雙輪差速型AGV小車通過兩側(cè)行走驅(qū)動輪差速轉(zhuǎn)向。該車型具有機(jī)構(gòu)簡單、工作可靠、成本低。在自動運(yùn)行狀態(tài)下小車能做前進(jìn)、后退行駛并能垂直轉(zhuǎn)彎機(jī)動性好。和舵輪驅(qū)動的四輪行走機(jī)構(gòu)小車相比,該車型由于省去了舵輪,不僅可以還能節(jié)省空間,小車可以做的更小些,因此常見于潛伏式AGV/AGC,是目前市面上應(yīng)用最廣的AGV車型。
一般來說,AGV主要由安全裝置(急停按紐、激光雷達(dá)、安全PLC、安全速度模塊),控制裝置、負(fù)載搬運(yùn)裝置、驅(qū)動裝置,電池和電機(jī)等組成。其中,控制方面,包括功能控制(如指令解析、無線通信、導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理、圖像處理等)、動力控制(如電源、充電控制等)、安全控制(如障礙物檢測、速度和轉(zhuǎn)向控制等)。
比較國際上比較通用的標(biāo)準(zhǔn)有:
除了以上標(biāo)準(zhǔn),德國有VDI 2510,美國有UL3100,中國有CR等標(biāo)準(zhǔn)要求。
在AGV車型設(shè)計的時候,常見的安全防護(hù)功能有急停按鈕、安全掃描儀、安全觸邊等等,雖然這些在進(jìn)行AGV安全防護(hù)配置時比較容易會想到。但是在實際做出來的系統(tǒng),還是不能滿足安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。以下有個簡單的框圖,以SICK的系統(tǒng)為例,做個簡單的介紹。
首先,在雙輪差速AGV系統(tǒng)設(shè)計的過程中,最容易忽視的是通過接觸器通斷驅(qū)動系統(tǒng)的供電,一般需要在兩個電機(jī)的供電回路上各增加一個接觸器,并且兩個接觸器串聯(lián)到供電回路中,組成雙保險。有興趣的也可以看看下面瑞士Bluebotics系統(tǒng)建議的安全配置方案。
在電機(jī)的選擇上,國內(nèi)的雙輪差速AGV普遍沒有機(jī)械制動系統(tǒng),多數(shù)采用電子剎車。這種是不符合機(jī)械制動系統(tǒng)的要求了。我曾經(jīng)和一位做AGV的創(chuàng)業(yè)者聊過,不加機(jī)械制動系統(tǒng)的原因,是為了便于人工推動AGV進(jìn)行搬運(yùn)或脫離現(xiàn)場,這個想法除了不安全外,還有一個問題,就是人工推動AGV的時候,電機(jī)就會變成發(fā)電機(jī),如果不加二極管會損壞驅(qū)動器的。
此外,在電機(jī)的選擇上,還比較容易忽略的是速度和轉(zhuǎn)向監(jiān)控。為了滿足安全性的要求,建議做成雙編碼器,其中輸入給安全雷達(dá)或者速度監(jiān)控模塊的編碼器一定要是24V的,雙輪差速驅(qū)動相對于舵輪驅(qū)動的AGV來說,可以直接借助安全雷達(dá)是實現(xiàn)速度和轉(zhuǎn)向監(jiān)控,目前SICK的S300中的專業(yè)版和專家版(低配的兩款不支持)、北陽的UAM等雷達(dá)均支持編碼器輸入。如果是做激光導(dǎo)航的產(chǎn)品,比較推薦是SICK的S300專家版,可以直接通過EFM總線和安全PLC連接,不占用安全PLC的I/O,同時還可以直接作為導(dǎo)航雷達(dá)使用,節(jié)約系統(tǒng)成本。
除了單車的安全外,在設(shè)計移載工具的時候,目前大部分裝置主要是依靠摩擦力來保持貨架與AGV的相對位置關(guān)系,緊急情況下,一旦拍下急停按鈕,貨架很有可能會傾倒或者失穩(wěn)。所以在設(shè)計移載工具的時候,需要考慮到穩(wěn)定性的要求:如果用于負(fù)載搬運(yùn),速度控制和轉(zhuǎn)向控制的控制系統(tǒng)故障,可能導(dǎo)致穩(wěn)定性喪失,這些控制系統(tǒng)的安全相關(guān)部分應(yīng)符合ISO 13849-1:2015: Cat.2。這里面就需要借助編碼器的輸入,實現(xiàn)速度控制和轉(zhuǎn)向控制,防止因過彎速度太快而造成的“甩尾(ESP)”等問題出現(xiàn)。
關(guān)于安全觸邊,常規(guī)的安全觸邊便是是NO輸出,如果接線斷開或者觸邊失效,是沒有辦法監(jiān)測的。安全觸邊屬于接觸式安全設(shè)備,也是AGV最后一道防線,為了提高安全性,要加個專用的安全監(jiān)控器,以提高安全性。(如果想了解更多,可以看之前的文章)。
除了采用安全PLC的方案外,如果出于成本控制,但是還是想提高安全性的話,建議考慮價格支持OSSD的安全繼電器,也可以滿足基本的安全需求,一般安全激光雷達(dá)都是支持OSSD輸出。一個這樣的安全繼電器,也就是幾百塊錢。(OSSD是安全產(chǎn)品常用的輸出形式之一,比如我們熟悉的安全光柵輸出就是OSSD,關(guān)于OSSD,接下來我會做個專門的文章來講OSSD)
最后附上科爾摩根的一段視頻,其中最認(rèn)同的一句話:
“The first priority in AGV application is safety”。
雷博特科技有限公司是一家高科技初創(chuàng)公司,致力于探索工業(yè)和家庭應(yīng)用智能移動機(jī)器人的前沿。我們提供機(jī)器人產(chǎn)品和移動自治解決方案,采用最先進(jìn)的高精度大規(guī)模SLAM技術(shù)。我們的產(chǎn)品可以在室內(nèi)和室外的人機(jī)可共享環(huán)境中導(dǎo)航,具有高精度和安全性。除硬件外,我們還提供完整的軟件工具鏈,包括教學(xué)和編程工具以及車隊管理系統(tǒng),以支持非專業(yè)用戶的多機(jī)器人部署。
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