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差速转向的农用自动引导小车控制系统设计_尚婕

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一种小型物料自动导引小车的设计及分析

一种小型物料自动导引小车的设计及分析

在常用 的三 种转 向方 式全方位转 向、差速器 转 地面开槽 埋设 电缆 ，接通 低压、低频信 号 ，在 向、三轮转 向进行了测定 比较。 电线周 围产生磁场。 全方位转 向式特点是每个车 轮分别 由各 自 ５ ． ２ 光 学导引如使用 涂漆带来确定行驶路 的电动机驱 动，因而工 作 中运转 灵活 ，缺 点是 径的方式 。 自动导 引小车 上设有识别装 置，通 结构复杂 、成 本较高 ，对 于工作要 求不是复杂 过条带反射 可使光敏传感器 感受到光信 号， 由 的情况 下，性 价比差 。 此 可判断 自动 导引小车偏 离条带的程度 ，从而
差速器型转 向装置 ，车体 的前后各有一个 转 向轮 （ 自由轮 ）、中间左右两侧各 有一个驱 动轮 组成 ，驱 动轮 由两个 电机分别驱 动。因而 可实现 车体 的转 向，和简 单的前后双 向行驶 。 结构 和原理都 简单 ，容 易制造 ，转 向零活 。缺 点 是 不能 横 向运 动 ， 能满 足一 般 情况 下 的应 用 ，在 工作要求不 是特别 高的情况下 ，可 以使
用。
校 正其行进 的方 向。 第二种方法 比第 一种方式相对稳 定，对地 面 的 要 求 较 低 ， 第 二 种 方 式 要 求 有 较 好 的 地 面 环 境，涂漆带要 清晰 。对于 复杂 的工作环 境， 特 别是有物体 需要经常在地 面上拖动时 ，第二 种方式就不合适 。 ６ ． 安全装置
由于工作情况复 杂，车辆在行驶过程 中， 都 可能触及 附近 的人或物 ，如何躲避人或物 ， １ ． 车架 、行走 装置 后轮分 别相 同的电机分别进 行控制 ，由此可 以 或在 发生撞击 时，停 止小车 ，保 证安全 ，是设 小车车 架是小车机械主 体 ，由机架和 相应 轻松实 现小车 自由的转弯 ，这 种结构使 得小车 计 导引小车时必 须在 考虑范 围之 内的事 ，可通 的机械 电气结构组 成，如 电机 、车轮等组 成。 在 前 进 时 比较 平 稳 。 过用超 声波或红 外线进行障碍探 测 ，并设置在 车架 由于承 载量不 大，为方便 制造 ，采用 了焊 通 过比较，从结构 简单、运转灵 活以及工 具 有接 触 时 ，具 有 能 自动切 断动 力 装置 的机

机械制造及自动化专业毕业论文--自动引导小车(AGV)的结构设计

机械制造及自动化专业毕业论文--自动引导小车(AGV)的结构设计

1 绪论1.1 AGV自动引导小车简介AGV(Automatic Guided Vehicle),即自动引导车，是一种物料搬运设备，是能在某位置自动进行货物的装载，自动行走到另一位置，自动完成货物的卸载的全自动运输装置。

