AGV自动导引运输车常识及厂商对比

一 概述

1、起源与进程

自动导引运输车-AGV（Automated Guided Vehicle）是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，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。工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。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)来设立其行进路线，电磁轨道黏贴於地板上，无人搬运车（Driverless）则依循电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作的运输车。

世界上第一台AGV是由美国Barrett电子公司于20世纪50年代初开发成功的，它是一种牵引式小车系统，带有车兜，在一间杂货仓库中沿着布置在空中的导线运输货物，可十分方便地与其他物流系统自动连接，显著地提高劳动生产率，极大地提高了装卸搬运的自动化程度。AGV的发展时间表为如下表1所示：

表1. AGV发展时间表

时间	发展历程
1953年	世界上第一台AGV由美国Barrett公司开发成功，这是一个沿空中导线运行的牵引式小车系统
1954年	英国研制出了电磁感应导向的AGV，并得到了迅速的应用和推广
1960年	欧洲已安装了220套AGVS（Automated Guided Vehicle System），共使用了1300多台AGV
1963年	日本首次引进了AGV，其第一家AGV工厂于1966年由一家运输设备供应厂商与美国的Webb公司合资建成。
1973年	瑞典VOLVO公司在KALMAR轿车装备线上大量应用AGV。欧洲从70年代初的520个AGVS，共4800台小车发展到1985年的10000台左右。
1976年	国内北京起重机械研究所研制出第一台AGV，建成第一套AGV滚珠加工演示系统。随后又研制出单向运行载重500公斤的AGV，双向运行载重500kg、1000kg、2000kg的AGV，开发研制了几套较简单的AGV应用系统。
20世纪80年代末	日本拥有大约10000台AGV，达到了较大规模的运用
1988年	原邮电部北京邮政科学技术研究所研制了邮政枢纽AGV。
1991年	中科院沈阳自动化研究所/新松机器人自动化股份研究公司为沈阳金杯汽车厂研制生产了6台AGV用于汽车装配线中。
1992年	天津理工学院研制了核电站用光学导引AGV。
1995年	我国的AGV技术出口韩国，标志着我国自主研发的机器人技术第一次走向了国际市场。

2、发展模式

AGV在这几十年的发展历程中，逐步分化为两种发展模式，一种是以欧美国家为代表的全自动AGV技术，一种是以日本为代表的简易型AGV--也称AGC（Automated Guided Cart）。

2.1、全自动AGV技术

以欧美国家为代表的全自动AGV技术，这类技术追求AGV的自动化，几乎完全不需要人工的干预，路径规划和生产流程复杂多变，能够运用在几乎所有的搬运场合。这些AGV功能完善，技术先进；同时为了能够采用模块化设计，降低设计成本，提高批量生产的标准，欧美的AGV放弃了对外观造型的追求，采用大部件组装的形式进行生产；系列产品的覆盖面广：各种驱动模式，各种导引方式，各种移载机构应有尽有，系列产品的载重量可从50kg到60000kg（60吨）。尽管如此，由于技术和功能的限制，此类AGV的销售价格仍然居高不下。此类产品在国内有为数不多的企业可以生产，技术水平与国际水平相当。

2.2、AGC技术

以日本为代表的简易型AGV技术－－或只能称其为AGC（Automated Guided Cart），该技术追求的是简单实用，极力让用户在最短的时间内收回投资成本，这类AGV在日本和台湾企业应用十分广泛，从数量上看，日本生产的大多数AGV属于此类产品（AGC）。该类产品完全结合简单的生产应用场合（单一的路径，固定的流程），AGC只是用来进行搬运，并不刻意强调AGC的自动装卸功能，在导引方面，多数只采用简易的磁带导引方式。由于日本的基础工业发达，AGC生产企业能够为其配置上几乎简单得不能再简单的功能器件，使AGC的成本几乎降到了极限。这种AGC在日本80年代就得到了广泛应用，2002到2003年达到应用的顶峰。由于该产品技术门槛较低，目前国内已有多家企业可生产此类产品。

3、应用领域

AGV的核心功能就是自动引导小车，即具备按照规定路径或者自主规划的路径运行的小车，在小车的基础上搭配其他各种结构实现各式各样的功能，目前主要运用的场所有如下几种：

