發(fā)布時間：2020-03-28 12:01

【摘要】：全向AGV是一種新興的物流設(shè)備,能夠全方位自由移動,運動無死角,具有廣闊的市場前景;對全向AGV的研究,可以充分發(fā)揮其運動優(yōu)勢,提高物流的智能化水平,具有較高的應(yīng)用價值。論文以移動機器人技術(shù)為基礎(chǔ),利用電機與控制、無線定位、無線通信、3D機器人仿真、MATLAB等軟硬件,開展對全向AGV運動控制及路徑規(guī)劃的研究。首先建立了控制系統(tǒng)方案,采用計算機+DSP的系統(tǒng)架構(gòu),規(guī)定了通信方式并對電機與驅(qū)動、定位導(dǎo)航、電源系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等硬件構(gòu)成進(jìn)行了設(shè)計;其次,針對全向AGV的高精度運動要求,對全向AGV進(jìn)行了運動學(xué)建模,并對位姿變化過程進(jìn)行了離散化分析,設(shè)計了基于單神經(jīng)元PID算法的位姿控制器,利用V-REP對定位跟蹤、直線路徑跟蹤、姿態(tài)角控制等進(jìn)行了仿真分析。然后,針對靜態(tài)路徑規(guī)劃存在的全局環(huán)境信息獲取難度大的問題,提出了滾動窗口法與人工魚群算法相結(jié)合的全局動態(tài)路徑規(guī)劃策略,設(shè)計了路徑規(guī)劃步驟,并在歐氏距離的基礎(chǔ)上,引入危險路徑懲罰函數(shù)對人工魚群算法的適應(yīng)度函數(shù)進(jìn)行了改進(jìn);仿真結(jié)果表明,改進(jìn)后路徑的安全性得到了提高,全向AGV在有效規(guī)避障礙物的同時,各路徑坐標(biāo)點與障礙物的平均距離增加了21.98%,碰撞危險有效降低。最后,根據(jù)設(shè)計方案搭建了試驗樣機,設(shè)計了上位機與下位機軟件;完成了全向AGV的運動控制及路徑規(guī)劃測試。測試結(jié)果和仿真結(jié)果一致,證明了方案的可行性和算法的有效性。本文的研究成果可以為全向AGV的開發(fā)設(shè)計及類似項目提供理論參考和設(shè)計指導(dǎo),具有一定的推廣價值。
【圖文】：

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文動方式劃分，AGV 可分為單輪驅(qū)動式、差速驅(qū)動式和全方位移動采用三輪或五輪結(jié)構(gòu)，一個輪為動力輪，其他輪為被動輪，單輪，行進(jìn)速度慢，控制較為簡單；差速驅(qū)動式 AGV 多采用四輪結(jié)度差實現(xiàn)轉(zhuǎn)向等操作，靈活性較高，但精度較差，控制難度大；稱全方位移動AGV或全向AGV（Omni-directional Automated Gui機器人技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，，與傳統(tǒng) AGV 相比，行走結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎GV 由全方位移動機器人技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，一般采用三輪左右和旋轉(zhuǎn) 3 個自由度，可以在保持本體方向不變的情況下沿直其他類型的 AGV 相比，擺脫了轉(zhuǎn)彎半徑的限制，能夠?qū)崿F(xiàn)零曲作在空間狹小、機動性要求高的場合[8, 9]。全向 AGV 的驅(qū)動輪是動的核心部件，目前主要有正交輪、麥克納姆輪(Mecanum Whe麥克納姆輪相比于其他輪系，技術(shù)相對比較成熟，麥克納姆全向的一種全向 AGV，是當(dāng)前 AGV 機器人化發(fā)展趨勢的重要體現(xiàn)[6

西安科技大學(xué)全日制工程碩士學(xué)位論文大連組合機械研究所等機構(gòu)都研制出各自的AGV并小規(guī)模投入生產(chǎn)。近年來，國內(nèi)AG發(fā)展非常迅速，涌現(xiàn)出大量的 AGV 廠家，部分機構(gòu)取得了不錯的成績，但與國際先進(jìn)水平依然存在明顯的差距。目前國內(nèi)主要以電磁感應(yīng)導(dǎo)引 AGV 為主，成本較低，施工難度大，難以進(jìn)行改造升級；隨著生產(chǎn)節(jié)奏的加快，激光導(dǎo)引 AGV 和視覺導(dǎo)引 AG等得到了快速推廣，但成本相對較高，市場占有率有限。受到日本、臺灣 AGC 產(chǎn)品的影響，國內(nèi) AGV 技術(shù)大多簡化了歐美 AGV 的自動裝卸功能，著重于 AGV 導(dǎo)引技術(shù)的研究與開發(fā)，對自由路線式 AGV 相關(guān)技術(shù)的研究工作大多仍處在理論和試驗階段。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2604423