经济型模块化磁引导AGV驱动系统的设计

1、 经济型模块化磁引导AGV驱动系统的设计陈刚一汽丰田（长春）发动机有限公司邮编：1300332014年9月12日内容提要AGV是Automated Guided Vehicle的缩写，意即“自动引导运输车”，是指装备有电磁、光学或视觉引导等自动引导装置，并能够沿规定的路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。AGV属于轮式移动机器人（WMR Wheeled Mobile Robot）的范畴。自动引导运输车（AGV）系统经过多年的研究与发展，系统应用已经比较成熟。随着人工成本的不断上涨，AGV系统也已经开始逐步运用在烟草业、物流仓储业、汽车制造业、造纸业等行业。尽管我国很多行业对AGV系统

2、都有着很大的需求，但由于其成本高、投资大、研发周期长等特点也制约了AGV系统的推广。本文设计开发了一种经济型模块化AGV驱动系统。该系统由模块化的驱动单元和控制单元组成，使用了PLC、继电器、磁力传感器等技术性能成熟且低成本的工业元件，做到了引导、驱动、转向与缓冲等功能，达到了可以在现场实际使用的设计要求，同时显著降低了AGV系统的应用成本。关键词：AGV，自动引导运输车，磁引导，模块化第一章 绪论1.1AGV自动引导运输车简介AGV(AutomaticGuidedVehicle),通常也称为AGV小车,即自动引导运输车。它是一种物料搬运设备，是能在指定位置自动进行货物的装载，自动行走到另一位

3、置，自动完成货物的卸载的全自动运输装置。AGV是以蓄电池为动力源的一种自动操纵的工业车辆.一般可透过电脑来控制其行进路线以及行为，或利用电磁轨道(electromagneticpath-followingsystem)来设定其行进路线，电磁轨道粘贴于地面或预先埋设在地面下，AGV则依循电磁轨道所提供的信息进行移动与动作。装卸与搬运是物流的功能要素之一，在物流系统中使用的频率很高，占据物流费用的重要部分。AGV相对人工搬运，有着自动化程度高、使用成本低、观赏度高、能够提高企业形象等优点。因此，近年来AGV得到了很大的发展，广泛用于钢铁、烟草、车辆制造等行业。 图1.1新松公司生产的激光引导式AG

4、V 图1.2日本明电舍生产的多种AGV1.2AGV自动引导运输车的分类自动引导运输车分为有轨和无轨两种。所谓有轨是指有地面或空间的机械式导向轨道。地面有轨小车结构牢固，承载力大，造价低廉，技术成熟，可靠性好，定位精度高。地面有轨小车多采用直线或环线双向运行。无轨小车则是一种利用控制系统来控制，能按照一定的程序自动沿规定的引导路径行驶，并具有停车选择装置、安全保护装置以及各种移载装置的输送车辆。1.3国内外研究现状及发展趋势AGV是伴随着柔性加工系统、柔性装配系统、计算机集成制造系统、自动化立体仓库的大规模应用而产生并发展起来的。目前国内总体看AGV的应用刚刚开始，相当于国外80年代初的水平。但

5、从应用的行业分析，分布面非常广阔，有烟草业、印刷业、制造业、家用电器行业等等。这说明AGV有一个潜在的广阔市场。（a）AGV在烟草行业的应用 （b）AGV在汽车制造业的应用图1.3 AGV在工业现场的应用但从AGV的应用行业分布的比重上看，AGV在国内仍然主要应用在烟草和汽车行业，这是由于AGV的生产、使用成本居高不下所决定的。由此可以见，自主研发AGV相关技术，降低AGV成本会极大地促进AGV向其他行业的渗透。从AGV的相关技术角度来看，虽然国内的发展已有一定的规模，但是多数公司的驱动系统依然从国外进口。因此，国内应用AGV的成本过高，这也是AGV应用在国内迟迟得不到推广的原因。综上所述，本

