1电磁导航
早期的AGV多是用电磁导航,这种方案原理简单、技术成熟,成本低,但是改变或扩展路径及后期的维护比较麻烦,并且AGV小车只能按固定路线行走,无法实现智能避让,或通过控制系统实时更改任务。它是通过在AGV的行驶路径上埋设金属导线,并加载低频、低压电流,使导线周围产生磁场,AGV上的感应线圈通过对导航磁场强弱的识别和跟踪,实现AGV的导引。
2磁带导航
磁条导航技术与电磁导航相近,不同之处在于采用了在路面上贴磁条替代在地面下埋设金属线,通过磁条感应信号实现导引。但相对于电磁导航AGV定位要精确很多,而且路径的铺设变更相对较容易,且成本更低,但是容易损坏,需要定期维护。
3惯性导航
随着陀螺仪技术的发展,AGV成功实现了髙精度导航。当采用惯性导引方式时,现场场地中需要安放用于定位的模块。安装有陀螺仪的AGV在行驶中通过对陀螺仪供给的角速度信号、测距编码器供给的距离信号综合起来进行计算。同时在地面上的定位模块还为AGV提供了实时的校正信号,从而就可以实现AGV的自定位。这种导航具有导航精度十分高,技术特别先进,在各种现场都能够使用等优点。但是它与激光导航有着一样缺点:需要比较高的成本。
4激光导航
目前,市面上的激光导航有两种模式:
第一种是反光板导航,在AGV行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板,AGV通过发射激光束,同时采集由反射板反射的激光束,来确定其当前的位置和方向,并通过连续的三角几何运算来实现AGV的导航。
另一种则是SLAM导航,通过激光雷达对场景的观测,实时创建地图并修正机器人位置,无需二维码、色带、磁条等人工布设标志物,真正实现对作业环境的零改造。另一方面,通过激光雷达对障碍物的实时检测,有效规划轨迹避开障碍物,提高人机混合场景的适用和安全性。
灵活度也要比其他导航方式强,同时在定位程度上比较精准,但是,激光导航的制造成本高,对环境如外界光线,地面要求,能见度要求等要求较相对较高。
5二维码导航
二维码导航属于视觉识别。二维码导航要比磁导航定位精确,在铺设、改变路径上也较容易,便于控制,对声光无干扰。不过这种导航的AGV也需要定期维护,如果有人来干涉或拉地牛叉车经过,就容易把地上的二维码碾坏,需要频繁更换二维码。因此,比较适合全自动无人化的环境。对陀螺仪的精度及使用寿命要求严格,另对场地平整度有一定要求,价格较高。
其实,每种导航方式均有自己的独特之处和用武之地。磁带导航的优点为:经济实惠并且消费者容易进行安装,缺点为:如果行车路段有铁(磁性体)时,导引带的磁力会受到影响而不能正常行车;二维码导航导航优点为:在铺设、改变路径容易,便于控制,精度高但地上的二维码碾坏,需要频繁更换二维码;激光导引优点为:定位精度高(可达±1mm)
根据AGV转向问题描述分析可知,在转弯过程中,由于向心力存在,AGV驱动电机速度需改变,从动轮跟随驱动轮运动,为进一步确定技术问题的原因或条件,接下来按照TRIZ解题步骤来寻求该技术问题的解决方案。
(1)调整环境或物体性能,使其各阶段达到最优状态。得出方案1:企业在进行厂区车间规划时,有条件的可考虑将设备直线排布,尽可能让AGV保持直线运行,减少转弯情况;或是将车间进行分割为若干小区域,缩短原料转载运输的路径。
(2)分割物体,使其各部分可以改变相对位置。得出方案2:将AGV整车车架与行走机构分割开,两者可以相互独立运动,当AGV小车直线行进时,行走机构和车架一起运动,当AGV小车需要转弯时,车架借助辅助支撑机构保持不动,依靠行走机构原地旋转改变行进方向,形如行星轮系中太阳轮与行星轮转动方式。又得方案3:从AGV行走机构的主动轮考虑,将驱动轮子系统中的轮胎分割成若干部分,轮子既能横向运动、又能纵向运动,通过查询知识库得知,麦克纳姆轮、切向轮等全向轮,其轮胎分割为若干个小辊子,将全向轮按一定方式排布组成行走机构,可实现AGV平面内任意方向运动。
