• AGV智能倉儲機器人結構優化設計

    2022-01-12 10:22| 發布者: www.artist-contribution.com| 查看:

    摘要: 我國電子商業的快速發展,電商物流的需要顯著增加,傳統倉儲物流行業人力資源難以滿足工作量需要,企業逐漸應用AGV智能機器人完成倉儲物流任務?;诖?,本文先分析了AGV智能機器人的發展現狀,認識到AGV發展前景,進一步提出了AGV智能倉儲機器人結構的優化設計,通過對各個系統加強優化,顯著提高機器人性 ...

    0 引言

    在物流倉儲行業,AGV智能機器人的應用改變了人工分揀儲存的局面,有效提高了貨物倉儲的效率和速度。為進一步提高社會生產力,還需要針對智能機器人加強設計,不斷優化智能機器人的結構,提高其性能,滿足各個行業的生產需要。因此研究智能機器人結構優化具有重要作用,可有效提高機器人性能,讓機器人運動性能滿足生產需要。

    1 AGV智能倉儲機器人發展現狀

    AGV智能倉儲機器人是由汽車和智能技術演變而來,美國貝瑞特電氣公司在上個世紀五十年代研制出世界上第一臺AGV小車,在1954年正式投入運行。發展至今,國外AGV技術主要是簡易型AGV技術和全自動AGV技術。近年來,AGV技術在我國物流運輸行業大量應用,沈陽新松、北京起重機械研究所等企業,逐漸研發出AGV小車,推動了AGV小車的智能化發展。我國電子商務的快速發展,打開了AGV小車的應用領域,AGV智能倉儲機器人被研發并廣泛應用。如今我國AGV智能機器人智能化水平逐漸升級,核心設備國產化水平逐漸提高,AGV智能機器人的應用,也有效提高了我國物流行業的運作效率。但AGV機器人還需要進一步完善,研發出更加成熟先進的產品,推動各行各業的全面發展。

    2 AGV應用領域與發展前景

    AGV系統可以連續作業,滿足多種應用功能,制藥業廣泛使用AGV應用領域系統,取得了良好的效果。如今AGV應用領域系統已經廣泛應用于倉儲業、制造業、食品業、煙草業以及醫藥業等領域中。我國老齡化程度逐漸加劇,勞動成本逐漸升高,推動了產業結構的升級,再加上工作環境等因素影響,造成勞動力不足問題越來越嚴重。AGV小車的出現可顯著改善這一局面,集合計算機、電子、傳感器等技術,在各個領域中都能得到良好的應用。未來還需要進一步拓展AGV系統應用領域,深入養老領域、高危職業中,利用智能機器人優勢提高社會生產效率,滿足經濟發展的需要。如倉儲物流行業,AGV小車能夠靈活在各個站點中運輸,顯著減少人力資源的浪費,節約倉庫場地,減少企業的經濟成本。同時AGV機器人作業更加安全,減少職業危害,憑借諸多優勢,AGV機器人將得到更為廣泛的應用,顯著提高行業經濟發展速度和安全性。

    3 舉升旋轉盤機構系統設計

    舉升機構組件包括編碼器、電動缸、制動器以及舉升電機等構成。舉升電機經過驅動滾珠絲杠,將水平運動轉變為垂直向上的運動,電動缸上部和托板相接觸,電動缸下端被固定車架。電機并不能攜帶1000kg貨架穩定運行,要利用制動機構,在電動缸將貨架舉起,制動器制動剎車,讓貨架保持在被舉起狀態,保證貨架穿梭于倉庫,AGV倉儲機器人擁有兩個電動缸,一個為500kg載重,舉升高度達到30mm~50mm,使用兩個驅動舉升的電機,側面擁有直線導軌可以保證托板正常垂直舉升。一般情況下,倉儲機器人載重量為5kg,倉儲機器人能夠自動定位貨物運送出口。旋轉盤使用翻斗式,可以隨時將貨物倒在指定位置。在載物裝置中,絲桿和電機相連接,同時帶動絲桿的轉動,絲桿轉動能夠讓滑塊出現橫向的轉動,讓滑塊、托盤之間合頁連接,滑塊向橫向移動,讓托盤實現升降[1]。電機能夠對托盤升降加以控制,托盤上的物體被轉移到對應地點。

