自动导引车(AGV)的三个发展方向
原创 2023-05-10 09:34 DDing 来源:中叉网自动导引车(AGV)是一种用于自动化物流运输的机器人车辆。它们被广泛应用于工业和商业环境中,用于在仓库、工厂、医院和其他场所内自动搬运物品。
AGV通常使用激光、红外线或视觉传感器等技术来感知和导航环境。它们可以预先编程以遵循特定的路径或根据实时传感器数据进行自主导航。AGV可以识别障碍物、避开人员和其他车辆,并按照指定的任务执行物品的搬运工作。
AGV的设计可以根据不同的应用需求而有所差异。一些AGV是扁平的、具有平台或货架,用于搬运货物或将它们从一个位置移动到另一个位置。另一些AGV则是类似于叉车或牵引车,用于搬运较大或重型的物体。
AGV具有许多优点,包括提高物流运输的效率和准确性、降低人力成本、减少运输过程中的错误和损坏,并且可以在连续运行和24/7操作的情况下工作。此外,AGV还可以集成到物流管理系统中,以实现自动化的库存追踪和管理。
随着技术的进步,AGV正不断发展。现代的AGV通常具备更高级的导航、感知和决策能力,可以与其他机器人或系统进行通信和协作,以实现更复杂的任务和自动化流程。
现代内部物流最重要的趋势之一是自动导引车(AGV)的动态发展,它提高了货物运输过程的自动化水平,有助于提高生产设施、仓库或物流中心的效率。那么目前哪些趋势在最大程度上推动了AGV领域的发展呢?
●AGV发展的前提是能改善生产或仓库车间的整体安全状况。
●AGV可用动力系统的发展正朝着提高其效率和减少充电时间的方向发展。
●有许多方法来控制和导航AGV。比较传统的方法是使用各种形式的路线标记,这是不变的。
虽然AGV(自动导引车)的广泛使用最多只是最近十年左右的事情,但很少有人知道,最早的自动运输系统在更早的时候就可以在工厂里找到。自然,它们的复杂程度与今天的自动驾驶平台有很大不同,在工业4.0和智能工厂出现的时代,它们被广泛用于各种流程的自动化,并转化为生产过程、运输优化和整个供应链效率的提高。毫无疑问,它们在厂内运输中的作用也将继续增长,这将需要它们进一步的技术发展。
安全第一
根据定义,基于自行运输车辆的厂内运输旨在改善生产或仓库的整体安全状况。当然,假设是一个由经过适当培训的人员操作的程序良好的运输系统。如果情况不是这样,在有大量这种类型的车辆或也允许人流的地区,要减少事故的数量是非常困难的。
因此,随着无人驾驶车辆的不断发展,这种车辆所配备的安全系统也在不断发展。不断观察周围环境的系统现在已经成为标准。而且不仅是在行驶中的车辆前面,而且还在两侧和后面。扫描区域可分为两个区域:保护区(更靠近AGV)和警告区(覆盖更大的区域)。前者随着卡车的速度和方向的变化而变化(在更高的速度下,该区域变得更长)。探测到区域内的任何物体,都会触发车辆的适当反应(从发出灯光和/或声音信号,到减速甚至停车)。
安全系统主要包括各种类型的视觉系统,以检测物体或人,并防止与之发生碰撞。最新的发展除其他外,还使用了激光安全扫描仪、二维和三维摄像机以及适当选择的传感器。我们可以预期在不久的将来这一领域会有进一步的发展,特别是朝着更可靠和更准确的操作以及反应速度发展。
移动中的充电
自助式AGV发展的另一个重要领域是为其提供电源的问题。现有动力系统的发展方向主要是提高其效率,减少充电时间,甚至不需要中断其操作来进行充电。自助式AGV的供电方式有很多种,但目前有几种基本方法在市场上占主导地位。
经典的解决方案是电池供电。在目前的解决方案中,充电越来越多地以非接触方式进行,通过驱动小车到一个特殊的充电器上。也有使用手动更换的电池。虽然这种方法不需要AGV长期停用,但操作员的干预是必要的。
一种更先进的技术是使用电感回路的电源系统,该系统沿着手推车的路线嵌入地板中。这种解决方案允许在驾驶时进行非接触式充电,从而提高AGV的可用性。这既是一种高效又可靠的方法。然而,它有一个相当大的缺点,那就是对机械损坏的抵抗力相对较低。
另一个流行的解决方案是超级电容器,它可以在驾驶时或在发电站进行感应式充电。与这种方法中通过电感回路充电不同,AGV不需要持续充电;它可以利用超级电容器中储存的能量覆盖一定距离。
供电系统所配备的能量管理系统在需要时自动为超级电容器充电。给它们充电的时间比给标准电池充电要短得多。
遵循设定的路径或使用导航
也有不同的方法来控制和导航AGVs。比较传统的方法是使用各种形式的路线标记,这是不变的。然而,如果有必要改变其路线,也有必要相应地修改这种标记。因此,在某些情况下,标记新的路线会很费时,并会产生相当大的费用。
这组方法包括,除其他外,反射法和光学法,它们使用粘贴或涂在地板上的与地板其他部分不同颜色的线来为AGV导航。反射光传感器或摄像机持续监测这种线的走向,并调整AGV相对于它的位置。
磁性或感应式环路方法中的自驾车辆控制是类似的。在前者中,转向架上的磁性传感器跟踪粘在地板上的磁化材料条。在第二种方法中,一根电线被嵌入地板中,产生一个磁场。AGV的传感器检测这个磁场的强度,并在此基础上控制小车的运动。
另一种方法是在大厅的不同区域放置不同的标记。AGV的激光扫描仪或其他视觉系统找到这些点,然后控制系统在此基础上实时确定小车的当前位置。激光方法,特别是在大厅里放置大量标记的情况下,可以对车辆进行非常精确的定位。
然而,现代叉车越来越多地使用导航方法。这样就不需要实际的行进路径,只需要从车辆上传到控制系统中的适当路线。这种方法的优点是,可以根据当前的需要,快速而方便地改变绘制的路线。
迈向完全自主化
最有可能的是,未来的自动驾驶运输车辆将基本上是自主的。目前AGV最先进的变体是AMR(自主移动机器人)车辆。它们不仅不需要预先确定的物理路径来移动,而且可以迅速适应不断变化的环境。在标准AGV的情况下,其路径上意外出现的障碍物将导致这种车辆停止。另一方面,AMR将能够避开这样的障碍物(如果物理上可能的话),继续向其指定的目的地前进。
AGV使用预先加载的有关房间的地图或所谓的自然导航(在控制运行期间,车辆的控制系统对环境进行精确测绘)进行导航。有了这样一张精确的地图,AMR每次都能为其目的地规划出不同的、最理想的路线。由于摄像头、激光甚至LiDAR技术的结合,车辆前方的环境被不断扫描,并与物体地图进行比较。如果检测到一个障碍物,控制系统将搜索另一条通往目的地的路线。如果驾驶不能继续,它将停止车辆,等待道路再次畅通。
事实上,如果未来将由智能工厂主导,其中人类的作用被保持在绝对最低限度,那么内部运输将主要(如果不是完全)基于自主车辆。因此,现在的一个重要挑战是以这样一种方式开发技术,使内部运输系统尽可能不受人类干预。而为此,安全、动力和控制系统的可靠性是至关重要的。
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