(3)如果一个物体整体是静止的,使之移动或可动。得出方案4:电机、传动件和驱动轮运动相关联,电机、传动件和驱动轮的转轴位置静止,可将这几部分组合成“双舵式”驱动模块,实现轮子既可以行进、又可以转动,从而实现AGV车架方向不变前提下实现平面内任意方向行进。
(4)采用具有可调自然频率的扭振缓冲器阻抑轴的多频振动。从提高平稳性为着眼点,可以得出方案5:将AGV行走机构中的连接件与底盘的连接由原来的刚性连接变为弹簧的柔性连接,减少轮子在进行过程中由于与地面接触点高度不同引起的机械振动,类似于高档汽车的可调节底盘悬挂系统。
(5)利用视觉/光学系统、听觉/声学系统、味觉系统、电磁系统或嗅觉系统代替机械系统。可得方案6:采用激光导航或机器视觉导航,突破了导航磁条对AGV运动区域的限制,方便更改AGV的路径。
通过对目前AGV产品灵活性差问题的描述分析,通过TIRZ理论中的功能分析和因果分析,找出问题的主要原因,并用矛盾矩阵和发明原理从不同角度提出了多种用于提升AGV灵活性的解决方案。
不能上路。
因为麦克纳姆轮根本就没办法正常上路,从麦克纳姆轮控制和后面四电机原地旋转控制可以看出来,比亚迪跨界引入了很多黑科技,如果不考虑轮胎磨损的话,我觉得是挺牛皮的。
麦克纳姆轮是瑞典麦克纳姆公司的专利。这种全方位移动方式是基于一个有许多位于机轮周边的轮轴的中心轮的原理上,这些成角度的周边轮轴把一部分的机轮转向力转化到一个机轮法向力上面。
麦克纳姆轮运动原理是将车辆同一侧的两个麦轮以相反的方向旋转,这样沿前后方的力就会抵消,而横向的力有恰好是同一方向。麦克纳姆轮是一种可全方位移动的全向轮,简称麦轮,由轮毂和围绕轮毂的辊子组成,麦轮辊子轴线和轮毂轴线夹角成45度。在轮毂的轮缘上斜向分布着许多小轮,即辊子,故小轮可以横向滑移。滚筒是一种没有动力的小型滚筒。小滚子的母线很特殊。当轮子绕固定的轮轴转动时,每个小滚轮的包络面都是圆柱形的,所以轮子可以不断向前滚动。麦克纳蒙轮安装在车内,可以向各个方向移动。它可以从前到后,从左到右和横向移动。它可以360度任意方向完全平移和旋转,即使在很小的空房间里也可以灵活移动到达目的地。McNamun车轮安装模式:X-Square:小轮转动产生的力矩会经过同一点,所以偏航轴不能主动转动或保持偏航轴的角度。X-rectangle:小轮的转动可以产生偏航轴的转动力矩,但转动力矩的力臂会更短。o型正方形:四个小轮子分别位于正方形的四个顶点,既可以进行平移,也可以进行旋转。受限于机器人底盘的形状和尺寸,安装的可行性受到限制。o型直角:小轮的转动能产生偏航轴的转动力矩,转动力矩的力臂较长,是最常见的安装方式。
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机甲工程大师机器人部分简介:
1、机甲大师的底盘是通过驱动四个麦克纳姆轮来实现平面运动的。四个麦克纳姆轮的不同正反转组合,可以实现底盘的不同运动方式,例如前进后退、左右平移、旋转等。
2、网络上有很多关于麦轮的力学分析,不过控制麦轮其实不需要那么复杂的动力学分析,只需要以下一张图即可理解麦轮的转向对应底盘的运动形式(需要照着图上的方式安装麦轮)。
3、基本运动和PS2摇杆通道相对应。从PS2的工作原理来看,两个摇杆一共可以产生四个通道,也就是对应4个变量的变化。分别是左摇杆的X通道(LX)、左摇杆的Y通道(LY)、右摇杆的X通道(RX)、右摇杆的Y通道(RY)。
4、基本运动可以实现底盘的8种运动方式。通过摇杆位移的组合可以实现更多的工作方式。观察下图中对角线方向移动的向右上方移动,可以看出它是前进和右移两种运动形式的合成。
车的控制系统
控制轿车的系统叫什么?