AGV是以电池为动力源的一种自动操纵的工业车辆。

装卸搬运是物流的功能要素之一，在物流系统中发生的频率很高，占据物流费用的重要部分。

因此，运输工具得到了很大的发展，其中AGV的使用场合最广泛，发展十分迅速。

1.2 自动引导小车的分类自动引导小车分为有轨和无轨两种。

所谓有轨是指有地面或空间的机械式导向轨道。

地面有轨小车结构牢固，承载力大，造价低廉，技术成熟，可靠性好，定位精度高。

地面有轨小车多采用直线或环线双向运行，广泛应用于中小规模的箱体类工件FMS中。

高架有轨小车（空间导轨）相对于地面有轨小车，车间利用率高，结构紧凑，速度高，有利于把人和输送装置的活动范围分开，安全性好，但承载力小。

高架有轨小车较多地用于回转体工件或刀具的输送，以及有人工介入的工件安装和产品装配的输送系统中。

有轨小车由于需要机械式导轨，其系统的变更性、扩展性和灵活性不够理想。

无轨小车是一种利用微机控制的，能按照一定的程序自动沿规定的引导路径行驶，并具有停车选择装置、安全保护装置以及各种移载装置的输送小车。

无轨小车按照引导方式和控制方法的分为有径引导方式和无径引导自主导向方式。

有径引导是指在地面上铺设导线、磁带或反光带制定小车的路径，小车通过电磁信号或光信号检测出自己的所在位置，通过自动修正而保证沿指定路径行驶。

无径引导自主导向方式中，地图导向方式是在无轨小车的计算机中预存距离表（地图），通过与测距法所得的方位信息比较，小车自动算出从某一参考点出发到目的点的行驶方向。

这种引导方式非常灵活，但精度低。

1.3 国内外研究现状及发展趋势AGV是伴随着柔性加工系统、柔性装配系统、计算机集成制造系统、自动化立体仓库而产生并发展起来的。

自动导引小车系统的设计与实现

自动导引小车系统的设计与实现

四、创新点与不足之处
5、目前的避障算法主要针对静态障碍物，对于动态障碍物的避障还需进一步 研究和改进；
四、创新点与不足之处
6、无线传输技术可能会受到干扰，从而影响远程控制和数据传输的稳定性。
谢谢观看
2、电路控制
2、电路控制
电路控制部分是自动导引小车的核心，它主要由微处理器、传感器接口、电 源管理等模块组成。微处理器根据传感器采集的数据，通过事先编写的算法进行 路径规划和避障操作，从而实现小车的自主行驶。
3、机械传动
3、机械传动
机械传动部分将微处理器发出的电信号转化为小车的运动。它主要由电机、 编码器、传动装置等组成。电机负责驱动小车前进，编码器则将电机的旋转角度 转化为电信号反馈给微处理器，以便实现精确控制。
一、自动导引小车系统的整体设 计
一、自动导引小车系统的整体设计
自动导引小车系统主要由车体结构、电路控制和机械传动三部分组成。车体 结构负责承载货物和导航设备，电路控制部分负责实现小车的各种行为，机械传 动部分则负责将电信号转化为车辆运动。
1、车体结构
1、车体结构
车体结构是小车的核心部分，通常采用基于轮子的设计。这种设计通过调节 轮子之间的间距，可以适应不同场地的行驶需求。同时，车体上还安装有激光雷 达、摄像头等传感器，用于实现自动导航功能。
2、综合运用了多种算法，包括路径规划算法和避障算法，以实现最优路线规 划和安全避障；
四、创新点与不足之处
3、采用了无线传输技术，实现了远程控制和数据传输功能，使用户可以更加 方便地对小车进行操控和监控。尽管自动导引小车系统具有以上优点和创新点， 但仍存在一些不足之处：
四、创新点与不足之处
响；
自动导引小车系统的设计与实 现

一种差速驱动机构及自动引导车[实用新型专利]

一种差速驱动机构及自动引导车[实用新型专利]

专利名称：一种差速驱动机构及自动引导车专利类型：实用新型专利
发明人：张金亮
申请号：CN201721380681.4
申请日：20171023
公开号：CN207473408U
公开日：
20180608
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开一种差速驱动机构，所述差速驱动机构包括驱动装置、支承装置，以及用于与车体固定的固定法兰盘，所述支承装置包括旋转组件，所述旋转组件可相对固定法兰盘转动，所述旋转组件上固定设有摩擦轮，所述摩擦轮的外侧表面与所述固定法兰盘的外侧表面相接触，所述摩擦轮上连接设有检测舵角的传感器，通过在旋转部件上增加一个与固定法兰盘相配合的摩擦轮，采用摩擦副传递动作，能够有效的检测差速驱动的舵角，对安装有差速驱动机构的AVG进行实时的纠正行驶路线；而且由于结构简单可靠，可方便直接对现有的差速驱动机构进行改进。

申请人：深圳市佳顺智能机器人股份有限公司
地址：518000 广东省深圳市龙华新区观澜大和社区大和村596号-7怡力科技园厂房C栋3-4层国籍：CN
代理机构：深圳市启明专利代理事务所(普通合伙)
代理人：张信宽
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自动引导小车的设计

自动引导小车的设计

007求知导刊Journal of Seeking Knowledge Guide前沿QianYan2018年9月Sept.2018作者简介：康迎曦（1977—），女，讲师，硕士，研究方向：图像处理、电工电子。

自动引导小车的设计一、引言物料运输是一项繁重复杂的工作，传统的物料运输方式是由人工操作，不仅浪费人力资源，而且危险系数高。

自动引导小车，简称AGV （Automated Guided Vehicle），装备有自动引导装置，作为新兴的物料运输方式，现场无需人工操控即可完成搬运、避障、装载等工作。

自动导引车系统（AGVS）集传感器、信号处理、自动控制、图像处理等多种技术于一体，是现代物流系统中的关键设备。

随着科学技术的发展，物流技术在制造业、第三方物流、电子商务等方面迅速发展，AGV 在缩短生产周期和提高经济效益等方面都有着显著的作用，因此得到了越来越广泛的应用[1]。

二、自动引导小车的发展历史及现状1953年，美国Barrett Electric 公司制造了世界上第1台采用埋线电磁感应方式跟踪路径的自动导向车，也被称作“无人驾驶牵引车”。