6、文将着重从降低AGV的使用成本和缩短AGV的开发周期来研究AGV的相关技术。第二章 AGV引导模块的设计2.1总体布局AGV驱动单元通常由控制器、驱动电机、以及相关的传动机构组成，目前多数AGV的驱动单元与车体采用刚性连接，同时引导传感器固定在车体上。这样，驱动单元应用在AGV上时，只需要采用的不同的随动轮，就可以实现AGV的单向或者双向运动，如图2.1所示。驱动轮万向轮万向轮图2.1传统AGV轮系布局这样的结构虽然可以实现AGV的基本功能，但是由于车体、驱动系统以及引导单元采用了刚性连接，AGV整车的惯性较大。为了达到AGV运行的精度要求，对控制器的要求极高，增加了控制算法的难度和硬件成本；

7、同时由于车体、驱动系统以及导向单元采用了整体设计开发，使得应用在不同场合的AGV必须分别设计开发，造成开发周期过长。因此本文将AGV的引导与驱动系统整合设计成AGV的驱动引导模块，进行机电一体化设计。图2.2所示即引导驱动一体化的模块结构示意图。模块中具有引导装置与驱动装置，以满足AGV运行的基本需求，配合合适的控制器以及车体，就能快速开发出一台AGV。如图2.2所示为引导驱动模块。该模块与车体连接处具有一个转动机构，这样就可以解决大惯性车体结构由于控制器纠偏原因频繁摆动的问题。当使用上图驱动装置的AGV运行时，尽管模块底层的驱动部分会由于路径跟踪的原因左右摆动。但由于转动机构的存在，车体不会

8、立即跟随驱动部分摆动，当驱动部分进入稳定状态时，车体才逐渐地跟随驱动部分转动然后回正，这样就解决了目前低成本AGV车体可能存在的摆动问题。图2.2 AGV引导驱动模块2.2 驱动单元传动机构AGV驱动装置的传动机构是指驱动力矩从驱动电机到驱动轮的传递过程中涉及的机构。这个过程包含了转速的降低、扭矩的放大和传递方向的改变，直接关系到AGV的驱动能力和运行的速度，因此合理的传动机构对AGV是不可或缺的。常见的传动机构包括齿轮、传动带和链条等，它们的特点如下：齿轮：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大；但是齿轮传动要求较高的制造和安装精度，成本较高；同时齿

9、轮传动用于AGV传动过程中需要变向，这样减速机的尺寸比较大。传动带：传动带传动是一种依靠摩擦力来传递运动和动力的机械传动，运动平稳无噪音，结构简单制造容易，安装和维修方便，成本较低。但是传动带不能传递大功率，传动中有滑动，不能保持准确的传动比，效率较低。而且皮带磨损较快，寿命较短。 链条：相对齿轮传动而言对主动轮和从动轮的中心距的限制较宽松；主动轮和从动轮的圆周线速度相等；传动可靠性较皮带传动高。同时链条传动使得主动轮与从动轮之间的距离可以灵活设计。根据以上的分析，本次决定采用链条传动。这样的驱动机构可以使驱动电机横向布置，有利于减小驱动模块的尺寸。同时配合行星齿轮减速机，从电机到减速机、链条

10、以及驱动轮就构成了AGV的传动系统。2.3 驱动单元的驱动系统布局整个驱动系统由两个电机、两个齿轮减速机，两套链条系统和两个驱动轮组成。常见的驱动结构布局有两种形式：对称布局形式和交错布局形式在选用相同驱动电机和驱动轮的情况下，交错式结构的驱动单元体积要比对称布局结果体积小很多。但交错式布局相对结构复杂，为了控制驱动模块姿态的准确，对两个驱动轮的安装精度要求较高。为了解决驱动轮的同轴度问题，本次设计的驱动模块中两个驱动轮安装在同一根芯轴，以此来保证同轴度。这样整个驱动系统的布局结构如图2.3所示。图2.3驱动系统布局结构示意图2.4 驱动单元弹性连接装置结构根据本章开始的时候分析得知，自动引导

