差速式AGV控制实验

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了差速式AGV控制实验相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

磁钉导航AGV实验

2016-03

本机器是采用RFID电子地标配合磁钉传感器的定位导航AGV。本AGV已初步实现里程计精确解算,磁钉数据融合,AGV定点精准停车、原地旋转换向、远程无线调度的功能,初步达到协定的第一阶段研发期望效果。

一、        AGV车体物料清单

序号

物料名称

价格(元)

数量

供应商

1

主控板

 

1

arm

2

磁导航传感器

 

1

自主研发

3

电机

 

2

德恩科

4

电机驱动板

 

2

 

5

RFID射频模块

 

1

 

6

WIFI模块

 

1

 

7

开关电源模块3V3/5V0

 

1

 

8

开关电源模块24V

 

2

 

9

底盘

 

1

新美星厂制

10

电机支架

 

2

新美星厂制

11

承重轮

 

2

(新美星二次加工)

12

万向轮

 

2

 

13

万向轮支架

 

2

新美星厂制

14

AGV主控程序

 

1

自主研发

总计

 

 

 

另外场地所需物料主要为磁钉、RFID电子标签ID。

序号

物料名称

价格(元)

数量

供应商

1

磁钉

 

#

 

2

RFID电子标签ID卡

 

#

 

 

场地铺设磁钉与电子标签共同配合,供AGV定位导航使用,磁钉离原地旋转中心必须193mm,磁钉分NS极,极性保持与实验室一致电子标签铺设于旋转中心,铺设要求如下图:

技术分享图片

 

二、        WIFI指令数据解释

开机后35S机器准备就绪,连接上路由器,调度系统可以与AGV实现数据交换,AGV向调度系统发送当前地标信息,格式为(A-ID=)+(10位卡号),例如:A-ID=0009350943。

测试上位机系统根据协议分别发送调度命令。

序号

指令

描述

0

‘0’ (0x30)

减速停车

1

‘1’ (0x31)

原地左转直角

2

‘2’ (0x32)

原地右转直角

3

‘3’ (0x33)

加速直行

4

‘4’ (0x34)

急刹车

5

‘5’ (0x35)

定点停车

原地左转直角,完成后小车自动高速直行向前;

原地右转直角,完成后小车自动高速直行向前;

定点停车,提前一个地标发送定点停车,小车将在下一点精准停车,接受调度指令并存储该条指令,精准定点停车完成后,才会执行下一指令;


三、        AGV参数性能

项目

描述

尺寸

W*L*H=400*400*X;

载重

15KG,稳定运行重量(最大载重待验证)

电池

18650锂电池组,预计连续工作6小时以上(待验证)

速度

1m/s,稳定运行速度

行走

沿轨道直线行走(一般描述为行走200M无偏差);

原地旋转直角(一般描述为旋转90度3025个脉冲无误差);

定点精准停车(一般描述为停车精度正负5mm以内);

四、        项目第一阶段总经费

先后共得经费支持*元,先后共花费经费*元。(详见经费管理明细表)

五、        项目第二阶段主要工作

1.     电控板路设计工作

当前电控为手工电路,电路之间经常抗干扰性差,电磁稳定性差,常造成单片机复位失控问题。电控设计工作由我负责,将面条电路(所有模块之间连接使用飞线)整合到一块电路板上,主控原理集成到电路板上,形成AGV控制板,并长期对性能与稳定性负责改进。该项工作初期保守估计用时1个月及经费*元。

该电控板可移植为各种功率直流有刷驱动电机节点型磁钉导航AGV。该电控板也可修改为二维码导航,直流无刷驱动电机等AGV,而不需要修改主控电路。

主控程序具有很强的可移植性,主要依赖于AGV行业控制程序的共通性,方便未来开发高负荷移动AGV。

控制算法:里程计解算(姿态,角速度,线速度),磁钉定位校准,模糊PID,滑膜控制。

2.     AGV车体工业设计

建议AGV车体设计参照模块化思想,可以用于装配不同的移栽结构。

1)         移栽结构设计工作

最好考虑移栽双向性,即双向灵活卸货,结构量轻简洁,模块化装配。

2)         RFID标签注意事项

RFID电子标签可以设置在车底盘偏前,这样利于提前降速定点停车的稳定性。

当前选择的磁钉和RFID标签都在清单中列出。当前RFID标签的读卡速度较慢,使得AGV速度限制在2m/s。

建议选择IC卡,这种卡的读卡速度较快,能达到2m/s以上。

 

3)         万向轮设置问题

当前万向轮设置在车体中心线上,前后各一个,存在压到磁钉或电子标签的问题,影响RFID读取稳定性,车体行走稳定性,限制速度的提升。

设置4个万向轮,前后各两个,左右对称,避免万向轮与磁钉或电子标签接触,有利于AGV姿态的稳定及速度的提升。

3.     仓库货架机器人

通过观察物流行业动态,货架载重机器人需求很大,市场很好,能研发出一台货架机器人,掌握机器人核心控制和生产技术,因为物流搬运机器人控制技术是通的,只是更换一种应用形式而已

1)         研发路线

借鉴低载重AGV研发经验,建议货架机器人研发路线为,方案制定、车体结构设计(机械、功能面面俱到、可参考其他厂家)、电控设计(融合机械功能)、程序算法开发调试、AGV工业设计。

经验证明以上研发路线是最合理的,最少走弯路的,最节省时间的,最少麻烦的,产品最快成型成熟的。

另外,借鉴同行经验,车体结构设计建议采用无刷直流电机,工作电压36V或48V,功率根据负载来计算。

关于导航方式,建议开发两种配置供市场选择,一种是二维码导航,一种是磁钉、RFID地标组合导航

前一种地面较为整洁,市场上接触过的所有都是采用这种方式,智能二维码传感器功能很强,上手开发较为简单,但二维码容易受污染,二维码传感器成本高昂。市场竞争力在于谁做的更稳、更快、更便捷,然后更便宜。

后一种成本低,适用于1.5m/s以下速度的机器人,这一种方案,目前在市场上没见过,且磁钉传感器自主研发,量产在成本上肯定有竞争优势,新美星有过此种导航方式经验,开发有经验技术可复制。

2)         团队建设管理

研发团队建设,要有嵌入式系统工程师角色(硬软件技术啥都成熟),机械工程师角色。

有团队研发目标、团队中有个人研发目标,要有一个人对团队目标负责并接受奖惩,要有合理的研发团队管理、绩效考核、激励、淘汰制度。让人才能通过奖惩激励更直观的看到自己工作的质量,成果收益,能推动并维持人才的工作努力程度和创新热情。

物流机器人属于复杂的嵌入式技术产品,需要研发人员超乎寻常的努力、富有热情的创新研发工作、自愿绞尽脑汁想办法解决问题,才能更好更快的将产品做强。


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