到了 20世纪70年代中期，具有载货功能的AGV 在欧洲得到了应用并被引入到美国。

这些自动导向车主要用于自动化仓储系统和柔性装配系统的物料运输。

在20世纪70年代和20世纪80年代初，AGV 的应用领域扩大而且工作条件也变得多样化，因此，新的导向方式和技术得到了更广泛的研究与开发[2]。

20世纪80年代中期，57%的AGV 用于汽车制造业。

另外，根据对国外公司物料搬运系统装备类型的统计，采用自动导向车、有轨搬运车、起重机、辊子输送机、悬挂运输机的比例分别占41%、29%、9%、10%和11%。

AGV 在我国的研究及应用起步较晚。

20世纪70年代后期，北京起重运输机械研究所研制了三轮式AGV。

20世纪80年代后期，北京机械工业自动化研究所为二汽研制了应用在立体化仓库中的AGV，沈阳自动化研究所为金杯汽车公司研制了汽车发动机装配专用AGV。

自动引导小车结构及控制系统设计

自动引导小车结构及控制系统设计

本科毕业论文（设计）论文（设计）题目：自动引导小车结构及控制系统设计学院：＿＿机械工程专业：机械设计制造及其自动化＿班级：＿＿＿＿＿＿＿学号：＿＿＿＿学生姓名：＿＿＿＿＿＿指导教师：＿＿＿＿2012年6月5日诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的本科毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。

毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。

特此声明。

论文（设计）作者签名：日期：2012.06.05目录摘要 ........................................................................................................................................ I V ABSTRACT .. (V)第一章绪论 (1)1.1 AGV小车简介 (1)1.2 国内外AGV的发展概况 (2)1.3 AGV自动引导车的发展趋势 (3)1.4 自动引导车的关键技术 (3)1.4.1 传感技术 (4)1.4.2 导引跟踪与定位技术 (4)1.4.3路径规划 (5)1.4.4 智能控制技术 (5)第二章系统的总体方案 (6)2.1 国内常见的几款AGV特点及其设计方案的分析 (6)2.1.1 电磁感应引导式AGV (6)2.1.2激光引导式AGV (6)2.1.3视觉引导式AGV (7)2.1.4 惯性导引式AGV (7)2.1.5光学控制带导引式AGV (7)2.1.6 GPS导引式AGV (8)2.2 本设计的基本思路 (8)2.2.1 硬件部分 (8)2.2.2 机械部分 (9)第三章自动导引小车的硬件设计 (10)3.1 硬件系统整体介绍 (10)3.2 硬件的选型原则 (10)3.3 单片机及其扩展 (11)3.3.1 AT89C51主控芯片 (11)3.3.2 程序存储器的扩展 (13)3.3.3 数据存储器的扩展 (16)3.3.4 并行I/O接口电路的扩展 (17)3.3.5译码电路设计 (19)3.3.6 AT89C51的时钟电路 (20)3.3.7 复位电路 (21)3.4 PWM信号发生电路设计 (21)3.4.1 PWM的基本原理 (21)3.4.2 PWM信号发生电路设计 (22)3.4.3 PWM发生电路主要芯片的工作原理 (23)3.5 电机驱动单元 (24)3.6 传感器单元 (26)3.7 电源管理单元 (27)3.8 操作及显示单元 (29)第四章自动引导小车的机械设计 (31)4.1 常用自动导引车的运动机构分析 (31)4.1.1 三轮结构 (32)4.1.2 四轮结构 (32)4.2 自动导引小车轮系结构的设计 (33)4.3 自动引导小车的技术指标 (34)4.3.1 小车的行驶阻力的计算 (34)4.3.2 电机的选择 (35)4.3.3 确定小车的驱动轮直径 (36)4.3.4 确定的小车的最小转弯半径 (36)4.4 整车的机械设计 (36)4.5 小车的轨迹规划 (38)第五章总结 (39)参考文献 (40)致谢 (41)自动引导小车结构及控制系统设计摘要自动导引小车是一种无人操纵的物料搬运设备，是自动化工厂重要的运输工具之一。

基于视觉的自动导引车两轮差速转向LQR控制器的研究与设计最优控制论文

最优控制论文姓名：郭满学号： 2专业：控制理论与控制工程基于视觉的自动导引车两轮差速转向LQR控制器研究与设计冯冬青1，郭满2（1 郑州大学电气工程学院自动化系2 郑州大学电气工程学院自动化系）摘要：本文主要研究基于视觉的自动导引车的转向控制系统，首先简要地介绍了基于机器视觉导向的AGV 两轮差速转向的原理和组成，建立系统模型。

