AGV系列之四舵轮全向AGV

一、AGV总体结构　　四舵轮结构形式是全向AGV常用的轮系结构，其总体结构采用四个舵轮结构，通过4个舵轮的转角及速度实现AGV的直行、平移、转向及避障等动作。四舵轮AGV总体结构如图1所示。?图1 四舵轮AGV总体结构　　四舵轮分布：在此种情况下，AGV车体四角皆分布舵轮，可实现AGV的全方位任意半径运动，直接提高AGV的运载能力，但其运动模型复杂，运动控制算法难，成为了目前四舵轮机器人研究的热点。四舵轮全向AGV执行机构耐磨性强、通过性好、承载能力也更优，更适合于重载场合，主要应用于工厂车间、物流货仓存储等。　　二、四舵轮底盘结构　　四舵轮转向式移动底盘系统，如图2所示，四个舵轮既是驱动轮又是转向轮，每个舵轮都有两个电机单独控制，一个电机控制小车驱动，一个电机控制小车转向，即采用四台驱动电机产生牵引力，四个转向电机控制车轮转角。这样不仅优化了AGV设计布局，并且大幅提高了AGV驱动能力。该底盘系统具有很高的机动性，同时能够保证良好的牵引力和稳定性。然而，由于其复杂的机械结构、其被视为具有强耦合。非线性及冗余动力学特征，对该底盘系统的运动控制提出了极大的挑战。采用四舵轮的底盘布局结构，该类型底盘布局较为复杂，如果不能合理设计将会影响AGV在不平坦路面的通过性。如通过凹陷路面时，驱动轮悬空将出现驱动力不足，打滑等现象;通过凸起路面时，驱动轮可能因负载急剧增加而导致电流超过报警电流，引起运行故障。图2 四舵轮转向式移动底盘　　四舵轮全向AGV得益于其特殊的底盘结构可以实现全方位的运动，使其运动的灵活性达到了极致，但复杂的轮系结构却给其运动控制带来了一定的难度。四舵轮AGV可配置多种运动模式，可以实现AGV的纵向、横向、斜向、原地旋转、前后转弯等方向的行驶，如下图3所示。实际应用中可通过设计切换控制器实现在多种运动模式之间进行切换运行，以达到提高机动性、增强工作效率的目的。?图3 四舵轮AGV运动模式　　三、系统组成及导航　　四舵轮AGV由机械本体、电气控制系统及传感器检测系统构成。本文传感器检测系统选择磁导航作为AGV的导航方式，所选磁导传感器分别位于底盘前后的中心位置，如图1所示。电气控制系统采用AGV专用控制器作为主控制器，通过总线协议控制驱动器工作从而实现舵轮的转向及速度，完成AGV对于磁条的跟随。采用两个前后安装的磁导航传感器，磁导航传感器读取磁条相对于传感器的偏差值，主控制器通过传感器得到数据，进行计算分析，最终控制AGV行进的方向及速度，从而使AGV自动且准确地跟随磁条。当AGV直行时，前后磁传感器工作，传感器正对磁性轨迹中心，如图4所示，当AGV偏离磁条轨迹时，将相对偏移量反馈给主控制器，主控制器根据相对偏移量完成对轨迹偏差的纠正，实现对移动AGV的导航控制。?图4 磁导航传感器工作示意图免责声明：本文来源：[中国传动网]的所有文字、图片、音视和视频文件，版权均为中国传动网(www.chuandong.com)独家所有。