探析王聪 王帅(河南广播电视大学 郑州 450000)摘 要:轮式移动机器人是机器人研究领域的一项重要内容。

它集机械、电子、检测技术与智能控制于一体。

AGV工作设计原理

AGV工作设计原理

AGV工作设计原理AGV(Automatic Guided Vehicle)是一种自动导航车辆,广泛应用于工业物流、制造业和仓储等领域。

AGV工作设计原理包括定位导航原理、路径规划原理、避障原理和任务分配原理等。

首先,AGV的定位导航原理是实现车辆精确定位和导航的首要条件。

AGV通常使用激光、超声波、视觉或磁导航等技术进行定位。

例如,激光导航是使用激光传感器检测车辆与地面上的反光板之间的距离和角度,从而计算出车辆的位置。

导航系统将收集到的定位数据与地图数据进行匹配,实现车辆的精确定位和导航。

其次,AGV的路径规划原理是确定车辆从起始点到目标点的最佳路径。

路径规划算法可以基于最短路径、最小时间等原则,综合考虑车辆的行驶能力和环境约束。

例如,常用的路径规划算法包括A*算法、Dijkstra算法和遗传算法等。

这些算法通过建立地图图结构、考虑障碍物和最优性原则等,实现车辆路径的规划和优化。

第三,AGV的避障原理是保证车辆在运行过程中能够避免碰撞和与障碍物保持安全距离。

避障系统通常包括传感器、决策控制算法和执行机构等。

传感器可以通过激光、红外线、相机等技术感知车辆周围的障碍物,并将数据传输给决策控制算法。

控制算法根据传感器数据进行判断和决策,确保车辆能够绕过障碍物或停止运动以避免碰撞。

执行机构则负责控制车辆的运动,使其按照决策结果进行行驶。

最后,AGV的任务分配原理是根据作业需求和资源情况,将任务分配给合适的车辆。

任务分配通常基于优先级、距离、负载和剩余电量等因素进行决策。

例如,当多个任务同时到达时,任务分配系统可以根据任务优先级将高优先级任务分配给合适的车辆,优化作业效率。

总体而言,AGV工作设计原理涉及定位导航、路径规划、避障和任务分配等方面。

通过合理的设计和优化,可以使AGV在工业物流和制造业中发挥更大的作用,提高生产效率和保障操作安全。

agv小车工作原理

agv小车工作原理

agv小车工作原理
AGV(机器人导引车)是一种自主移动的机器人车辆,其工
作原理基于导航系统、感知系统和控制系统的协同工作。

导航系统是AGV的核心之一,它利用激光传感器、视觉传感
器或者无线信号等技术,对周围环境进行扫描和感知。

通过建立环境地图,AGV能够确定自身的位置和目标位置,并根据
导航算法规划最优路径。

感知系统是用于实时感知AGV周围环境的重要组成部分。


光传感器、红外传感器以及摄像头等设备能够获取到交通标志、路障和其他障碍物的信息,进而判断行驶路径上是否存在障碍物,以保证安全行驶。

控制系统则负责控制AGV的运动,通过实时调整车辆的速度、方向和制动等参数,实现准确的导航和自动化操作。

控制系统基于导航系统和感知系统提供的信息,对AGV进行路径规划
和运动控制,以实现按需运输、自动装卸和自动充电等功能。

AGV小车的工作过程可以简述为:首先,导航系统获取环境
地图和目标位置信息;然后,感知系统检测周围环境,判断是否有障碍物;最后,控制系统根据导航和感知信息,控制
AGV的行驶速度和方向,实现自动化移动和操作。

