AGV智能機(jī)器人停車(chē)庫(kù)的應(yīng)用

葉學(xué)根

（中國(guó)水利水電第七工程局有限公司）

1 項(xiàng)目概況

新北綠地停車(chē)場(chǎng)項(xiàng)目位于成都市高新區(qū)新北公園，地處成都市2.5 環(huán)外南偏西方向，高新區(qū)南三環(huán)路四段以北，成雅高速以東的肖家河街道，南臨新樂(lè)中街，東臨新樂(lè)北街，交通便利，但周邊道路等級(jí)較低，寬度較窄。規(guī)劃總建筑面積約為9131m2，設(shè)計(jì)層數(shù)為地下2 層，規(guī)劃建設(shè)機(jī)械車(chē)位324 個(gè)。負(fù)一層建筑面積約為：4603m2，層高約為4.75m，負(fù)二層建筑面積約為4347m2，層高約為3.55m；地下室整體采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目設(shè)計(jì)定位為AGV智能機(jī)器人停車(chē)庫(kù)。

2 AGV 智能機(jī)器人停車(chē)庫(kù)的應(yīng)用背景

隨著汽車(chē)保有量的持續(xù)增長(zhǎng)，以及城市共享單車(chē)的泛濫，城市停車(chē)資源不足的狀況愈發(fā)嚴(yán)峻，管理者也開(kāi)始將智能技術(shù)從交通領(lǐng)域拓展到停車(chē)問(wèn)題中，智能停車(chē)庫(kù)由此誕生。

智能停車(chē)庫(kù)的關(guān)鍵設(shè)備為AGV智能停車(chē)機(jī)器人。AGV 是英文“Automated Guided Vehicle”的簡(jiǎn)稱(chēng)，即自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)，指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)航裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)航路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車(chē)[1]。

一直以來(lái)，AGV 機(jī)器人是柔性生產(chǎn)線(xiàn)和立體庫(kù)等現(xiàn)代化倉(cāng)儲(chǔ)體系的關(guān)鍵設(shè)備之一，憑借著自動(dòng)化程度高、靈敏、安全等優(yōu)勢(shì)，在汽車(chē)制造、家電、重工等自動(dòng)化生產(chǎn)和倉(cāng)儲(chǔ)體系等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。由于AGV 機(jī)器人具備的這些優(yōu)勢(shì)，AGV 也跨進(jìn)另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，就是AGV機(jī)器人停車(chē)（見(jiàn)圖1）。

圖1 AGV機(jī)器人停車(chē)

3 AGV 智能停車(chē)機(jī)器人國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外立體車(chē)庫(kù)和AGV的發(fā)展起步較早，但AGV 與車(chē)庫(kù)的結(jié)合最近幾年才剛開(kāi)始興起。多家公司開(kāi)發(fā)了不同技術(shù)路線(xiàn)的AGV停車(chē)機(jī)器人及自動(dòng)泊車(chē)管理系統(tǒng)，迅速在機(jī)場(chǎng)、商業(yè)區(qū)取得示范性應(yīng)用。

最早的停車(chē)機(jī)器人誕生于德國(guó)。2014 年，Serva Transport SystemsGmbH公司開(kāi)發(fā)制造了第一臺(tái)Ray 自動(dòng)泊車(chē)機(jī)器人及自動(dòng)泊車(chē)系統(tǒng)，已在杜塞爾多夫機(jī)場(chǎng)應(yīng)用。法國(guó)初創(chuàng)公司Stanley Robotics研發(fā)了Stan停車(chē)機(jī)器人，并提供全自動(dòng)代客泊車(chē)方案，已在法國(guó)戴高樂(lè)機(jī)場(chǎng)投入使用。美國(guó)Boomerang 開(kāi)發(fā)了一種基于車(chē)臺(tái)板交換技術(shù)的AGV停車(chē)機(jī)器人及自動(dòng)代客泊車(chē)系統(tǒng)[2]。我國(guó)自動(dòng)停車(chē)技術(shù)相對(duì)起步較晚，但近幾年國(guó)家的大力支持使國(guó)內(nèi)AGV 停車(chē)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展迅速，目前已有近20 家企業(yè)開(kāi)始涉足，經(jīng)過(guò)兩三年的持續(xù)發(fā)酵，AGV 停車(chē)機(jī)器人已經(jīng)從車(chē)臺(tái)板、梳齒型等方式衍生出夾持式、夾取式等更多泊取車(chē)輛的方式。我國(guó)智能停車(chē)機(jī)器人的研發(fā)已然走在世界同行業(yè)的前列。

深圳怡豐利用激光導(dǎo)航+梳齒交換技術(shù)，率先在國(guó)內(nèi)成功研發(fā)梳齒型停車(chē)AGV和車(chē)臺(tái)板停車(chē)AGV。南京夫子廟地鐵P+R停車(chē)庫(kù)項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)首個(gè)AGV停車(chē)庫(kù)項(xiàng)目，充分利用地形特點(diǎn)，建設(shè)完成后車(chē)位數(shù)量達(dá)57個(gè)，大幅增加了車(chē)位數(shù)量。海康威視采用倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人上已成熟應(yīng)用的視覺(jué)+慣性雙導(dǎo)航技術(shù)，研發(fā)海康威視泊車(chē)機(jī)器人，并于第三屆互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)期間落地烏鎮(zhèn)投入應(yīng)用。西子&極木科技發(fā)布了一款基于麥克納姆輪的AGV停車(chē)機(jī)器人。

國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)工業(yè)/物流AGV 企業(yè)，如云南昆船、沈陽(yáng)機(jī)器人、上海匯聚、航天匯信、青島茂源等企業(yè)依托原有AGV 技術(shù)積累，對(duì)原有AGV進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)，初期產(chǎn)品均采用車(chē)臺(tái)板交換方式。

