一种小型AGV运输小车的设计

1 引言

自动引导小车（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、自动化立体仓库而产生并发展起来的自动化物流装备[1]。

随着企业对于大型设备以及产品的物流运输要求越来越严格，AGV 的构造和功能也发生翻天覆地的变化。为了能够满足企业对于运输大型设备以及产品的需求，需要一种重载式AGV。重载式 AGV 运输小车有电磁或光学等自动导引装置，它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，相比普通的 AGV 小车更为实用[2]。

2 设计任务

本课题设计了一种小型重载 AGV 运输小车，以 32 位微控制器 MK60DN512VLQ10 为核心控制单元，采用电感线圈获取道路信息，通过设计 PID 速度控制器和 PID 方向控制器实时调整 AGV 运输小车的自动导向与转角。系统结构如图 1 所示。

图 1 AGV 系统结构图

系统包括电磁传感器导引模块、核心控制 K60 模块、驱动模块、电源模块。控制功能模块如图 2 所示。

3 AGV 运输小车的设计

3.1 控制系统

①电磁传感器导引模块：选用三极管和 LM324 芯片进行两级放大，在该模块中对采集到的信息进行处理，以此信息来判断当前 AVG 运输小车行车路径的变化趋势和 AVG 运输小车当前速度转角的信息[3]。将处理得到的信息传给单片机以决定相应控制决策。

②核心控制 K60 模块：K60 单片机是系统的核心部分。它负责接收行车路径信息数据，AGV 运输小车的速度等反馈信息，并对这些信息进行恰当的处理，形成合适的控制量来驱动电机进行控制。

③驱动模块：在该模块中包括了驱动电机和舵机，当接收到单片机的命令后执行相应的操作，同时信息采集模块又采集到电机和舵机的状态信息，反馈给单片机[4]。从而整个系统能够形成一个闭环，保证了 AGV 运输小车的准确导引。④ 电源模块：提供 AVG 小车运行中各个部件的动力。

3.2 机械平台

AGV运输小车的机械结构包括 AVG 运输小车车体、电磁导引传感器、编码器、舵机和电机。