11、小车的驱动装置与车体之间的柔性连接是必要的。在综合考虑自动引导小车的结构问题时候，发现采用驱动装置中采用柔性连接的方式不仅能够起到减震的效果，而且还能解决刚性连接的自动导向小车中各个随动车轮与驱动轮难以处在同一平面的问题。图2.4是本文设计的减震缓冲装置在UG中的三维模型。图2.4减震缓冲装置三维模型根据图2.4可以发现，该装置采用两个柔性适中的弹簧，可以有效的减少驱动轮引起的上下震动对车体的影响。同时当驱动装置安装在自动引导小车的车体上的时候，随动轮采用可以调节高度的结构，这样只需要调节随动轮的高度，当有负载的时候，该减震装置受压后车体下降，直到随动轮与地面接触。这样随动轮与驱动轮都处于与地

12、面接触的平面，有效的避免了驱动轮与地面无法良好接触，而引起的驱动力不足的问题。这种结构与传统的刚性连接的自动引导小车结构相比，还有一个优势在于，当车体有负载的情况下，负载首先会是弹簧变形，随动轮下降，直到随动轮与地面接触。这样负载会平均分配在随动轮与驱动轮子上。而刚性连接的自动引导小车结构中，当负载摆放在车体的不同的位置时候，分配在各个轮子上的载荷是不同的，很有可能会出现负载集中在个别车轮上，引起车轮过载，从而出现故障或过度磨损的情况。2.5 驱动单元与车体转动机构 上文中已经分析提到，为了尽量减小自动引导小车的驱动装置由于差速纠偏时频繁左右调整姿态而带来的车体整体摆动，本文将驱动导向单元分为

13、上下两层的设计，将减震装置设计在上层，与车体连接，下层则为上文设计的驱动系统，驱动系统通过驱动轮与地面接触。两层之间依靠一个平面轴承连接，轴承上套装了一个扭簧，当上下两层之间转动产生角度时，扭簧能够提供一定的力矩使上层结构回摆。这样既能够避免车体的频繁摆动，又能使车体有效地跟随驱动装置，完成路径跟踪功能。此外，在两层结构之间还设置有一个角度传感器，用来实时测量车体与驱动导向结构之间的相对转角关系，这样可以给主控制器提供更全面的信息，使控制器更全面有效的控制AGV的运动轨迹。2.6 AGV驱动力的计算AGV在行驶的过程中通过驱动轮与地面接触，驱动力矩Tq由电机输出，通过减速机构放大到驱动轮上的力

14、矩为Tt： Tt=IgTg （2.1）其中Ig为整个传动系统的减速比，为整个传动系统的机械效率。驱动轮与地面作用产生的驱动力Ft：Ft=Tt/R=IgTg/R （2.2）其中R为驱动轮半径。AGV行驶过程中需要克服各种阻力，主要有：滚动阻力Ff，空气阻力Fw，坡度阻力Fy，加速阻力Fa等，所以驱动AGV需要的总驱动力为：Ft=Ff+Fw+Fy+Fa （2.3）（1）滚动阻力FtAGV通过轮子与地面接触，因此滚动摩擦力取决于滚动摩擦系数与AGV整车质量与载重：Ff=fMmaxg+fmg （2.4）式中f为滚动摩擦系数，根据本文中选用的AGV驱动轮材料，取值为0.02；g为重力加速度常数，因此得出

15、最大Ff为117.6N。（2）加速阻力Fa加速阻力主要是在AGV启动时的加速过程中产生的，由AGV载重和加速度决定，本文设计的AGV最大加速度为0.5m/s因此得出的Fa峰值为150N。 （3）坡道阻力Ft与空气阻力Fw因为AGV通常工作在车间里面，地面平整性较高，因此坡道阻力忽略不计。同时，由于AGV的车速通常不会超过100mm/s，而空气阻力与车速度平方成正比，因此空气阻力Fw也是非常小的，可以忽略不计。 上面的分析可得，通常自动引导小车运行过程中需要克服的最大阻力发生在其满载且以最大加速度启动时候，此时本文设计的单驱动单元AGV的目标载重500KG，因此驱动电机需要提供的最大驱动力Ft为