• 仓储业

仓储业是AGV小车最早应用的场所，能大大提升货物的存储效率，实现出入库货物的自动搬运，实现仓库的无人化管理。

• 制造业

制造业是AGV应用得比较多的地方，AGV以高效、准确以及灵活地搬运货物，获得了不少的赞誉。AGV助力制造业实现了柔性生产，由多台AGV组成物流搬运系统，行驶路线可以根据生产线的变化而变化，增加了产品生产的多样性，从而提高了企业的柔性生产能力以及行业竞争力，得到了不少企业的青睐。

• 邮局、图书馆、港口、机场等

AGV小车，除了运用在工业生产中，日常生活的搬运也是适用的。在邮局、图书馆、码头和机场等生活场合，物品的搬运存在数量变化大、路线调整频繁、以及操作过程重复单一等的特点，AGV小车很好地解决了这些问题，实现了自动化、智能化以及柔性化的日常搬运，大大便捷了人们的生活物品的搬运，有利于提高人们的生活水平。

• 烟草、医药、食品、化工

烟草、医药、食品以及化工等生产的企业，对于搬运工作的要求更高，清洁、安全、无污染是必备的要求，人工的搬运容易造成产品的污染，因此，AGV小车也被广泛应用于烟草、医药、食品以及化工等行业。

• 服务行业

随着AGV技术的发展，目前很多AGV运用到了人们的日常生活中，这时候AGV也被称为AMR（AutonomousMobile Robot），常被用于酒店的送餐机器人、商场等的清洁机器人等等领域。

• 危险场所和特种行业

在军事上，以AGV的自动驾驶为基础集成其他探测和拆卸设备，可用于战场排雷和阵地侦察，英国军方正在研制的MINDER Recce是一辆侦察车，具有地雷探测、销毁及航路验证能力的自动型侦察车。在钢铁厂，AGV用于炉料运送，减轻了工人的劳动强度。在核电站和利用核辐射进行保鲜储存的场所，AGV用于物品的运送，避免了危险的辐射。在胶卷和胶片仓库，AGV可以在黑暗的环境中，准确可靠的运送物料和半成品。

二 需求分析

对于一个AGV类项目，有哪些需求是在做方案之前要弄清楚的。用于指导新项目团队去进行需求的梳理。

AGV类项目的需求，主要包括以下方面：

1、AGV功能需求

• AGV的用途：AGV的用途主要包括搬运、检测、维护。
• AGV是否要求原地掉头、是否需要横向平移。
• AGV的负载多少。

2、AGV工作环境

• AGV工作环境温度。
• AGV是否需要防水。
• 运行地面的平整度。
• AGV是否需要爬坡，爬坡最大坡度。
• 是否需要越障。障碍的最大高度。
• AGV运行路径上是否有沟，沟的最大宽度。

三 各功能模块方案

1、 轮系底盘

轮系底盘家族十分庞大，通常情况下很难进行的很完全的分类，我们结合自身的实际需求和调研，我们对市面常用的差速底盘进行了一个大体的分类，另外由于舵轮本身就是一个特殊的模组，故将舵轮单独分类。

1.1差速轮系列

1)    两轮差速

这种驱动方式目前使用在公司的LPTⅡ代机的AGV上，基本的构造如下：

这种方式结构简单，负载量大，转弯半径为0，驱动和转向均由驱动电机完成，爬坡能力受限于底盘高度，越障能力低，地面适应性较差，并且由于采用了万向脚轮，在转向的过程中可能存在卡顿的现象。目前市面上常用的使用场景集中在室内平坦工况，尤其适用在工厂物流领域。

2)    四轮差速（滑移底盘）

由四个电机带动四个驱动轮的基本底盘构型：

简单粗暴的一个底盘构型，使用了4个驱动组件，使得四个轮子都得到动力的支持，在使用过程中，即使没有四轮着地也不会影响底盘本身的运动趋势，在转向上则通过四个轮子正反转的方式实现原地转向，不过在转向的过程中存在大量的滑动摩擦，会消耗大量的电机功率，并且会产生震动。在爬坡能力和越障能力上都较为优秀。这种构型曾经普遍使用在电力巡检行业，可以适应较复杂的地面环境。

3)    双电机四驱底盘

基于第二种底盘构型的升级，使用了双电机通过链条或者皮带的方式使得4个轮子均获得动力：

与第二种底盘构型相比，减少了电机数量，在没有降低底盘基本性能的情况下，减少了控制的难度和复杂性，同样构造较为简单，在使用的场景上没有太多的限制，可以原地转向，也可以通过转弯半径的方式来转向，负载能力、爬坡和越障能力都较为优秀。

