隨著工廠生產(chǎn)的綜合自動(dòng)化,，物流系統(tǒng)的發(fā)展也十分引人注目,。以計(jì)算機(jī)和智能化技術(shù)相結(jié)合的AGV(Automated Guided Vehicle，即自導(dǎo)輸送車(chē)),，已成為生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化的重要環(huán)節(jié),。它不僅在FA、FMS中有廣泛的應(yīng)用,，而且在服務(wù)行業(yè)和流通領(lǐng)域,，以及辦公自動(dòng)化方面也逐漸活躍起來(lái),。制導(dǎo)技術(shù)是AGV控制的關(guān)鍵技術(shù)，它決定了AGV的控制精度,。
1 AGV電磁鎖相制導(dǎo)方案
　　AGV的制導(dǎo)方式按有無(wú)導(dǎo)引路線分為三種,，一是有固定路線的方式，包括電磁制導(dǎo)方式,、光學(xué)控制帶制導(dǎo)方式和激光制導(dǎo)方式,；二是半固定路線的方式，包括標(biāo)記跟蹤方式和磁力制導(dǎo)方式,；三是無(wú)路線方式，包括地面幫助制導(dǎo)方式,、用地圖上的路線指令制導(dǎo)方式和在地圖上搜索最短路徑制導(dǎo)方式,。
　　我們研制的AGV要求定位精度為±2.5mm，并且能夠工作于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮我們采用固定路線電磁制導(dǎo)方式,。
　　AGV在十字路口處有三條路線可選擇，即直行,、左拐和右拐,，如圖1所示。為使之識(shí)別出不同的路線,，我們采用頻率選擇法,。在三種路線中通過(guò)不同頻率的電流，AGV可通過(guò)頻率鎖定,，讀取相應(yīng)頻率的信號(hào),，從而沿該路線行走。

　　傳統(tǒng)的頻率選擇法由于某一時(shí)刻同時(shí)存在多種電磁波,，因而使頻率選擇難度較大,，電路非常復(fù)雜。為此,，我們提出分時(shí)單頻選擇法發(fā)送正弦波信號(hào),，如圖2所示。也就是說(shuō),，在一條路徑上即使埋設(shè)多根電纜,，AGV某一時(shí)刻也只能接收到一種頻率信號(hào)。如果是本機(jī)所要接收的頻率信號(hào),，則進(jìn)行采樣,；否則，繼續(xù)檢測(cè),。但需要指出的是,，頻率數(shù)的確定有限制,，因?yàn)轭l率數(shù)越多，巡回檢測(cè)周期T就越長(zhǎng),，容易導(dǎo)致AGV失控,。

　　假設(shè)能夠控制多輛AGV不同時(shí)經(jīng)過(guò)不同的路口，那么這種方法允許控制的車(chē)輛數(shù)恰好等于頻率數(shù),，而與路線數(shù)無(wú)關(guān),。否則，情況將變得很復(fù)雜,，這里不予討論,。
　　分時(shí)復(fù)頻選擇法使制導(dǎo)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化，因而提高了系統(tǒng)的易實(shí)現(xiàn)性及其可靠性,。下面,，我們就頻率數(shù)等于3的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)踐證明我們制作的天線接收裝置在3kHz,，5kHz,，7kHz頻率處的線性度最好，所以選取這三種頻率作為路線判別頻率,。
2 AGV電磁鎖相制導(dǎo)系統(tǒng)基本構(gòu)成
　　我們研制的AGV電磁鎖相制導(dǎo)系統(tǒng)由四部分組成,，如圖3所示，包括多路正弦波數(shù)字信號(hào)發(fā)生器,，80C196CPU,，電磁波強(qiáng)度檢測(cè)電路和電磁波信號(hào)鎖定電路。多路正弦波信號(hào)發(fā)生器以一定的頻率分時(shí)產(chǎn)生3kHz,，5kHz和7kHz的正弦波,，不同頻率的正弦波代表不同的路線(如果路線簡(jiǎn)單，路口分支少,，可根據(jù)實(shí)際情況酌減頻率數(shù)),。由交通控制臺(tái)事先通知1號(hào)AGV沿路線1(對(duì)應(yīng)頻率3kHz)行駛時(shí)，AGV上的80C196CPU隨時(shí)檢測(cè)鎖定信號(hào),，當(dāng)檢測(cè)到3kHz的鎖定信號(hào)時(shí),，就告知CPU，此時(shí)CPU立即讀取位置偏差信號(hào),，從而控制轉(zhuǎn)向電機(jī),，使AGV回路原路線上來(lái)。同樣,，也可控制其他AGV沿不同或相同的路線行駛,。