总而言之,AGV小车工作原理主要依赖于导航、感知和控制
系统之间的紧密协作,通过集成多种感知技术和自主导航算法,实现智能化、自主化的移动和操作能力。

差速驱动AGV建模和轨迹跟踪控制研究

差速驱动AGV建模和轨迹跟踪控制研究
Abstract:An adaptivefuzzy sliding-mode trajectory tracking control law is proposedfor a differential drive AGV used in materi­
al transportation infactories. The trajectory tracking control will be affected by external disturbances and otherfactors. Firstly, the
针对差速轮式移动机器人轨迹跟踪存在的问题,提出一种与PD 控制相结合的模糊滑模变结构控制,保证了对不确定性和干扰 的鲁棒性,并可以有效地跟踪参考轨迹。文献閃针对移动机器
人轨迹跟踪,提出一种基于Backstepping运动学控制器与双自
适应神经滑模动力学控制器,不但可以解决系统不确定性问题,
前,一些科研工作者针对AGV轨迹跟踪控制难问题,提出了各 种控制算法,如Backstepping方法〔灯、自适应控制⑷、滑模控
机械设计与制造
第7期
276
Machinery Design & Manufacture
2021年7月
差速驱动AGV建模和轨迹跟踪控制研究
郭虎虎叱任芳",庞新宇",金泽“2 (1.太原理工大学机械与运载工程学院,山西太原030024;2.煤矿综采装备山西省重点实验室,山西太原030024)
摘要:针对应用于工厂物料运输的差速驱动AGV,在实际工作中轨迹跟踪控制将会受外界干扰等因素的影响,提出了一 种自适应模糊滑模轨迹跟踪控制律。首先建立了差速驱动AGV的数学模型;然后针对AGV运动学模型设计了 Backstepping方法控制律,得到虚拟控制速度;针对其动力学模型设计了以力矩为控制输入的自适应模糊滑模控制律,使得其能够

磁导航差速式自动运输车AGV的设计 李子良

磁导航差速式自动运输车AGV的设计 李子良

磁导航差速式自动运输车AGV的设计李子良摘要:根据AGV运输车的原理,制作了磁感应传感器作为引导系统,以锂电池作为动力源,PLC作为控制系统,直流伺服电机作为动力的AGV小车,并简述了电机选型和路线轨迹导航原理。

关键词:磁导航;AGV;差速控制引言AGV是自动运输车(Automate Guided Vehicle)的英文缩写,是一种能按照规定路径行驶,具有安全保护的运输车,是现代企业自动化装备的重要组成部分。

车间物料运输引入AGV小车,不再需要驾驶员,AGV行走区域无需铺设轨道支架等固定装置,在车间物流系统中,充分体现其自动化,无人化,实现工厂的减人增效。

1 AGV 的导航方式1.1 导航方式AGV能实现自动导航,其关键在于导引信号的识别。

目前AGV的常见导航方式有激光导航,图像识别导航,磁条导航等多种方式。

激光导航方式需要在AGV车体上安装激光发射器,发射器向路线附近放置的反射镜发射激光,采集反射回来的激光信号,以此确定当前车体的坐标及偏差角度,此种导航方式价格较高,需要在路线两侧安装反射镜,对场地有一定要求。

图像识别导航需要现在地面上绘制行走路线,利用AGV上安装的CCD摄像头对地面摄像获取标志线信息,从而判定AGV的行走偏差,通过该偏差实现路径跟踪及导引,此方式需要用到的摄像头成本也较高。

磁条导航的方式较为简单,在车间路面上按照预设的路线铺设磁条,通过磁感应传感器检测磁条信号,通过检测的位置偏差计算磁带的偏离程度,控制电机转向,这种引导方式较为灵活,改变路线相对方便,成本较为经济。

1.2 驱动转向方式AGV驱动转向方式为两轮差速控制转向。

在底盘中部安装两个驱动轮电机,当两台驱动电机速度相同时,AGV保持直线行驶,当左右电机存在速度差时可以实现方向切换。

驱动轮设计在AGV底盘中部,使底盘沿驱动轮轮轴中线前后对称,运行平稳可靠。

1.3 磁条检测传感器利用8位开关量输出的磁条检测传感器可检测出磁条偏离中心的位置量,磁条检测传感器安装在小车底部中央位置,传感器检测间距为10mm,8点间距可检测范围80mm,磁条宽度30mm,当磁条在传感器下方时,输出开关量信号“1”,没有检测到磁条的位置则输出开关量“0”。

