多agv系统协调控制的研究与开发

《多agv系统协调控制的研究与开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、多AGV系统协调控制的研究与开发第1章绪论1.1课题研究的意义中国制造2025大幕徐徐拉起，在国际市场加速变平的全球化4.0时代，自动化装备和智能化机器人备受关注。占据全球机器人市场重要地位的AGV/分拣/码垛机器人的市场竞争也空前激烈。智能物流是利用集成化技术使物流系统更加智能化、一体化和层次化，柔性化与社会化。在传统的制造业和仓储物流系统中95%的时间用于物料的配送，不足5%的时间用于加工装配[1]，随着人口等传统优势逐渐消失，随着劳动力成本的提高，企业效益因需要大量劳动力的参与因素而降低，企业希望通过机器人提高劳动生产率来减小人力成本。AGV（AutomaticGuidedVehicl

2、e）以其良好的可靠性、柔性、适应性等多方面的优势成为了物流配送的关键设备，智能AGV具有运行路径柔性化，调度控制远程化的优点。AGVs（AutomaticGuidedVehicleSystem）是指多辆AGV组成的系统。根据生产计划要求，给每辆AGV分配任务，使仓库运送货物系统有序进行，形成一个动态的整体。单个AGV已经无法满足现代化的动态复杂系统。所以在开发单个AGV车体的同时研究AGV的合理协调控制有助于降低企业的生产成本和提高搬运效率。多AGV协调控制的研究与开发是一个有重要理论意义和实际应用价值的研究课题。.........1.2国内外研究现状美国巴雷特电子公司在1953年开发了第一

3、辆AGV，工程师通过改造牵引式拖拉机完成AGV的开发，能够将物品简单的自动移动[3]。AGV技术很快从美国传到欧洲等国家，得到广泛的应用与发展，电磁导引技术在英国应用到AGV，1955年英国的生产线出现了电磁导引AGV[1-2]。到了60年代末70年代初，不同类型的AGV以其灵活高效、效益高等特点应用到各个领域[4]。1973年瑞典的工程师把AGV技术应用到制造业，很大程度上减少了工件的装配时间及错误率。1978年，大约5000台AGV在欧洲生产[3]，计算机控制技术应用于自动化装配制造，柔性装配和柔性制造的格局已经形成。1981年第一届AGV国际会议的召开为各国AGV专家提供了技术交流与产

4、品合作平台[5]。激光导引、惯性导引等方式弥补了以前的导引路线固定的缺点。1990年激光导引AGV系统由瑞典NDC公司研发。后来出现新型的GPS/惯性组合导引等方式[6]。随着自动导引技术的发展，AGV的市场越来越广阔，AGV在汽车制造业的市场约占AGV总市场的41%[7]，其次AGV还在印刷行业、造纸行业、卷烟行业中有很广泛的应用[8]。.........第2章AGV的机械结构及其动力学方程随着智能机器人产业的飞速发展，AGV(AutomatedGuidedVehicle)广泛应用于智慧工厂和智能物流系统。其中全方位移动AGV以其能够实现前后、左右和自转3个自由度的运动及其复合运动等优点而

5、受到广泛关注[40-41]。全方位的AGV可以作为自动搬运车辆、可移动加工、装配平台已经成为柔性制造系统的一个重要组成部分，基于麦克纳姆轮的全方位移动AGV近年来以其卓越的全方位性能成为了一个研究重点。在本课题的研究中采用了基于麦克纳姆轮的AGV作为全方位移动平台。2.1AGV移动平台的整体介绍在本研究课题中，采用了航发公司的DiscoveryQ2作为全方位移动机器人，如图2-1所示：DiscoveryQ2使用航发公司的QMA-10全向轮能够实现平移、自转、平移并自转等特殊运动。平台使用四台直流电机作为驱动，采用共轴摆式悬挂结构，使机器人四轮都能够与地面良好接触并输出动力，在经过凹凸不平的地

6、面时，机器人有较强的通过性能。每个全向轮通过传动轴作为中介与电机轴相连。并非采用全向轮直接安装在电机轴上的结构。在使用微型电机的条件下，带轴承座的设计有效减少了电机轴的径向承载力，使电机寿命更长，并且使平台具有了更大的承载能力。.........2.2麦克纳姆轮的研究麦克纳姆轮是由瑞典工程师本BengIlon于1973年发明[42]。它由一组放置在车轮上的对称k全等卷组成，每个辊表面都是轮旋转最径R的一部分，旋转最径R的轴b与辊轴a斜交。通常情况下，a与b之间的夹角δ介于±45°任意角度。其结构如图2-2所示。由于麦克纳姆轮自车的结构特点，其运动学不同于普通

7、轮，所以对基于麦克纳姆轮的移动平台力学分析，得到小车的速度，旋转角度与四个轮子的旋转速度之间的关系是很有必要的。.........第3章AGV定位系统的研究与开发....93.1激光定位系统的研究与开发.........93.2基于图像识别的狭小空间AGV位置姿态解算的研究....173.3超声波射频定位跟随系统...........233.4障碍物检测装置...........293.5本章小结......