智能倉儲(chǔ)AGV機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的幾點(diǎn)思考

卞宏建

摘要：在電子商業(yè)和物流行業(yè)飛速發(fā)展的背景下，倉儲(chǔ)物流行業(yè)所需人力也在增加，但是傳統(tǒng)的人力操作和管理模式下存在安全性低、工作效率不足的情況。近年來，AGV智能倉儲(chǔ)機(jī)器人的出現(xiàn)有效解決以上問題。本文從AGV智能倉儲(chǔ)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀入手，討論AGV的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景，最后分析如何對(duì)AGV智能倉儲(chǔ)機(jī)器人進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，希望進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)相關(guān)行業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能倉儲(chǔ);AGV機(jī)器人;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);設(shè)計(jì)優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TP242文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）14-0033-01

當(dāng)前的諸多大型電商企業(yè)與物流公司都利用了AGV智能機(jī)器人，其出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)人工分揀存儲(chǔ)的情況。AGV為智能機(jī)器人，集合電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)，讓貨物周轉(zhuǎn)速度得到顯著提升。目前我國(guó)還在對(duì)AGV智能倉儲(chǔ)機(jī)器人進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，使其性能進(jìn)一步提升，滿足食品業(yè)、制造業(yè)、煙草業(yè)、醫(yī)療領(lǐng)域等行業(yè)需求。

1智能倉儲(chǔ)AGV機(jī)器人相關(guān)概述

1.1智能倉儲(chǔ)AGV機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀。上世紀(jì)50年代，美國(guó)貝瑞特電器公司研發(fā)出首臺(tái)AGV小車，經(jīng)過多年的發(fā)展，該技術(shù)在我國(guó)物流行業(yè)已經(jīng)得到廣泛利用，比如我國(guó)一些起重研究所陸續(xù)研發(fā)了新式AGV小車。在我國(guó)電子商務(wù)領(lǐng)域飛速發(fā)展的今天，AGV智能倉儲(chǔ)機(jī)器人開始得到利用，顯著提升了貨物周轉(zhuǎn)效率，降低管理成本。新時(shí)期需要繼續(xù)研制出更為成熟的智能化產(chǎn)品，滿足更多的行業(yè)發(fā)展需要。

1.2 AGV的應(yīng)用領(lǐng)域以及發(fā)展前景。在當(dāng)前的制藥行業(yè)中，AGV已經(jīng)得到成功利用。同時(shí)已經(jīng)陸續(xù)用于煙草業(yè)、食品業(yè)。在我國(guó)處于人口老齡化社會(huì)的大背景下，勞動(dòng)成本逐漸提升。對(duì)企業(yè)的發(fā)展造成不利影響，AGV小車的出現(xiàn)可以有效解決以上問題，對(duì)于倉儲(chǔ)物流行業(yè)來說，AGV智能倉儲(chǔ)機(jī)器人可以節(jié)約倉儲(chǔ)場(chǎng)地，提升周轉(zhuǎn)效率，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，未來需要對(duì)AGV系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步研究，使其用于多種高危行業(yè)當(dāng)中，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2如何對(duì)AGV智能倉儲(chǔ)機(jī)器人進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

首先，舉升旋轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對(duì)于舉升機(jī)構(gòu)來說，其主要包括制動(dòng)器、編碼器、電動(dòng)缸和舉升電機(jī)等組件。其具體工作原理如下：舉升電動(dòng)機(jī)通過對(duì)滾珠絲杠的強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)，使水平運(yùn)動(dòng)形式變?yōu)榇怪毕蛏线\(yùn)動(dòng)形式，并且電動(dòng)缸的上部和托板密切接觸，而下端被車架固定。電動(dòng)機(jī)工作需要制動(dòng)機(jī)構(gòu)，然后在電動(dòng)缸頂部舉起貨架。同時(shí)，制動(dòng)器主要發(fā)揮制動(dòng)剎車的作用，讓貨架處于被托舉狀態(tài)。此外，AGV倉組機(jī)器人有兩個(gè)電動(dòng)缸，每個(gè)載重500千克，舉升高度為30-50毫米，一般情況下，機(jī)器人的重量量為5千克，可以自動(dòng)定位貨物運(yùn)送出口，旋轉(zhuǎn)盤主要為翻斗式，可以把貨物裝卸在指定位置。載物裝置由電機(jī)和絲桿連接，且?guī)?dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，之后進(jìn)一步帶動(dòng)滑塊的橫向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得滑塊可以橫向移動(dòng)，以此滿足托盤升降操作需要。