1.2阿克曼转向底盘

阿克曼转向底盘也叫汽车式底盘，由差速驱动和转向架构成：

由驱动单元提供动力，转向架控制方向，由于在转向时前轮的转向圆心始终在后轮的延长线上，并且内外轮子转弯半径不同，需要给两个驱动轮提供不同的速度来完成转向，一般使用机械差速和电子差速的方式来实现：

这种底盘在控制上较为简单，同时负载能力强，地面适应性较好，爬坡和越障能力较为优秀，普通使用在工况较为复杂的室外环境。但是这种底盘在构造上较为复杂，一方面需要设计合适的转向架，同时需要底盘的四轮随时着地，在运用场景上由于无法实现原地转向，需要一定的空间才能使用，在室内使用时需要注意空间。

1.3四驱四转底盘

顾名思义，底盘为四轮结构，四个轮子均有驱动和转向能力，这种底盘具备优秀的地面适应性和环境适应性，能满足大部分的应用需求，但是在控制和成本控制上并不优秀，根据具体的实现形式又可以分为两种：

• 四舵轮底盘

由四个舵轮组成的底盘，由于舵轮本身具备驱动和转向能力，借助四个舵轮来组底盘形成四驱四转是比较简单的应用形式：

通过对舵轮上的转向电机的控制，实现了多种模式的切换，基本可以覆盖所有的轮式底盘模型：

底盘的负载能力主要取决于转向电机的功率。

• 四驱动两转向

将同侧的驱动轮通过一个转向电机完成旋转的方式来实现转向：

由于将四驱底盘中的转向滑动魔法转化成了滚动摩擦，大大降低了驱动电机所需要的功率，同时由于一般情况下，转向速度并不要求很高，可以通过提高减速比的提供转向输出功率，同样大幅度的降低了转向电机的本身的功率。

1.4履带式底盘

驱动轮异化为履带形式的底盘，常用于越野领域，这种底盘具有非常强的地面适应性，基本可以适应目前已知的所有运用场景，缺点是结构复杂，速度相对较慢，定位精度有待调研。

1.5麦克纳姆轮底盘

以全向轮或者麦克纳姆轮为驱动轮的底盘：

采用以上两种轮子的底盘可以实现全向运动的性能，一般使用场景在室内，由于麦轮的特殊性，可以将原有的四驱底盘的滑动摩擦转化成滚动摩擦，大大提高了底盘的驱动使用效率，特别适用于重载，低速，或者有特殊的平移需求的场景。

以上我们对各种差速底盘进行比较：

	两轮差速底盘	四电机四驱	双电机四驱	阿克曼转向底盘	四驱四转底盘A	四驱四转底盘B	履带式底盘	麦克纳姆轮底盘
负载	大	不大于500KG	不大于500KG	大	大	不大于200KG	不大于500kg	大
地面适应性	低	高	高	高	高	高	高（可爬梯）	极低
环境适应性	高	高	高	低	高	高	高	高（可平移）
电机效率	高	低	低	高	高	高	低	高

地面适应性：指底盘在适应不同地面的能力如过沟、爬坡、越障、爬楼梯等指标；

环境适应性：指底盘在适应空间的能力如能否原地转向，能否平移等

1.6 舵轮

在AGV行业普通存在的驱动模块，本身具备驱动和转向能力，可单个配合万向轮使用，也可以多个舵轮组合使用（比如上文中的四驱四转底盘A）

作为成套的成熟模块，在使用时注意模块提供的驱动能力和转向能力是否满足自身设计的需求。通常情况下，单个使用时，由于负载并不在舵轮上，功率的计算通常可以参考两轮差速底盘（1）的形式来计算，选取的舵轮通常比较小；当同时组成底盘的舵轮数量≥2时，此时的负载通常需要舵轮承受一部分，通常情况下，这时的转向功率需要参考四驱底盘（2）的形式来计算，需要注意选取舵轮时的规格。