3 多路正弦波數(shù)字信號(hào)發(fā)生器
　　多路正弦波信號(hào)發(fā)生器是分時(shí)單頻法實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。通常實(shí)現(xiàn)方法有兩種,，一種是模擬式,，另一種是數(shù)字式,。模擬式的特點(diǎn)是電路比較簡(jiǎn)單，但會(huì)產(chǎn)生較大的頻率漂移,；而數(shù)字式電路相對(duì)比較復(fù)雜,，但產(chǎn)生的頻率信號(hào)非常精確，僅由晶振的頻率誤差決定,，只要選擇精度較高的晶振就能滿足設(shè)計(jì)要求,。為此，考慮采用數(shù)字式信號(hào)發(fā)生器,，結(jié)構(gòu)如圖4所示,，它由單片機(jī)最小系統(tǒng)，波形產(chǎn)生電路,，D/A轉(zhuǎn)換電路,，以及功率放大電路組成。

　　單片機(jī)最小系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不同頻率信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)初始地址的設(shè)置,，接收波形終止地址的復(fù)位信號(hào)，并定時(shí)切換,，同時(shí)控制負(fù)載路線的切換,。波形產(chǎn)生電路由時(shí)鐘電路，分頻器,，計(jì)數(shù)器,，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器組成，程序存儲(chǔ)器中事先存有3kHz,，5kHz和7kHz正弦波所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),，計(jì)數(shù)器以一定的頻率使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的波形數(shù)據(jù)輸出，再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換電路,，功率放大,，即可輸出至阻性負(fù)載，使電纜中通過(guò)一定頻率的電流,。
　　該信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì),，采用了單片機(jī)控制，能對(duì)不同頻率的信號(hào)任意切換,，波形延遲間隔易于修改,，方便靈活，通用性較強(qiáng),。
4 電磁波強(qiáng)度檢測(cè)電路
　　因被測(cè)信號(hào)是小車(chē)偏離軌道的位置信號(hào),，所以需要兩路電磁波強(qiáng)度檢測(cè)電路，當(dāng)小車(chē)沿軌道正中間行駛時(shí),，兩路檢測(cè)信號(hào)差值為零,；當(dāng)小車(chē)偏軌道左邊行駛時(shí),，兩路檢測(cè)信號(hào)差值為正；當(dāng)小車(chē)偏軌道右邊行駛時(shí),，兩路檢測(cè)信號(hào)差值則為負(fù),。其原理如圖5所示。由于線圈中感應(yīng)的電磁波為毫伏級(jí)正弦波信號(hào),，因而需經(jīng)放大,，轉(zhuǎn)換成直流電壓，求出信號(hào)差值,，再送至CPU進(jìn)行處理,，進(jìn)而控制導(dǎo)向電機(jī)。

　　經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)證明,，當(dāng)檢測(cè)線圈距地5cm,，兩線圈中心間距5cm時(shí)，磁介質(zhì)采用鐵氧體磁芯φ10×70,，線圈骨架為φ10×20,，N＝2900，這樣繞制的線圈比較好,。
　　需要說(shuō)明的是,，由于音頻電磁信號(hào)的傳播距離很近，這種制導(dǎo)系統(tǒng)只能在導(dǎo)引線較近的距離內(nèi)制導(dǎo),，本系統(tǒng)為δ＝±2.5cm,。一旦超出檢測(cè)范圍，制導(dǎo)系統(tǒng)就不起作用,，應(yīng)采取其他措施使AGV回歸導(dǎo)引線附近,。
5 電磁波信號(hào)鎖定電路
　　由于我們采用了分時(shí)復(fù)頻法進(jìn)行路線選擇，所以大大簡(jiǎn)化了電磁波信號(hào)鎖定電路,。該部分原理如圖6所示,，測(cè)向線圈接收到的信號(hào)可能是3kHz，也可能是5kHz,，7kHz,，設(shè)三個(gè)鎖相電路分別鎖定3kHz,5kHz和7kHz。當(dāng)測(cè)向圈接收到的信號(hào)為3kHz,，那么狀態(tài)1就輸出1,，而狀態(tài)2和3還是輸出0；當(dāng)測(cè)向線圈接收到的信號(hào)為5kHz,，那么狀態(tài)2就輸出1,，而狀態(tài)1和3還是輸出0；依此類(lèi)推,。CPU定時(shí)檢測(cè)這三個(gè)狀態(tài),，如果檢測(cè)到某一狀態(tài)為1,，則立即讀取位置偏差信號(hào)，從而控制轉(zhuǎn)向電機(jī),。

　　綜上所述,，本文提出分時(shí)復(fù)頻法產(chǎn)生電磁波信號(hào)，并運(yùn)用鎖相環(huán)電路,，從而簡(jiǎn)化了AGV制導(dǎo)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì),，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜路徑多輛AGV的控制，功能性實(shí)驗(yàn)證明這是一種可行的制導(dǎo)方案,，且成本較低,。目前，國(guó)內(nèi)已有不少單位正在積極研究AGV,，但能夠普及到工業(yè)應(yīng)用的寥寥無(wú)幾,，一方面是由于可靠性不夠，另一方面就是由于成本太高,，作者借本文拋磚引玉,，希望我國(guó)的產(chǎn)業(yè)多些精品，多些國(guó)貨,。
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