16、267.6N。 2.7 驱动电机选型 目前AGV使用的驱动电机通常是直流伺服电机和步进电机两大类，其中步进电机由于非线性较强，不易实现高性能的闭环控制，所以极少使用。直流伺服电机主要分为有刷直流伺服电机和无刷直流伺服电机，有刷直流伺服电机的结构简单，成本低，启动时转矩大，调速范围宽，控制比较容易，但由于碳刷存在损耗，所以需要维护，同时有刷直流伺服电机会产生电磁干扰，对应用的环境有所要求，适用于需求成本较低的民用场合和普通工业。无刷直流伺服电机重量轻、体积小、响应快、出力大、速度快、惯量小、力矩稳定、转动平滑。比较容易实现智能化，且不需要维护、效率高、运行时温度低、噪声小、电磁辐射小、寿命长、应

17、用环境广。根据以上分析，本次决定采用无刷直流减速电机电机。根据式（2.2）以及上文分析得到的阻力数据，决定选用东方电机生产的直流减速电机，电机型号为BLHM5100K-GFH5G30。该型号电机额定功率为100W，额定转矩1.3Nm，额定转速3000r/min，减速比30:1，完全符合本文设计需求。 第三章 驱动单元的电气设计3.1 磁引导AGV驱动单元控制系统总体设计 AGV驱动单元的控制系统的功能主要包括以下几个方面： （1）检测AGV的运行路径 AGV的路径偏差主要通过检测磁引导传感器的输出，通过控制器的输入I/O进行检测。 （2）实现路径跟踪算法 路径跟踪算法是根据检测到的路径偏差来计

18、算驱动电机的速度差，从而调整AGV的运行姿态。 （3）控制驱动电机 本文设计的磁引导AGV驱动单元所采用的伺服驱动电机具有多种控制方式，主控制器需要根据驱动单元的需要进行相关的控制方式选择，并且满足控制方式的接口电路要求。 （4）与外部设备通信AGV在运行时需要与AGV的系统控制平台或者其他设备进行数据交换，因此控制系统必须带有通信接口。 根据上述功能要求，磁引导AGV的控制系统如图3.1所示。 图3.1磁引导AGV控制系统功能示意图在控制系统最核心的控制器选择上，通常有PLC、ARM、DSP三种最常用的解决方案。PLC是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controll

19、er）的简称。相对于ARM（这里是泛指ARM架构处理器，包含8位的单片机和16/32位的ARM处理器）和DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理器），PLC有着系统元件成熟稳定、可扩展性高、研发及编程简单直观等优点。因此本案在控制器的选择上选择了PLC。由于本案需要用到I/O输入输出、模拟量控制、串口通信等功能。故PLC主单元选择的是三菱FX3UC-32MT/D的小型直流供电主单元。扩展模块方面，根据需要选用了FX2NC-32EX以及FX2NC-16EYR-T通用扩展模块。至于特殊功能模块，则选用了FX2NC-2DA、FX3U-485-ADP-MB等特殊功能模块

20、。至于多车通信部分，则采用国产西安达泰电子制造的DTD434M2型无线通信单元。通过433KHz无线通讯实现多车通信联动。3.2 传感器测试实验3.2.1引导方式的选择目前AGV的引导方式有很多，不同的引导方式所采用的传感器不同，对AGV的精度以及成本也有很大的影响。 （1）电磁感应引导 电磁引导是应用最早的引导方式之一。电磁感应引导的方式采用了物理学中通电电缆会产生磁场的电磁感应原理，在自动引导车预定的行驶路径下面事先铺设已经设定的通电电缆线，在铺设的电线中通上低频的正弦波交流电，使得导线在周围产生能够被检测到的强度范围内的电磁场。在AGV上安装上能够检测该电磁场的电磁感应的传感器，通过比较