4 AGV智能停車(chē)機(jī)器人的類(lèi)型

目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用的停車(chē)AGV 種類(lèi)主要有：

1）梳齒式停車(chē)AGV

梳齒式停車(chē)AGV 工作方式為：內(nèi)梳齒固定，外梳齒設(shè)置在AGV上，搬運(yùn)器利用梳齒間隙，通過(guò)AGV 上下升降移動(dòng)實(shí)現(xiàn)梳齒的交叉換位，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的搬運(yùn)交接。適用于現(xiàn)有經(jīng)改造的或新建的平面停車(chē)庫(kù)等汽車(chē)搬運(yùn)領(lǐng)域，運(yùn)行效率相對(duì)其他類(lèi)型更高。但是伸出的梳齒需要支撐起整輛汽車(chē)的承重，對(duì)強(qiáng)度和剛度要求較高，制造工藝難度大（見(jiàn)圖2）。

圖2 梳齒式停車(chē)AGV示意圖

2）車(chē)抬板式停車(chē)AGV

車(chē)抬板式AGV 工作方式為:汽車(chē)停放在車(chē)抬板上，AGV 鉆入車(chē)抬板底下舉升，然后把汽車(chē)和車(chē)臺(tái)板一同運(yùn)載到指定停車(chē)位置上。汽車(chē)停放好后，AGV 要去抬其他車(chē)臺(tái)板，以便停放下輛汽車(chē)。此類(lèi)停車(chē)AGV需要每個(gè)停車(chē)位上均有車(chē)抬板裝置。這種AGV因牽涉到要取空車(chē)板或存空車(chē)板的情況，搬運(yùn)效率較低，但是制造難度較小，方便安裝，成本較低（見(jiàn)圖3）。

圖3 車(chē)抬板式停車(chē)AGV示意圖

3）夾持輪胎式停車(chē)AGV

夾持輪胎式停車(chē)AGV能直接鉆入車(chē)輛下面，利用夾持裝置將車(chē)輛輪胎夾起，把汽車(chē)送到停車(chē)位上。與梳齒型相比，它有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便快捷等優(yōu)點(diǎn)，但速度比梳齒型的慢（見(jiàn)圖4）。

圖4 夾持輪胎式停車(chē)AGV示意圖

5 AGV 智能機(jī)器人停車(chē)庫(kù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

5.1 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

①智能化程度更高：機(jī)器人無(wú)軌道運(yùn)行，柔性化設(shè)計(jì)，對(duì)地塊形狀的適應(yīng)性更高。

②定位精度高：采用“激光+磁釘”定位精度小于5mm。

③運(yùn)行速度快：每秒最快行駛距離1.5m。

④持續(xù)工作能力強(qiáng)：當(dāng)AGV 完成存取車(chē)任務(wù)后，可以自動(dòng)返回充電位充電。

⑤協(xié)同能力好：可以實(shí)現(xiàn)100臺(tái)AGV在同一停車(chē)場(chǎng)同時(shí)調(diào)度和使用，彼此不受干擾。

⑥安全性強(qiáng)：AGV 機(jī)器人自帶機(jī)械防撞和電子防撞裝置，避免了車(chē)體碰撞等事故發(fā)生。

5.2 整體優(yōu)勢(shì)

①空間利用率高，在有限的土地上增加較多停車(chē)位，通過(guò)靜態(tài)交通改造舒緩動(dòng)態(tài)交通擁堵。

②保障安全，全封閉車(chē)庫(kù)規(guī)避了剮蹭、被盜、日曬雨淋等風(fēng)險(xiǎn)。

③節(jié)省建設(shè)成本，降低樓層高度。

④節(jié)省管理成本，無(wú)人值守，改善主要依靠人力的管理。

⑤科學(xué)化智能化集中管理，形成建設(shè)智慧城市中的一塊重要拼圖，提升城市形象，打造獨(dú)特名片。

6 結(jié)語(yǔ)

AGV 智能機(jī)器人停車(chē)庫(kù)作為目前最高端的智能停車(chē)庫(kù)類(lèi)型，具有極強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)、政治和社會(huì)效益。與傳統(tǒng)停車(chē)庫(kù)相比，AGV 智能機(jī)器人停車(chē)庫(kù)有著諸多優(yōu)勢(shì)：停車(chē)效率更高，利用自動(dòng)泊車(chē)技術(shù)，AGV 停車(chē)機(jī)器人能快速將汽車(chē)停放到位，節(jié)省車(chē)主大量時(shí)間的同時(shí)，也極大提高了停車(chē)庫(kù)的運(yùn)行效率；車(chē)輛存取更加安全、快捷，據(jù)測(cè)算，每輛車(chē)的存取時(shí)間約為150 秒，每層有一個(gè)AGV 機(jī)器人值班，保證車(chē)輛可安全、準(zhǔn)確放入車(chē)位，避免出現(xiàn)剮蹭等麻煩；更為節(jié)省空間，節(jié)省空間可能是自動(dòng)泊車(chē)技術(shù)最重要的優(yōu)勢(shì)，由于無(wú)需留有上下車(chē)的間隙，而且也無(wú)需留有坡道或者私人車(chē)道，智能停車(chē)庫(kù)內(nèi)能停下更多汽車(chē)。AGV 智能機(jī)器人停車(chē)庫(kù)間接提升了停車(chē)位資源的合理配置，可有效緩解城市停車(chē)難問(wèn)題，方便市民開(kāi)車(chē)出行，增強(qiáng)居民幸福感，促進(jìn)社會(huì)和諧發(fā)展。