1.7 主流的厂家

2、减振

   列出几种常见的减振结构，供新项目做选择

2.1减震的目的

   大体上来说，AGV的减震浮动结构是要使AGV获得可以在复杂路面上行驶的性能，其具体发挥的作用：
  (1) 轮系共同着地。在AGV具有多轮的布局轮系中，为保证驱动轮着地，一般的想法是将驱动单元安装得比其他辅助轮凸出来以保证驱动轮的首先着地。但如此一来。辅助轮实际并没有与地面贴紧，导致更多的载荷施加到驱动单元上，降低了AGV的承载能力的同时，AGV的行驶稳定性也会降低。
  (2) 适应不平路面。在AGV的作业环境中，路面的不平会导致驱动轮悬空以致使AGV失去动力或被顶起。减震浮动结构中的弹簧会使驱动轮始终与地面贴紧，遇到凸起路面时，由于驱动单元的浮动性以及弹簧的可压缩性，可避免驱动单元带动AGV整体被顶起。弹簧的反作用力使驱动轮始终与地面贴紧，地面也时刻提供驱动轮支承力以保证具有足够的附着力，保证了AGV不会因路面不平而失去动力。

(3) 减缓冲击力。路面的不平以及行径方向的障碍物会对驱动单元造成冲击，而减震弹簧将其冲击吸收，有效缓解冲击力对驱动单元的破坏，延长驱动单元的使用寿命。

2.2AGV减震类型

1、铰接摆动式。

铰接摆动式浮动结构是应用较多的一种减震结构，驱动轮与安装座固定并与车体形成铰接，则驱动单元与车体间可绕铰接点1旋转摆动，实现上下方向的浮动。通过在驱动单元与车体间设置弹簧减震装置，利用弹簧力来决定驱动单元的摆动幅度。

该类结构的驱动轮支承力与弹簧反力间存在力臂的关系(下图所示)，在需要获得一定的驱动轮支承力下，实际弹簧所需的弹力比驱动轮支承力更小。然而，浮动量刚好相反，在驱动单元需要获得一定的浮动量时，弹簧的压缩量需要比驱动单元浮动量的更大。

基于上述特性，铰接摆动式浮动结构比较适用于大载荷、空间充足的AGV轮系布局上。力臂有效减小弹簧所需的刚度，但对摆动空间具有一定的要求

当AGV在坡道中行走时，其坡道方向下图所示，其驱动轮支承力与摆动铰接点间力臂长度相比另一方向的要短。在弹簧的压缩量一定时，即弹簧反力一定下，下图中的上图的驱动轮支承力更大，在AGV负载较大时，应当注意验算驱动轮载荷是否处于额定范围内。

2、垂直导柱式。

垂直导柱式浮动结构是通过驱动轮与安装座固定，安装座中设置有导套与导杆形成移动副，导杆上设置有压力弹簧的一种减震结构。驱动单元通过导柱导套副实现上下浮动，压力弹簧在垂直方向上给驱动单元提供竖直的反力。

该结构应当合理布置导柱与驱动轮间的位置关系，如下图所示，为避免因力分配不均匀的原因导致导柱与导套间产生力矩，应将两导柱相对驱动轮触地点居中布置。若导柱没有居中放置，两边的弹簧反力并不相等，造成反力较大一端压缩量较多，反力较小一端压缩量较小，此时，导柱与导套间必然会产生力矩使移动副发生卡滞。

为进一步防止导柱与导套间发生卡滞，下图所示，两导柱的中心连接线应处于驱动轮宽中心。

如下图所示，当两导柱的中心连接线偏离驱动轮宽中心时，驱动轮的支承力与弹簧反力间存在力矩的力臂，在导套与导柱的配合面上必定产生对顶力，使移动副发生卡滞。

整体而言，垂直导柱式浮动的结构占用体积较小、结构简单。从成本方面而言，是较为经济的一种减震结构，比较适用于对空间具有限制的轻中载轮系布局。导柱的受扭卡滞是该结构的局限点，为解决该问题，应当合理布局导柱与驱动轮的相对位置关系。在此同时，增加导柱与导套的配合长度，可有效减小因受扭产生的对顶力，减小导柱导套的卡滞概率外，避免导柱受扭弯曲变形的可能。