自动引导小车AGV的结构、原理与功能

自动引导小车AGV的结构、原理与功能

自动引导小车AGV的结构、原理与功能一、AGV简介无人搬运车(Automated Guided Vehicle,简称AGV),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。

一般可透过电脑来控制其行进路线以及行为,或利用电磁轨道(electromagnetic path-following system)来设立其行进路线,电磁轨道贴在地板上,无人搬运车则依循电磁轨道所带来的信息进行移动与动作。

AGV以轮式移动为特征,较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。

与物料输送中常用的其他设备相比,AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置,不受场地、道路和空间的限制。

因此,在自动化物流系统中,最能充分地体现其自动性和柔性,实现高效、经济、灵活的无人化生产。

二、AGV的结构AGV控制系统分为地面(上位)控制系统、车载(单机)控制系统及导航/导引系统,其中,地面控制系统指AGV系统的固定设备,主要负责任务分配,车辆调度,路径(线)管理,交通管理,自动充电等功能;车载控制系统在收到上位系统的指令后,负责AGV 的导航计算,导引实现,车辆行走,装卸操作等功能;导航/导引系统为AGV单机提供系统绝对或相对位置及航向。

1.地面控制系统AGV地面控制系统(Stationary System)即AGV上位控制系统,是AGV系统的核心。

其主要功能是对AGV系统(AGVS)中的多台AGV单机进行任务分配,车辆管理,交通管理,通讯管理等。

2.任务管理任务管理类似计算机操作系统的进程管理,它提供对AGV地面控制程序的解释执行环境;提供根据任务优先级和启动时间的调度运行;提供对任务的各种操作如启动、停止、取消等。

3.车辆管理车辆管理是AGV管理的核心模块,它根据物料搬运任务的请求,分配调度AGV执行任务,根据AGV行走时间最短原则,计算AGV的最短行走路径,并控制指挥AGV的行走过程,及时下达装卸货和充电命令。

AGV差速驱动单元的减震结构设计

AGV差速驱动单元的减震结构设计

驱 动单 元 的减 震 设 计提 供 理论 依据 。
关 键 词 :A(;V 差 速驱 动 单元 ; 减 震 结 构 ;设 计
中 图分 类号 :U461.6
文 献 标 识 码 :A
1 AGV 差 速 驱 动 单 元 减 震 结 构 的 应 用 我 国 国家标 准《物 流术 语 》中对 AGV(Automated
(1)解决 AGV 多个 轮 子 的 共 同着 地 问题 。实 际 应用 中 ,2个 差速 驱 动 轮通 常 需 要 配 合 2个 活动 和 2 个 固定 脚 轮 ,或 者 4个 活 动 脚 轮 共 同 构 成 六 轮 结 构 AGV 来使 用 ,但 6个轮 子难 以 同时与 地面形 成 有效接 触 。此时 ,就要 利用 2个 驱动 轮 的减震 特性 ,即 实际安 装 中 ,将驱 动 轮 的安 装 高 度 略 低 于 其 他 4个 脚 轮 ,在 AGV 自重 的 作用 下 ,压 下驱 动 单 元 的 减震 弹 簧 ,使 4 个脚 轮和 2个 驱动 轮 共 同接 触 地 面 ,同时 应 保证 2个 驱 动轮与 地 面的充 分 接 触 ,以提供 驱 动 所 需 的 地 面摩 擦力 。
本文从 整 体减 震 、独 立 减震 和整 体 与 独 立 相结 合 减震 三种 角度 分 别研究 AGV 差 速驱 动 单元 的减 震结
构 方案 。 2.1 AGV 差 速 驱 动 单 元 的 整 体 减 震
具有 整体 减震 功能 的 AGV差 速 驱 动单 元 的两 个 驱 动轮是 一个 整体 ,其 相 对 位 置在 减 震 过 程 中保 持 不 变 ,同步 升高 或者 降低 ,减震 弹簧 同时对 两个 驱动 轮起 减震 作 用 ,其 减震 原 理 如 图 1所 示 。该 结 构 的减 震 功 能 是通 过 一 个 剪 刀 叉 结 构 和 两 个 减 震 弹 簧 共 同 实 现 。 ,剪 刀叉 滑槽 口的长 度 决 定 了该 减 震 结 构 的 减 震 行 程范 围。该减 震结 构 具 有 结 构简 单 、制作 成 本 低 的 特点 ,当两 个驱 动轮 同 时遇 到地 面 凸起 或者 凹陷 的 情 况 时 ,能够 完美 地实 现减震 ,同时两个 驱动 轮 的相对 位 置没有 变化 ,但 其不 能实 现两个 驱 动轮 的独立 减震 ,当 一 个 驱动 轮 因路 面 凸起 而 被 垫 高 之后 ,另 外一 个 驱 动 轮也被 迫 升起而 处 于悬 空 状 态 ,从 而 不 能有 效 提 供 动 力 ,使 得动 力传 递不 稳定 ,甚 至 引起 AGV 的车体 出现 异 常 转 弯 。