21、传感器检测的磁场强弱来控制小车的运动方向。电磁感应引导方式原理清晰，控制简单；但是其电磁感应对环境要求较高，工厂复杂的电磁环境容易对其产生较大的影响，从而影响其控制精度。（2）磁条引导磁条引导采用在地面贴上固定的磁带或者磁条，在AGV上安装磁引导传感器检测磁条的磁场强度，以此来控制小车的行驶方向。磁条引导的主要优势在于其路径容易改变，方便维护，控制方式简单。也由于目前磁引导的相关技术发展比较成熟，磁条引导的成本相对低廉，因此它在AGV上也得到了广泛的应用。但是磁条引导方式的控制精度略低于视觉引导；并且由于需要将磁条铺设于地表，磁条在使用中磨损较快，需要定期维护。（3）视觉引导基于视觉引导的AG

22、V引导方式是：通过装载在自动引导小车上的CCD摄像头来获取路径的图像信息。经过处理，得到自动引导小车与目标路径的距离偏差和角度偏差。然后将这些偏差和角度偏差数据传递给自动引导小车的运动控制器，运动控制器控制驱动部分做出方向修正，从而实现自动引导小车的自动跟踪路径的功能。视觉引导方式的优点是目标路径设置简单，更改方便，同时视觉更接近人的引导模式，理论上引导的柔性程度高；视觉得到的信息量大，可选的控制方式多。但是视觉引导对软、硬件要求极高，研发成本高昂；而且此种引导方式容易受到周围环境影响，对车间清洁程度及环境光源要求较高。因此视觉引导方案在AGV领域实际应用的案例不多。（4）激光引导激光引导是在

23、AGV车上安装激光发射和接受装置，在AGV运行环境周围布置大量的激光反射板。控制器根据激光发射器发射与接受回来的光速时间差，并通过几何原理计算出AGV的位置和姿态，然后确定AGV的运行轨迹。这种引导方式定位精度高且不需要设置地面路径，系统较为灵活；但是这种引导方式对环境要求也极高，反射板要保持清洁，否则会影响AGV运行精度。由于激光传感器昂贵以及对厂房要求高，因此使用此种导航方式的成本较高，也没有在实际生产中得到大规模应用。 根据上文的引导方式分析得知，磁条引导的方式，精度虽然不如激光引导，但是只要配合适当的辅助定位方式，同样可以满足目前国内多数企业对物料输送的需求，因此本文决定采用磁条引导的

24、方式。此外磁引导所需要的传感器技术成熟，传感器价格相对于激光传感器，视觉传感器，成本上有较大的优势；同时磁条引导方式的控制方法简单实用，也简化了控制器的设计要求，降低了开发成本。3.2.2 引导传感器测试实验 磁引导传感器是AGV检测路径的主要工具，因此磁引导传感器工作的稳定性对AGV控制至关重要。本文设计的AGV选择国产沈阳军航电器有限公司生产的型号为JH-16的磁引导传感器。该传感器既可以检测N极磁场，也可以检测S极磁场，因此对磁铁的极性没有要求。该传感器的具体参数如表3.1所示。表3.1 磁引导传感器性能参数该传感器需要DC 10-36V供电，本文设计的AGV给传感器DC 24V供电，可

25、以保证工作电压稳定。传感器的16路输出与传感器距离磁铁高度，传感器也磁铁的夹角等都有密切关系；为了得到最稳定的输出，本文设计了以下的实验检测磁传感器性能。实物图如图3.2所示。图3.2 磁传感器实验图实验的具体内容如下所述： 给传感器24V直流供电；保证传感器与磁铁平行，磁条与传感器垂直，改变传感器与磁条的距离；实验环境图如图4.3所示。图3.3传感器检测实验示意图实验数据如表3.2所示：表3.2 磁引导传感器实验数据实验过程中发现当传感器距离磁条过近时，检测到的点较多，无法准确分辨方向；传感器与磁条距离过远的时候则无法检测到磁条。根据表3.2可知，当角度传感器与磁条距离在20mm到25mm时