3、剪叉式

剪叉式浮动结构是基于剪叉举升结构所延伸出来的一种减震结构。其中包含了剪叉式举升结构的上下托架，中间通过剪叉进行连接并在两托架中间设置有减震弹簧。该结构的减震浮动型式与剪叉式举升相同，在遇到路面不平整时，下托架会垂直向上压缩并靠近上托架，同时，下托架与上托架间水平方向也会发生位移。由于剪叉结构在高度空间的占用较大，此减震结构更多的是适用于差速单元模块。其中，剪叉结构的中间部分的空间可以被有效利用，差速驱动模块在包含路面适应功能外，其单元模块还具备相对车体旋转的转向功能以提高AGV的转向性能。因此，关于转向的结构完全可以放置于剪叉结构的中间空间，以使得在具备减震以及转向功能的同时节省更多的空间。

4、摆动桥式

摆动桥式结构通过整桥式将两个轮子连接起来，以桥的中心作为摆动中心与车体铰接。摆动桥式的路面适应结构常见于装载机以及相关的工程机械中，通过释放整桥的旋转自由度来适应地面的不平整。弹簧在该结构中主要起到了减缓冲击的作用，在实际的应用中，若路面仅仅只是不平整而没有给驱动单元带来更多的冲击，摆动桥式的浮动结构可以无须设置弹簧。地形的不平整使得两轮的支承力离摆动中心的距离不一样，则力臂较远的轮子支承力小，力臂较短的轮子支承力大，浮动结构由此来适应路面的不平。对于一个摆动桥结构而言，两个轮子始终通过摆动适应不平路面，实际可视为将桥上两个轮子变化为整桥的1个大轮子。那么，对于摆动桥式的四轮布局来说（下图所示），即将四轮布局变化为三轮布局，在三点确定一个平面的理论上，三个轮子必然接地，从而解决了所有轮子共同着地的问题。

5、四边形式

四边形式浮动结构是基于四连杆的摆动原理，在其基础上增加减震弹簧，使其结构摆动时压缩减震弹簧而实现的减震效果。四边形式浮动结构的减震型式比较类似于铰接摆动式浮动结构，两者均是通过绕着铰接点旋转来压缩减震弹簧从而起到减震效果，然而，这两者在运动结构以及受力上不全相同。

综上所述我们对几种减震方式进行比较：

减震结构类型	适应性	空间占用	优点	局限点	适用范围
铰接摆动式	优	中等	小刚度的弹簧能提供更大的地面贴紧力，减震适应性较好。	存在双向受力差异性在受阻的方向驱动轮受扭，需要验算其结构强度	大载重，空间较充足的轮系布局
垂直导柱式	中等	小	占用空间小，结构简单	导柱容易因受扭而卡滞，应当要有润滑以及抗扭措施	轻中载，空间要求较高的轮系布局
剪叉式	差	较大	更易于与差速转向模块相结合	占用体积大，结构导致减震性较差	具备减震以及相对车体旋转功能的差速驱动布局
摆动桥式	大	大	非特殊环境无需减震弹簧，结构简单，多桥组合的适应性较好	多轮系布局须多桥组合的结构才能适应不平路面。	多轮系且高度空间充足的轮系布局
四边形式	中等	中等	小刚度的弹簧能提供更高的地面贴紧力，减震适应性更好，浮动过程驱动单元姿态不变，可消除铰接摆动式结构驱动轮受扭问题	结构复杂，空间占用相比较铰接摆动式大一些	载重，空间较充足的轮系布局

2.3其它底盘减震手段

上面列举了AGV常用的减震方法，实际上底盘应用中，特别是室外环境下，常用的减震手段还包括摇臂式减震方法:

这种减震方式还有多种相似的变种，多用于差速底盘，具有良好的地面适应性。

3.控制

目前AGV控制器调研了国内的仙工智能、科聪、河狸三家控制器。具体情况如下表：

厂家	型号	支持导航方式	运动模型	手册
河狸	HLC-200	激光反光板、激光SLAM、二维码、磁条（可混合）	差速轮，⻨克拉姆轮系，舵轮等	由于芯片，厂家停产
	HLC-300	激光反光板、激光SLAM、二维码、磁条（可混合）	见手册
科聪	MRC3000	激光反光板、激光SLAM、二维码、GNNS（可混合）	两、四驱差速
	MRC5000	激光反光板、激光SLAM、磁导航、二维码、GNNS（可混合）	见手册
仙工	SRC-800	二维码、RGV、单激光SLAM	双轮差速
	SRC-2000	二维码、二维激光SLAM、激光反光板（可混合）	见手册
	SRC-3000	二维码、二维激光SLAM、激光反光板（可混合）	见手册