agv叉车的工作原理

agv叉车的工作原理

以前的AGV叉车只是简单地把货物搬运到指定的位置,如今它的技术已经发展到大数据、物联网、云计算等贯穿于产品设计中,让AGV叉车成为一种实时感应、安全识别、多重避障、智能决策、自动执行等多功能的新型智能工业设备,质量也上升到新的台阶。

一台agv叉车由动力装置、轮胎地盘、电气系统、工作装置这四大主要部分组成,其中工作装置由门架、滑架、货叉、滚轮、链条、起升油缸和倾斜油缸等组成。

前轮驱动,后轮转向。

货叉可沿门架升降,也可随门架作前后倾斜。

前倾为便于取货物,后倾为防止货物滑落。

提到它的工作原理,就不得不提到其主要工作动力来源——发动机的工作原理。

发动机是叉车的动力装置,而动力装置是指将其它形式的能量转变为机械能的机器。

agv叉车的作用是将热能转换为机械能,发动机产生的动力由曲轴输出,并通过传动装置驱动叉车行驶或驱动液压泵工作,完成叉取、堆码货物等作业。

由于这种机器的燃料燃烧时在发动机内部进行,所以称为内燃机。

叉车上使用内燃机,大多数是往复塞式内燃机,即燃料燃烧产生的爆发压力通过活塞的往复运动,转变为驱动车辆的机械动力。

发动机由于燃料和点火方式的不同,可分为汽油发动机(简称汽油机)和柴油发动机(简称柴油机)两大类型。

汽油机一般是先使汽油和空气在化油器内混合成可燃混合气,再输入发动机气缸并加以压缩,然后用电火花使之点燃烧发热而做功。

所以这种汽油机称为化油器式汽油机。

有的汽油机是将汽油直接喷入气缸或进气管内,同空气混合成可燃混合气,再用电火花点燃,这称为汽油喷射式汽油机。

柴油机所使用的燃料是轻柴油,一般是通过喷油泵和喷油器将柴油直接喷入发动机气缸,与在气缸内经过压缩后的空气均匀混合,使之在高温下自燃。

这种发动机称为压燃式发动机。

安徽合力股份有限公司系安徽叉车集团有限责任公司核心控股子公司。

合力叉车主导产品是“合力、HELI”牌系列叉车,在线生产的1700多种型号、512类产品全部具有自主知识产权。

不远的将来,合力叉车将秉持“世界五强百年合力”的企业愿景,以“变革、创新、开放、合作”为动力,以“合理运营管理系统(HOS)”为支撑,加快“产品、市场、产业”三大结构调整,构筑“国内叉车、国际叉车、后市场、零部件、自动化物流设备”五大业务版块,致力于成为全球叉车专家及中国自动化物流设备供应商。