26、，传感器的输出点比较稳定且保持可以检测到四个点。因此本文设计的AGV在安装磁引导传感器时，将其与地面距离设定为25mm。 3.2.3 传感器角度反馈测试实验本文在上一节中介绍过引导传感器为16路输出，直线行驶时为中间四路有输出信号，而在经过弯道时该传感器实时16路输出信号输出值变化，以提供车体与引导磁条之间的实际角度偏差给控制器。因此需要设计试验验证传感器的输出值与实际偏差角度之间的关系。 首先，磁引导传感器输出的16位I/O信号可以通过PLC寄存器换算为ASCII码，每一种ASCII码代表一种状态输出。再根据车体长度及传感器安装位置，可以计算出AGV车体静态角度反馈信息。在AGV车运转中，通

27、过监控传感器输出值可以监控AGV车动态角度反馈信息。通过静态值与动态值的对比，可以验证计算信息的准确性。表3.3为理论角度与实际位置之间的关系。表3.3传感器检测数据为了验证控制器对曲线路径的跟踪能力，我们又跟踪了直线和曲线AGV运行轨迹，结果如图3.4所示。图中目标路径由开始的直线与后阶段的曲线组成。由图中可知，直线部分与上面图中结果一致，曲线部分一开始存在迟滞与超调，随着小车的运行，基本能跟上目标路径，说明在较低速度下该控制方案可以很好的跟踪曲线路径。 图3.4 曲线路径效果图3.3 驱动电机控制方式研究本文选取的电机为东方电机公司生产的直流无刷电机，型号为BLHM5100K。为了高效快速

28、的实现对电机速度的控制，同时选配了该公司一款相应的直流伺服驱动器来控制电机，其型号为BLHD100K，如图3.5所示。 图3.5驱动器简介该驱动器通过采用了高速浮点DSP、电流环死区补偿技术、以及高速速度检测模块等，使得其响应带宽，响应迅速以及定位精度高。该驱动器能对电机实现转矩、速度和位置的反馈控制，其控制方式可以通过外部I/O切换。同时在模拟量速度控制的基础上，增加了脉冲控制的速度模式，提高了抗干扰能力。在控制方式上了除了传统的模拟量和脉冲控制，该驱动器还提供了丰富的通讯接口，其中包含RS232和RS485接口，最高速率达到115Kbps，支持Modbus协议；支持光电隔离的CAN接口，抗

29、干扰能力更强，通讯速率可达到1Mbps。同时该驱动器开放了上述总线的通讯协议，使得该驱动器可以更简易的与PLC、单片机及ARM等控制器进行通信。在电机控制方面，采用了速度和位置的双PID参数，可根据实际的运行环境(转矩、速度和位置)实现自动切换，也可以通过外部I/O端口人工切换。双PID参数可以更好的适配运行环境，提高电机的响应时间和稳定性。获得诸如高速高响应、低速高稳定性的控制性能。 3.3.1 驱动器接口简介驱动器电源接口包括给驱动器供电的直流正负接口，以及驱动器向电机供电的三项电接口，还有接受电机编码器反馈信号的编码器接口，连接控制器的I/O接口，还有一个兼容RS232/RS485的通讯

30、接口，连接示意图如图3.6所示。 图3.6驱动器接口3.4 电源监控电路整个磁引导AGV的供电由一组蓄电池完成，因此蓄电池电压对于整个控制器以及电机驱动器的正常工作至关重要。因此需要主控制器实时检测蓄电池的电压，当其电压低于某一下限时，在AGV显示器上显示报警，提醒用户进行更换电池或者进行充电。 然后电池电压远远高于控制器最小系统工作电压，也超过PLC的A/D模块的量程；同时电池电压的波动比较大，直接检测会影响最小系统的正常工作。所以需要设计一个转换电路完成电压转换工作，这个电路既要能将检测电压缩小到适合比较的电压范围内，又能保证电压的波动不影响最小系统正常工作。 通过反复试验和比较，本文最终