3.1 参数对比

参数对比文件链接

3.2 二次开发方式

• 科聪

科聪的是采用符合IEC61131-3标准的图形化编程语言：梯形图（LD）、功能块图（FBD）、结构化文本（ST），实现功能控制逻辑。支持对异构通讯接入的CANopen、MODBUS等协议接口的第三方设备进行组态配置。

• 仙工&河狸

仙工和河狸的则是以开放接口协议的方式，将AGV的各种功能开放给用户，然后用户再通过这些协议进行二次开发。

两种二次开发方式设计人员根据自己的擅长领域选择。

4.导航定位

目前常用的AGV的定位导航方式有如下几种：磁导航、电磁导航、惯性导航、二位码导航、激光SLAM导航、视觉SLAM导航、激光反光板导航、GNNS导航、多传感器融合导航。各导航方式的实现原理以及优缺点等的对比如导航方式对比文件中子表“导航方式对比”中所示：

5供电

对主要的供电方式进行说明

每种供电方式如何实现，优缺点如何。

现有的实施方式说明。

6 灯光、声音

给出器件供应商

7 安全

如何保护周边，有哪些方式，原理是什么 ，用什么 器件，供应商

如何保护自己，有哪些方式，原理是什么，用什么 器件，供应商

7.1主动防护

主动防护是依靠AGV自身传感器采集的信息经过软件或者直接硬件处理让机器人进入不同程度的保护状态，进而保护AGV以及周围环境的安全。

1)    软件防护

通过软件编写，给设备附带：失速保护、通讯故障保护、部件故障保护、定位丢失保护等。

失速保护：即AGV在运动过程中，AGV超过安全速度值时进入保护状态。

通讯故障保护：当AGV与关键核心部件的通讯断开时，AGV进入保护状态。

部件故障保护：通过智能诊断系统判断AGV系统中有部件故障时，AGV进入保护状态。

定位丢失保护：当AGV失去正确定位的时候，AGV进入保护状态，例如基于激光SLAM导航方式的AGV，有一个置信度的参数来表达定位的准确性，当该参数过小的时候可认为定位失效，AGV进入保护模式。

2)     硬件防护

硬件防护主要依靠各种安全传感器进行组合来完成的，具体情况如链接中的文件中所示。

• 急停按钮

通常安装在设备上人工容易碰到的位置，当出现紧急情况时，人工按下该按钮，设备紧急停止，保护设备和周围环境以及人员的安全。

• 安全触边

通常安装于AGV的外围，起到当AGV与外部环境发生碰撞时，带有一定的缓冲能力，并且将设备进入急停状态，减小碰撞造成的危害。

• 安全雷达

安全雷达可采取不同的传感器或者多种多个传感器配合使用，提前预知碰撞风险，在不同的安全距离采取减速到停车等安全操作。

• 防跌落传感器

该类型的传感器主要依靠基于光电测距的或者超声波测距的传感器来判断AGV的运动方向上是否存在梯度差，防止AGV在运动的时候掉入坑里。

7.2 被动防护

被动防护主要依靠AGV发出相应的提示信息，警示周围的人员等，让其主动避开，进而被动的防护自身的安全，具体情况如链接中的文件中所示。

• 扬声器

通过扬声器发出提示音效，通知周围人员AGV的工作状态，提前告知其避让。

• 指示灯

提示AGV运行状态信息，告知周围人员。

• 示廓灯

在环境光线不足的情况下，提示AGV的位置信息，提前告知周围人员进行避让。

3.8、三方整机厂家

目前调研了国内的几家三方厂家，也可另外选择，具体有如下几家：

• 动进科技
• 嘉明特
• 米克力美
• 欧米麦克
• 阿备默
• 新松
• 海康
• 国自

各家的对比如下表所示：

厂家	成立时间	地址	人数	是否可定制
新松	2000	沈阳	≮2700	否
海康	2001	杭州	≮52000	否
阿备默	2015	天津	＜50	是
欧米麦克	2017	南京	＜50	是
嘉明特	2011	深圳	＜50	是
动进科技	2015	深圳	＜50	是
国自	2011	浙江	≮400	是
米克力美	2004	深圳	＜50	是