    4 四輪驅動系統的設計

    一般情況下,驅動轉向系統包括單驅動、雙驅動、多驅動以及差速驅動集中方式。差速驅動主要使用兩個驅動輪,調整驅動輪速度,實現轉彎功能,可以隨時轉直角彎,具有靈活的運動能力。四輪式驅動系統在行進和轉彎運動時,更加穩定。
    驅動系統作為AGV最為重要的單元,直接影響到AGV的性能。本設計采取四輪驅動系統,每個驅動電機都擁有一個編碼器,記錄轉動脈沖,構成驅動控制閉環。輪子和電機軸使用剛性鍵連接,使用深溝球軸承連接驅動外殼以及電機軸。轉向驅動通過對驅動輪轉向以及速度的調節,讓小車實現前進和后退運動。當四個驅動輪保持方向和速度的一致,AGV可以進行直線運動[2]。其中兩個驅動輪方向不一致、速度不同時,可以做弧線運動或者原地轉動。驅動組件包括軸承、尼龍輪、法蘭盤等構成,車輪材質決定承載性能,內輪轂和尼龍輪使用螺釘固定,且不會出現打滑的情況。懸架組件要保證六輪結構的輪子同時著地,驅動組件和主框架使用彈簧連接,保證車體受力均勻,分散給四個萬向輪上。這種結構保證了AGV驅動力,也提高轉彎過程中的穩定性。

    5 360°全方位感應防撞系統的設計

    360°防撞系統采用高精準傳感器,傳感器能夠檢測運動設備,將事件轉變為信號,將數據發送給控制系統,方便于故障狀態下快速關閉系統或者制停。AGV設計二級保護功能,用前后左右360°保護傳感器,能夠對附近設施進行防范。防撞系統包括機械支架、橡膠、彈簧等設施,一旦小車碰撞,彈簧受到擠壓,開關快速鏈接,強行結束全部命令。在小車上設置正常運行等,AGV正常運行時,綠燈正常亮起,小車受到撞擊,意外終止任務,紅燈亮起。防撞系統作為倉儲機器人最為重要的部分,在運行過程中要始終保證現場人員和車輛的安全。倉儲機器人利用傳感器識別附近障礙物,在前進或者后退等運動中,及時識別障礙物,避免碰撞的發生。倉儲機器人也安裝了急停開關,緊急情況下,工作人員可以隨時按動急停開關停止運行。防撞系統的設計可保障機器人之間以及和工作人員之間不發生碰撞,規避意外情況的發生。

    6 視覺系統設計

    倉儲機器人視覺系統也十分關鍵,AGV常利用RFID技術定位,由于RFID技術具有快速的讀取識別速度,但是讀取距離較短,機器人運轉速度相對較快,黨機器人運轉到具體位置上,讀取到標簽,并不能在指定位置停止。僅采用RFID技術并不能精準定位,機器人由于只能直角和轉彎,且運行速度相對較快,本設計使用靈敏度更高的視覺導航技術,根據編碼標志定位,借助于視覺導航定位。將攝像頭安裝在機器人前端,攝像頭能夠采集前方路況信息,在行動過程中提前掌握編碼標志,讓機器人可以提前進行減速,再經過識別可以保證位置的精準度。視覺系統包括攝像頭以及處理器構成,攝像頭負責采取路面圖像,經過處理后,轉變為定位信息,將信息發送給上位機。處理器具備靈活的圖像處理能力,能夠達到導航的實時性要求。使用AI單模塊超級計算機,嵌入機器人中,能夠提供高級計算能力。計算機支持軟件庫,能夠在多種高數據密度以及高并行度計算的場景中應用,取得良好的應用效果。視覺系統直接影響到機器人運行穩定性和精準度,優化視覺系統能夠給機器人精準運行奠定良好的基礎。

    7 結論

    綜上所述,通過對AGV智能倉儲機器人發展現狀的分析,認識到AGV擁有廣泛的應用領域與發展前景。在物流倉儲業,需要不斷優化AGV機器人的結構設計,提高其應用性能,不斷完善舉升旋轉盤機構系統設計、四輪驅動系統的設計、360°全方位感應防撞系統的設計、視覺系統設計,滿足社會生產的需要。