31、决定首先将电源电压通过一个电源稳压芯片稳压至一个稳定的比较值，这个比较值不受电源电压的降低而波动，同时在另一路电路中将电源电压通过精密电路分压，这样分压后的电压是与电源实时电压成线性关系的。然后将稳压与分压后的电压通过电压比较器进行比较，再将比较后的结果通过光耦进行隔离输入到PLC中，这样既能避免了电压波动对最小系统的影响，又能及时检测到电源电压的下降情况，这部分电路原理图如图图3.7 电源电压监控电路3.5 控制器软件开发本文的控制软件设计遵循结构化和层次化的思想，在前面设计的硬件的平台上，利用PLC系统以及各类驱动，具体实现上文设计的磁引导AGV的路径跟踪算法以及其他各项辅助功能。PLC控

32、制形式通常分为使用触摸屏系统和不使用触摸屏系统这两大类。通常如果程序规模不大，同时程序需要实现的功能简单的情况下，PLC设计时不带有触摸屏系统，这样编译后的代码量较小，节省PLC的Flash空间。但是当程序的结构较为复杂，需要实现较为多的功能，并且有很多需要调整的变量时，触摸屏系统不仅能够简化程序设计过程，还能优化PLC的利用率，最大程度上提高PLC的使用率。故本次设计中使用了以三菱GOT1045QSBD为硬件的触摸屏系统。整个PLC软件的编程过程中，是以控制决策任务为中心展开，分为传感器数据采集、控制和上位机通信三大块。其中为控制任务提供数据的传感器任务的优先级必然要高于其他任务，控制任务优

33、先级要高于上位机监测任务，综合各方面考虑以及反复试验，最终优先级确定如表3.4。表3.4命令优先级列表第四章 总结与展望本章对全文工作进行了回顾，总结已取得的主要研究成果的成功之处，提出有待进一步研究和解决的问题，期望在今后的工作中进一步地完善。4.1 研究内容总结本文通过查阅国内外资料以及分析国内外现有AGV结构特点的基础上，设计了一种经济型模块化磁引导AGV驱动系统，该驱动系统采用合适的车体结构以及具体的应用机构，即可投入到具体的应用当中，不仅降低了AGV的使用成本，而且缩短了AGV的开发周期。同时本文根据磁引导AGV的运动特点，提出了一种适合磁引导AGV的控制算法。最后开发了整个磁引导A

34、GV的控制系统以及磁引导AGV的实验平台。本文在磁引导AGV实验平台上又进行了磁引导AGV的相关实验研究，既检验了经济型模块化磁引导AGV驱动单元的结构性能，又验证本文的基于磁引导传感器的AGV控制算法，同时也验证了基于PLC系统的磁引导AGV控制器性能。本文具体的研究内容如下：（1）基本功能据AGV的定义可知，AGV的基本功能是能够沿着已经规定好的导向路径进行行驶。本文设计的驱动单元，包含引导传感器、控制器、驱动系统，并且通过实验验证，完全能够实现AGV的基本功能。同时通过实验可知，在本文采用的磁引导传感器以及控制器的引导下，AGV的运行精度可以控制在10mm内，配合适当的辅助定位功能，完全

35、能够满足物料输送的需求。图4.1 AGV车实物图（2）使用成本 本文从传感器的选择，电气设计等方面降低了AGV的使用成本。通过使用性能稳定、成本更低的磁引导传感器，研发、维护成本更低的PLC等器件，极大的降低了AGV的制造和使用成本。上图（图4.1）所示的具有完整功能的AGV，其制造成本仅7万元。相比具有同功能的进口产品-日本明电舍MCAT基本型AGV，高达20万元的售价，本文的设计方案在经济性上有着明显优势。（3）开发周期 无论从国外的AGV发展历史，还是国内各公司AGV的应用情况，都可以发现，AGV的引导技术和控制方式需要一个较长时间的积累和实验研究，因此从产生AGV的使用需求到将AGV投入实际应用，需要一个较长的时间周期。而本文是设计的驱动系统，解决了AGV核心的引导控制问题，这从很大程度上减少了AGV使用者的研发实验时间，使用者只需要根据自身的需求设计车体以及相关辅助功能就可以在较短时间内将AGV投入到实际使用当中。4.2 展望尽管本文已经成功地设计了磁引导AGV驱动单元以及一种适用于这种单元的控制算法，但是由于时间限制和经验有限，还有