3.9 其他未尽项点？

四 关键技术验证情况

结合项目中的验证，或者项目实施情况，对相关的验证实验进行详细说明。

4.1 轮系

如何进行设计，如何进行实验，效果如何？尤其是过轨能力

4.2 控制

如何设计的，如何进行的验证，效果如何

4.3 导航定位

怎么设计的，如何验证的，验证效果

4.4 供电

    定位准确性？怎么验证的。

4.5 其他未尽项点？

五 项目实施例

LPTII代机AGV

5.1 项目背景

该项目主要是需要实现动车车底车侧的部件检测，通过图像处理技术实现自动定位部件故障类型并推送故障信息。

5.2 项目需求

在该项目中AGV主要是需要完成从地沟里的RGV上解除组合运动到车侧地面上，然后根据RGV上传的需要检测的轴的位置，自动运动到轴的位置附近去。

5.3 各项功能（轮系、导航、控制等）的实现

5.3.1底盘模型：

该AGV的底盘模型采用的是双轮双驱差速模型，如下图所示，依靠两个差速轮的速度调节来达到AGV前进、后退、旋转、转弯等动作，其他四个万向轮主要起到支撑平衡底盘的功能。

该底盘模型离地间隙25mm,爬坡能力为10°，由于采用橡胶轮，有较好的防滑性能，但是由于万向轮尺寸较小，过沟能力欠缺约为10mm,过障能力10mm。

该底盘模型大规模的应用在仓储、物流、酒店、医院等环境，因其高效的电机使用效率，简洁的设计架构，极其巨大的改制空间而广受好评。

优点：

• 结构简单
• 负载能力强

两轮差速在运行的过程中，驱动轮始终保持较高的使用效率状态，底盘内耗低，使得在有限的电机功率下的负载能力大大提高，还能保证运行速度；

• 环境适应性强

两轮差速底盘的转弯半径非常小，旋转中心在双电机的中心，实际的使用转弯半径极小，当驱动轮使用特殊的麦克纳姆轮（全向轮）时，还能实现底盘的平移。底盘高度可高可低，可以灵活调整。

缺点：

• 地面适应性低

孱弱的地面的适应性一直时两轮差速底盘的最大的缺点，由于自身结构缺陷，始终需要配合至少一个万向轮来实现着地，在地面的通过性、底盘换向稳定性等方面受制于万向脚轮的缺陷无法胜任复杂地面的需求，包括越障、过沟等需求都较难实现。

• 机体运行稳定性较低

两轮差速根据其驱动轮的特点，当底盘轮子超过3各时，必须使用着地结构让两个驱动轮始终抓地，这使得当设备必须具备一定高度或者在底盘上运行速度较快的机械臂（目前LPT的AGV）时，底盘晃动明显（目前LPTAGV在协作机械臂UR10速度达到80的时候就出现了明显的晃动，对图像采集造成了影响，相同重量的四驱底盘在UR10速度达到120的时候依然稳定）,包括电力行业用的操作机器人（亿嘉和）采用了这种底盘，在移动的过程中出现了明显的晃动，并且操作机械臂的速度也很低。

5.3.2导航方式

该项目中AGV采用的是激光+里程计的SLAM导航模式，路径规划采用的是固定路径行驶。

激光传感器采用的是倍加福的OMD30M-R2000-B23-V1V1D-HD-1L单线激光雷达，数据只用了传感器前方-90°~90°范围内的数据，里程计信息来源于电机编码器和控制器内部IMU传感器的数据融合。

5.3.3控制器

在该项目中控制器选用的是仙工智能的AGV控制器SRC2000，该控制器负责根据传感器的采集信息结合控制端下发的任务信息，决策出AGV的运动路线，并控制AGV以其决策出的方式运动到指定目标点去。

5.3.4供电方式

在该AGV中采用的是蓄电池供电，选购的是锂平电池的48V35AH的蓄电池，可以提供AGV两小时的续航能力。电池采用自动充电和手动充电两种方法。

5.4 关键的设计说明

结合图纸对一些关键、核心的设计进行说明

5.4.1底盘设计

电机功率选择：

对于两轮差速底盘，一般只需要简单的计算底盘在启动时，驱动单元需要克服的最大静摩擦力即可（通常也会计算在5%坡度时的驱动力）：

设备总质量：M

轮子大小：D

电机输出扭矩：T

最大静摩擦力：μ

减速比：N

安全系数：1.2

5.4.2电气设计

• 控制系统关机：通过延时继电器完成，如下图
• 接伺服驱动器以及电机：
• 接扬声器做提示音外放
• 接灯色提示效果的具有485通讯协议的灯带
• 接电池管理通讯、急停信号、充电状态输入、控制器供电部分，急停信号会一分二到伺服驱动器，如前面接驱动器里面的。