其次，四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通常情況下驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)利用了單驅(qū)動(dòng)、雙驅(qū)動(dòng)、差速驅(qū)動(dòng)以及多驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是AGV主要單元之一，會(huì)對(duì)AGV性能產(chǎn)生影響，以四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為例，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)都含有固定編碼器，對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖進(jìn)行記錄。車輪與電機(jī)軸的連接使用了剛性部件，之后利用深溝球軸承將電機(jī)軸、驅(qū)動(dòng)外殼連接起來，滿足AGV小車的前進(jìn)和后退移動(dòng)。在四輪驅(qū)動(dòng)下，可以保證速度與方向的一致性。如果驅(qū)動(dòng)輪不一致，速度不同，可以通過原地轉(zhuǎn)動(dòng)或弧線運(yùn)動(dòng)調(diào)整。驅(qū)動(dòng)組件的主要組成包括軸承、法蘭盤、尼龍輪，其中尼龍輪、內(nèi)輪轂的固定需要使用螺絲，保證行走期間不會(huì)打滑。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要保證懸架組件的六輪結(jié)構(gòu)共同著地，在車體受力的同時(shí)將力量平均分散到四個(gè)萬向輪上，通過該設(shè)計(jì)有效保證AGV驅(qū)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定的轉(zhuǎn)彎。

再次，360°全方位感應(yīng)防撞系統(tǒng)設(shè)計(jì)。防撞系統(tǒng)利用到高精準(zhǔn)傳感器，其價(jià)值在于可以對(duì)運(yùn)動(dòng)設(shè)備檢測(cè)，通過生成信號(hào)將數(shù)據(jù)上傳至控制系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)故障能夠快速對(duì)系統(tǒng)關(guān)閉，并且利用360°保護(hù)傳感器能夠?qū)Ω浇脑O(shè)施分析和防范。防撞系統(tǒng)的主要組成部分包括機(jī)械支架、彈簧和橡膠，如果發(fā)生小車碰撞彈簧會(huì)受到外部擠壓，系統(tǒng)隨即強(qiáng)制結(jié)束命令。小車正常運(yùn)行期間以及AGV正常運(yùn)行過程系統(tǒng)亮起綠燈，如果小車受到撞擊或者任務(wù)終止會(huì)亮起紅燈。目前防撞系統(tǒng)在倉儲(chǔ)機(jī)器人中是不可或缺的部分，在運(yùn)行期間為了提升現(xiàn)場(chǎng)人員的安全性，倉儲(chǔ)機(jī)器人需要對(duì)傳感器加以利用，對(duì)附近的障礙物識(shí)別，進(jìn)而在前進(jìn)或后退運(yùn)動(dòng)中避免碰撞，導(dǎo)致運(yùn)輸與周轉(zhuǎn)混亂。此外，倉儲(chǔ)機(jī)器人安裝了急停開關(guān)，必要時(shí)工作人員可以手動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)。

最后，視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在倉儲(chǔ)機(jī)器人的設(shè)計(jì)過程中，還需要保證視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)科學(xué)性，目前AGV主要利用RFID技術(shù)，可以快速對(duì)貨物進(jìn)行識(shí)別，不過要求識(shí)別距離較短。對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)速度相對(duì)較快的機(jī)器人來說，讀取標(biāo)簽內(nèi)容后，不能停止在指定位置。因此需要設(shè)計(jì)出靈敏度更高的視覺導(dǎo)航技術(shù)，也就是利用視覺導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)編碼標(biāo)志進(jìn)行定位，可以在機(jī)器人前端安裝攝像頭，對(duì)前方路況信息有效采集，發(fā)現(xiàn)編碼標(biāo)志后提前減速，通過采集圖像后轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄎ恍畔l(fā)送到上位機(jī)上，處理機(jī)具有強(qiáng)大的圖像處理能力，滿足實(shí)時(shí)導(dǎo)航需要。此外，計(jì)算機(jī)還支持軟件庫，可以在高數(shù)據(jù)密度下的場(chǎng)景中進(jìn)行利用，達(dá)到良好的視覺效果。

結(jié)語：綜上所述，AGV智能倉儲(chǔ)機(jī)器人的出現(xiàn)與智能技術(shù)進(jìn)步和汽車行業(yè)發(fā)展息息相關(guān)，并且在信息技術(shù)的支持下，開始對(duì)醫(yī)藥行業(yè)、煙草行業(yè)等行業(yè)發(fā)展提供有效幫助。AGV系統(tǒng)能夠連續(xù)作業(yè)，滿足不同的應(yīng)用需求，所以說AGV智能倉儲(chǔ)機(jī)器人的利用有著廣闊前景，今后需要對(duì)其性能不斷完善。進(jìn)而有效滿足社會(huì)發(fā)展需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭海輝. AGV智能倉儲(chǔ)機(jī)器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 內(nèi)燃機(jī)與配件， 2020， 14（004）：P.180-181.

[2]杜宇， 姜偉. 智能機(jī)器人倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)， 2020， 24（005）：164-168.