[實用新型]一種基于磁帶導航的AGV嵌入式控制裝置

有效

• 申請號: 201720728405.6
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN207115191U
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 葉錦華;楊素珍;李恝;金肖
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05B19/042
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本實用新型涉及移動機器人領域，特別是一種基于磁帶導航的AGV嵌入式控制裝置。

背景技術

自動導引車AGV(Automatic Guided Vehicle)是當代物流系統自動化、柔性化及智能化的關鍵角色，已成為現代物流系統不可或缺的設備。它是以電池為動力源，配備電磁、激光或攝像頭等非接觸式導航裝置，齊備接觸和非接觸式多級安全模塊，在控制器的控制下，以足夠的精度沿著預定的軌跡安全高效地完成貨物移載作業的智能移動機器人。

自主導航技術是AGV控制系統的關鍵組成部分，常見的導航方式包括磁導航、激光導航與視覺導航，其中磁導航又可細分為電磁感應導航與磁帶導航。磁帶導引的控制精度不如激光導引，但是控制簡單，成本低；相較電磁感應導引，磁帶導引的靈活性可以得到較好的保證；至于視覺導引，由于導航作業中容易受光線及贓物等周圍環境的影響，適應性差。

AGV車載控制系統在架構上可以分為兩大類，一種基本的架構模式為“單微控制器+外圍設備”。把集成在單微控制器上的普通數字IO接口、A/D接口、D/A接口、PWM接口、LCD顯示接口及通信接口直接與車載電機驅動器、蔽障傳感器及顯示屏等相連。此系統架構由于只使用單微控制器，因此控制系統具有低功耗、結構緊湊與成本低廉等特點，在一定程度上是可行的。但是從AGV產品的長遠發展角度來看，它展現出了許多致命缺陷。首先在系統穩定性上，微控制器把所有功用集于一身，長期處于高負荷工作，容易牽一發而動全身，導致系統無法正常工作；其次在系統實時性上，難以同時提供高時鐘頻率去發送AGV車載的控制速度、接收車載位姿數據與讀取寫入IO狀態等，系統整體響應速度慢；再次在系統可管理性上，難于操控作業中的AGV與分析其工作性能；最后在系統的可擴展性上，難以從原控制系統裁剪或分配出額外資源來擴展新功能，無法同時滿足現實工作的不同需要。另外一種改進的架構模式為“帶監控管理系統的工控機+多微控制器+外圍設備”。由于國內對AGV的研究與應用起步晚，我國AGV技術發展不夠成熟，改進型的AGV系統架構模式雖然正逐漸被相關廠家與機構所研發引入，但還遠遠不能滿足實際生產需要。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種基于磁帶導航的AGV嵌入式控制裝置，以克服現有技術中存在的缺陷。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：一種基于磁帶導航的AGV嵌入式控制裝置，包括：

設置于自動引導車上的AGV車載工控機、CAN現場總線單元與ARM7控制單元；所述ARM7控制單元經所述CAN現場總線單元與所述AGV車載工控機相連；

設置于自動引導車左側且用于驅動左側驅動輪的左側直流電機，分別與所述左側直流電機相連的左側伺服驅動器以及左側直流電機編碼器；所述左側伺服驅動器以及左側直流電機編碼器還與所述ARM7控制單元相連，所述左側直流電機編碼器還與所述左側伺服驅動器相連；

設置于自動引導車右側且用于驅動右側驅動輪的右側直流電機，分別與所述右側直流電機相連的右側伺服驅動器以及右側直流電機編碼器；所述右側伺服驅動器以及右側直流電機編碼器還與所述ARM7控制單元相連，所述右側直流電機編碼器還與所述右側伺服驅動器相連；

設置于自動引導車前側的前側紅外光電蔽障傳感器，設置于自動引導車后側的后側紅外光電蔽障傳感器，所述前側紅外光電蔽障傳感器與所述后側紅外光電蔽障傳感器均與所述ARM7控制單元相連；

設置于自動引導車前側中部底端的磁帶導航傳感器以及設置于自動引導車后側底端的磁帶命令傳感器，所述磁帶導航傳感器與所述磁帶命令傳感器均與所述ARM7控制單元相連。

在本實用新型一實施例中，所述AGV車載工控機包括一PC/104總線接口，所述ARM7控制單元包括一CAN總線接口，所述ARM7控制單元通過該CAN總線接口經所述CAN現場總線單元，連接至所述AGV車載工控機的PC/104總線接口。

在本實用新型一實施例中，所述AGV車載工控機還包括一USB接口，所述AGV車載工控機經該USB接口與一外置USB無線網卡相連；所述外置USB無線網卡與一外部客戶端計算機通過無線局域網匹配。

在本實用新型一實施例中，所述ARM7控制單元包括一定時器電路，所述左側伺服驅動器與該定時器電路的第一PWM接口相連，所述右側伺服驅動器與該定時器電路的第二PWM接口相連，所述左側直流電機編碼器與該定時器電路的第一增量式編碼器接口相連，所述左側直流電機編碼器與該定時器電路的第一增量式編碼器接口相連，所述右側直流電機編碼器與該定時器電路的第二增量式編碼器接口相連。