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Constructing a Differential Drive Mobile Robot fromSimple ComponentsNetwork-Centric Applied Research TeamSchool of Computer ScienceRyerson UniversityIntroductionOne of the most difficult problems associated with construction mobile robots is starting. This document is designed to give you a quick introduction into the theory behind a differential drive mobile robot followed by a description of how such a robot can be built from commonly available components.Differential Drive TheoryOne meaning of "differential" is simply "proceeding at different rates". Keeping this in mind, a differential drive is one where the drive--or movement--components of the vehicle move at different rates. For example, the diagram below illustrates a very simple differential drive vehicle.Figure 1 Simple Differential DriveEach wheel is connected to its own motor. A glide or unpowered castor wheel provides balance at one end of the vehicle. If both motors spin at the same rate and all components are identical then the vehicle will move in a straight line. If one wheel spins faster than the other does, the vehicle will have a tendency to turn in the direction opposite to the fast wheel. If each wheel spins in the opposite direction of the other, the vehicle will turn in place.This form of steering is commonly found on tracked vehicles such as tractors and tanks. The drive has the advantage of simplicity and a very tight turning radius.Making a Differential Drive VehicleA simple differential drive can be constructed in various ways. One cost-effective means is to use components that are readily available as junk or at a local retailer. To build such a vehicle you will need several components as illustrated in the photo below.Figure 2 Vehicle ComponentsThese components are,1.An old radio or wire controlled car2. A carpet protector for a chair leg3.Several small screws4.Two 1" brackets5.Several narrow wire ties6. A hobby AA size batter holder7. A bamboo barbecue skewer8.Some Hook-and-loop tape (Velcro)9. A sample piece of counter-top arborite or FormicaThe DriveRemove the drives from the toy car. These cars tend to have very low voltage motors (3-9 volts DC) driving an arrangement of gears that supply power to the wheels. You can usually remove this arrangement by undoing appropriate screws. The goal is to remove the motor and gears intact. You will need two of these motor and gear arrangements. If asingle car has only one, it will be necessary to use two similar cars. The best results are achieved when the drives are similar or identical on either side of your vehicle.Figure 3 Bottom ViewThe Vehicle BodyDrilling holes in the Formica with a small drill in front of where the drives will be located will provide anchor points for the wire ties that will hold the motors in place. The diagram above shows a bottom view of the vehicle. Note how the wire ties hold the motors in place. The barbecue skewer is broken and jammed under the ties to firm them up and keep the motors from moving. Also shown in the picture is the glide made from the carpet protector.Figure 4 Top ViewThe photo above shows the top view of the vehicle. As on the bottom, a skewer is forced under the wire ties. The black piece in the middle of the vehicle is one part of the hook and loop tape. The other part is placed on the bottom of the battery holder. One bracket is held in place with the bolt that holds the glide in place under the vehicle.Providing BalanceA side view of the vehicle is provided below. Note how the glide balances the drive wheels. For best performance, most of the vehicle's weight should ride over the drive wheels. This can be accomplished by placing the battery holder over or near the rear wheels.Figure 5 Side ViewAdditional Vehicle ComponentsIn the diagram below, note how the battery holder is placed on the hook and loop tape. To allow for the mounting of additional components (possibly mounted on additional Formica samples), a second bracket is attached to the first in the manner shown. The remaining vehicle components will be fixed to this second bracket.Figure 6 Adding Battery Pack and BracketFinal noteThe vehicle should now be ready for final wiring to some form of controller. This is not shown but can include something as simple as a joystick or something as complex as a microcontroller or computer. It is wise to determine how much current the motors draw from the batteries before attempting to hook them to any electronic controller but, apart from this caveat, the vehicle should be ready to go.。

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