5.5 运用效果

项目的实际运用情况说明

目前该项目的AGV在动车所一级修检修线上可以实现正常的定位、导航。重复导航精度约为±5mm，正常地面平整情况下定位精度更高，在双驱动电机分别为200W功率自重150KG左右可正常爬坡7°（动车所车侧地面斜坡），但是过沟能力目前对于地面轨道的沟（≯100mm）无法正常通过，但是对于10mm左右沟道可正常通过

LPTJ代机AGV

5.1 项目背景

该项目主要是需要实现机车车底车侧的部件检测，通过图像处理技术实现自动定位部件故障类型并推送故障信息。

5.2 项目需求

在该项目中AGV主要是通过升降梯从地面转运到地沟里在轨道上行走进行机车车底检测。完成车底检测后，通过升降梯转运到地面上，对车侧进行检测。

5.3 各项功能（轮系、导航、控制等）的实现

5.3.1底盘模型：

该AGV的底盘模型采用的是四轮四驱底盘模型，如下图所示，依靠4个驱动轮的速度调节来达到AGV前进、后退、旋转、转弯等动作。

该底盘模型离地间隙62mm,爬坡能力为14°，由于采用聚氨酯轮，有较好的防滑性能。因驱动轮直径250mm,具有很好的爬坡能力。

优点：

• 结构简单
• 环境适应性强，具有很强的越障、越沟能力、爬坡能力。
• 四轮四驱底盘的转弯半径非常小，旋转中心在四轮中心，实际的使用转弯半径极小。
• 机体运行稳定性高

四轮四驱底盘配合减震器可以有效适应颠簸地面。当AGV停止下来，AGV四轮着地，并通过电机制动，可以有效降低底盘晃动，从而有效减小机器臂晃动，从而提高图像质量。

缺点：

• 车轮磨损块

    四轮四驱底盘转向及掉头时，车轮有滑动摩擦存在。因此车轮磨损速度快。

• 功率、电池需求大

   同种载荷情况下，相对于差速底盘、舵轮底盘，四轮四驱底盘转向及掉头时存在滑动摩擦，电机功率需求更大，电池的容量也需求更大。

5.3.2导航方式

该项目中AGV采用的是激光+里程计的SLAM导航模式，路径规划采用的是固定路径行驶。

激光传感器采用的是倍加福的OMD30M-R2000-B23-V1V1D-HD-1L单线激光雷达，数据只用了传感器前方-90°~90°范围内的数据，里程计信息来源于电机编码器和控制器内部IMU传感器的数据融合。

5.3.3控制器

在该项目中控制器选用的是仙工智能的AGV控制器SRC2000，该控制器负责根据传感器的采集信息结合控制端下发的任务信息，决策出AGV的运动路线，并控制AGV以其决策出的方式运动到指定目标点去。

5.3.4供电方式

在该AGV中采用的是蓄电池供电，选购的是锂平电池的48V35AH的蓄电池，可以提供AGV两小时的续航能力。电池采用自动充电和手动充电两种方法。

5.4 关键的设计说明

结合图纸对一些关键、核心的设计进行说明

5.4.1底盘设计

电机品牌：SMC80S-010D-30ABK-5DSH

电机额定扭矩: 5N/m

电机额定转速：2000r/min

5.4.2电气设计

• 控制系统关机：通过延时继电器完成，如下图
• 接伺服驱动器以及电机：
• 接扬声器做提示音外放
• 接灯色提示效果的具有485通讯协议的灯带
• 接电池管理通讯、急停信号、充电状态输入、控制器供电部分，急停信号会一分二到伺服驱动器，如前面接驱动器里面的。

5.5 运用效果

目前该项目的AGV在新朔机务段检修库内使用，可以实现正常的定位、导航。车顶重复导航精度约为±2mm，地面重复导航精度约为±5mm。四驱动电机分别为1000W功率自重400KG左右可正常爬坡（坡度14°）,具有一定的越沟能力（越沟宽度100mm）。