磁引導AGV的磁導航方式

摘 要：AGV（Automated Guided Vehicle）是一種新興的物流倉儲設備，主要被應用于柔性生產系統以及物流運輸系統中，有效提高了上述生產運輸系統的自動化性能。文章主要以磁導航方式為重要技術手段，研究磁感應技術在物流AGV小車的應用。

關鍵詞：AGV；磁導航；方式

引言

隨著AGV技術的發展，我國生產AGV的廠家逐年增加。其中作為行業領軍品牌新松以其優質的產品享譽國內外，被命名為國家863計劃智能機器人產業化基地以及國家機器人工程研究中心，同時科技部也命名新松為國家高技術研發計劃成果產業基地。

1 AGV的驅動方式

1.1 單驅動

在三輪車型的驅動AGV較為常用，前輪驅動，為兩側從動輪提供動力，同時兼負轉向。

1.2 差速驅動

該結構有兩個分布在車體軸線兩邊的固定驅動輪驅動，通過兩輪的差速來實現轉彎。該車型不但可以實現前進后退，還能夠原地自旋，并且其左右轉彎的最大轉角可以超過90°，相較于單驅動，差速驅動在轉彎上具有較高的適應性。

1.3 雙驅動

該種驅動形式多用于四輪大型車，四個輪子中，兩個為驅動輪，兩個為從動輪，驅動輪除了負責驅動外，還負責轉向。該車型不但能夠實現前進后退，最突出特點在于可以多向行駛，即行駛過程中，可以對車身姿態進行隨意調整，因此在一些特殊作業場合以及通道狹窄的作業場合中極為適用。

1.4 多輪驅動

用于八輪車型：四個驅動兼轉向輪，四個從動自由輪。這種車型可以前進、后退、全方位行駛，多應用于重載行業輸送，結構復雜，成本較高。

2 AGV磁導航

AGV磁導航傳感器采用CA-08J磁傳感器，通過該傳感器，AGV能夠對微弱磁場進行精確檢測，并通過8位數字信號轉換，從而以磁導航傳感器為基準，檢測出磁體位置，根據信息反饋，AGV車能夠自動進行位置調整，從而使得AGV車沿磁條行駛。磁導航傳感器安裝在AGV車體前方的底部，距離磁條表面20-30mm，磁條寬度為40mm，厚度1mm。傳感器采用JH-485型AGV磁導航傳感器利用其內部間隔10mm平均排布的8個采樣點，用來檢測磁條上方100Gauss以下的微弱磁場。運行過程中，受到AGV車上的磁導航傳感器作用，采樣點會產生信號。由于采樣點同傳感器磁條垂直，因此可以判定磁條同AGV車位置不一，AGV車偏離，而AGV會對偏離進行調整，從而保證車的運行時沿著磁帶的。（如圖1所示）

3 站點識別

該技術主要應用于自動化運輸以及物流中，是AGV在該領域的關鍵技術。站點識別技術能夠準確控制AGV速度，并對其進行準確定位，因而在調度對接上位機中作用顯著。目前的工廠生產中，大多AGV在使用過程中都需使用地標。其目的在于對站點進行識別。而在車身兩側設置地標傳感器，保證傳感器同導航磁條之間的距離，且保證地標傳感器同地面垂直。如圖2所示，地標傳感器原理與磁導航傳感器類似，它采用一路霍爾傳感器，用來檢測100Gauss以下微弱的磁信號變化，S極磁場以及N極磁場可以利用地標傳感器予以區分，且利用兩路NPN輸出可以對指示加以區分，通過以上措施，在信息接收以及表示上控制器可以更加靈活。依照實際需要，AGV可以進行工位準停，并對分叉路徑進行識別，根據任務需要加速減速等。

4 磁導航方式的實現與導向糾正

圖3為AGV自動小車的循線糾偏示意圖。假定AGV車身行駛的方向為y軸正方向，車身橫向中心線為x軸，AGV車的中心為原點建立AGV的運動坐標系。黑色空心圓點代表磁傳感器的采樣點，每個磁傳感器成一列排布上，按照間距10cm均布8個霍爾傳感器。前后傳感器距離為D，與y軸成偏角的虛線表示導航磁帶。通過前后傳感器來檢測AGV軸線偏離導航線的偏移量D1和D2，由此可以計算出AGV的航向偏角a和中心偏移量b。數學關系如（1）、（2）所示：

tana=■ （1）

b=■ （2）

利用三角運算對AGV行駛偏角進行計算，依照反饋數據，小車控制器可以對行駛偏角以及橫向偏差進行判斷，并計算出合理的控制信息，從而控制電機驅動器，以此實現左右兩電機能夠差速運轉，從而糾正偏差。

5 結束語

文章所述的AGV的磁控制方法，是一種簡單可靠的運行控制方法，經實踐驗證了其可行性和穩定性，利用CA-08J磁導航能夠實現磁導航的運行和糾偏。

參考文獻

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[2]張昊 ，馬旭，卓晴.基于電磁場檢測的尋線智能車設計[J].電子產品世界，2009（11）：48-50.

[3]葉菁.磁導式AGV控制系統設計與研究[D].武漢：武漢理工大學，2006.

作者簡介：吳偉濤（1984-），男，漢族，遼寧沈陽，助教，碩士研究生，遼寧裝備制造職業技術學院，機械制造自動化。