1.1DSC的基础——ABS与TCS
ABS是最先出现的汽车主动安全控制系统,它通过电控单元控制电磁阀的瞬时开断,从而控制制动压力,调节制动时轮胎的滑移,已达到车轮与地面的附着系数最佳。与ABS的控制原理类似,TCS的目的在于对驱动过程中轮胎滑转进行控制,从而使得汽车在驱动过程中获得较好的路面附着率]。
1.2DSC的概念及形成
ABS(包括TCS)控制的对象是轮胎的滑移,而DSC通过横向稳定控制和纵向稳定控制,实现汽车轮胎和路面的全滑移率区间的控制。当系统观测到不足转向发生时,进行主动的横
摆力偶矩控制,减少不足转向;当观测到发生过多转向时,进行横摆力偶矩控制,减少过多转向。因此DSC系统具有如下优点:控制所有关键的侧向动力学运动状态,获得最大安全性能;在驾驶员因为惊恐造成急转时,主动控制转向程度,提高汽车的稳定性;提高汽车在各种工况下的稳定性和驱动性能;通过在物理参数限制范围之内操纵稳定性的提高,使
得驾驶员能集中精力于交通状况;同ABS与TCS相比,提高了转向能力和稳定性。
2DSC的建模及仿真
建立精确的整车模型,是进行系统仿真的关键。两轮模型参数简单,能够考虑纵向、横向运动控制,是动力学控制系统开发常用模型。基于该模型,开发了侧偏角估算算法,侧向速度估算算法。但在进行环仿真分析过程中,一般采用四轮多自由度汽车仿真分析模型,可以考虑悬架、轮胎、车身的非线性,以及汽车的动态非线性,能够较为精确地反映汽车的动态特征。
DSC是基于汽车自身的系统响应偏差和驾驶员操作误差的识别进行控制的,因此驾驶意图的识别是需要研究的问题。通过应用UMTRI驾驶员模型,通过转向角选择,使得预期的路径偏差最小。
3DSC控制策略与算法
控制策略和算法的开发是DSC开发的核心工作。在光滑的路面上进行控制时横摆角速度和横向加速度不对应,因此横摆角速度和侧偏角都必须加以控制
DSC主要控制策略有:基于横摆角速度偏差值的门限控制方法;采用横摆角速度、侧偏角、侧向加速度作为反馈信号的PID控制方法。也可采用相平面法描述汽车操纵稳定性,进而采用相应的控制方法。
DSC控制算法难点:汽车状态识别,路面状态识别,控制目标的生成等[19]。车身的侧偏角通过汽车状态变量测量值进行估算。轮胎路面附着系数的估算是一个最重要的估
算逻辑。在DSC系统中,如果将路面附着系数作为控制系统的前馈环节可以提高系统的稳定性。
4DSC控制器开发
4.1DSC控制器结构
(1)主控制循环。通过车速传感器的信号、侧向加速度信号、横摆角速度信号,获取汽车的真实运动状态,与基于驾驶员输入信号的参考模型计算得到的数值进行对照,控制汽车的运动状态。
(2)辅助控制循环。由制动滑移率控制器、驱动滑移率控制器组成,动滑移控制器控制每个车轮的滑移率,并且输出车轮侧向力,用于主控循环之中。
4.2DSC的V型开发流程
采用HILS进行ABS与TCS及DSC的无缝开发和快速开发过程,整个设计由两个循环V-cycle组成。这也是最基本的开发流程
5DSC系统性能评估
验证DSC性能的试验有:J转向,单移线,双移线,大圆弧,小圆弧,钓钩路径等。测试的项目主要是检验产品的路径跟踪、障碍避让能力,低附着路面上的转向操纵性能。NHTSA推荐使用Fishhook测试路径进行DSC性能测试。
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