进而提出了LQR最优控制方法对两轮差速转向进行控制，最后讨论了Q,R矩阵选择对控制性能的影响。

仿真和实验结果表明,采用LQR对两轮差速转向进行控制,样车运行过程稳定,路径跟踪可靠,控制性能良好。

关键字：自动导引车，差速转向控制，LQR控制器，Q,R矩阵选择Research and design of LQR controllor for visual-based AGVtwo rounds differential steeringDongqing Feng1Man Guo2(1 Department of Electrical Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou City,China2 Department of Electrical Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou City,China)Abstract:The paper mainly studies the steering control system of visual-based Automatic Guided Vehicles（AGV）.Firstly,we give a brief introduction to principle of steering control and create its model.Then,we proprosed an agrithm based on LQR optimal control theory.At last,the effect of matrice Q,R is discussed.Simulation results show that LQR control of two differential steering pocesses a good performance.Key words：AGV, steering control,LQR controllor, the choose of Q and R.0 引言国内外一直在寻求机械化和智能化的搬运技术和装备，以降低搬运成本，提高物料搬运效率，自动搬运越来越受到关注。

磁导航差速驱动小车控制系统[实用新型专利]

专利名称：磁导航差速驱动小车控制系统专利类型：实用新型专利
发明人：曹佳辉,曾鹏,徐嘉益,张毫杰
申请号：CN202020351747.2
申请日：20200319
公开号：CN211786760U
公开日：
20201027
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：磁导航差速驱动小车控制系统，包括主控单元，主控单元与磁传感器连接，用于将识别到的路面磁条信息发送给主控单元；主控单元与电机驱动器连接，通过电机驱动器来控制驱动电机带动小车运行；主控单元通过网络通讯模块与上位机连接，接受上位机的信息；主控单元通过USB接口模块与外部设备连接，与外部设备进行通讯；主控单元与超声波传感器连接，超声波传感器检测小车行驶路径上的障碍信息；主控单元与RFID射频识别模块连接，读取地面上设置的RFID卡，实现特定工位停车；主控单元经过继电器与安全触边连接，发生碰撞时及时停车；电源模块为系统中的用电模块供电。

本实用新型具有维护方便、成本低、结构可靠的特点，适合二次开发。

申请人：浙江工业大学
地址：310014 浙江省杭州市下城区潮王路18号
国籍：CN
代理机构：杭州天正专利事务所有限公司
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智能自动引导小车模型系统设计

智能自动引导小车模型系统设计
唐秀东;刘丽婧;王虹飞
【期刊名称】《机电工程技术》
【年(卷),期】2007(036)009
【摘要】本文设计了一台磁制导式的自动引导小车(Automatic Guided Vehicle,简称AGV)模型,此模型实现了自动充电、智能引导、人体识别、语音播报及与上位机无线通讯等功能,这些功能在一定的程度上体现了时代对自动引导小车的要求,具有一定的参考意义.文中主要在模型的数字控制和硬件设计方面进行了介绍,给出了主要的硬件电路图,并以此模型为依据对智能自动引导小车的设计做了一些探讨.【总页数】4页(P77-79,107)
【作者】唐秀东;刘丽婧;王虹飞
【作者单位】华中科技大学电工与电子科技创新中心,湖北武汉,430074;华中科技大学电工与电子科技创新中心,湖北武汉,430074;华中科技大学电工与电子科技创新中心,湖北武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.差速转向的农用自动引导小车控制系统设计 [J], 尚婕;姜文刚;蔡蓝图
2.基于STM32单片机的自动引导小车控制系统设计 [J], 何腾鹏;黄峰;谭方韬;徐建
3.基于微型电脑智能小车的自动驾驶系统设计 [J], 杨义涛;茅洁;罗媛;于淼
4.基于单片机技术的自动循迹避障寻光智能小车系统设计 [J], 申扣明;杨国平
5.基于图像引导的自动导引小车系统设计 [J], 陈超;叶庆泰
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差速转向农业专用 AGV 小车的设计与模糊控制研究

差速转向农业专用 AGV 小车的设计与模糊控制研究赵晨宇;陈息坤【摘要】农业专用自动导引小车（ AGV ）作为农业作业的通用运载平台，是针对具体应用环境而设计的特定用途机器人，已成为农业自动化的一个重要发展方向。

为此，介绍了一种基于多轴运动控制器的现代农业自动化AGV小车。

同时，针对差速转向驱动型AGV小车路径跟随问题，首先对该AGV系统进行了理论分析和运动学建模；然后应用模糊控制理论，设计了以距离偏差和角度偏差为输入、左右驱动轮速度差为输出的模糊控制器；最后，在MatLab／Simulink 环境中进行仿真验证。

仿真结果表明：设计的模糊控制器在直线和圆周路径上跟踪性能明显优于常规PID控制器，其有效性和可行性得到了验证。

%As a common platform for agricultural operations , agricultural automatic guided vehicle ( AGV ) is a kind of robot that is particularly designed for specific application environment .It is becoming more and more important in agricul-tural automatic .An AGV used in automation of modern agriculture based on multi axis motion controller is proposed .Ai-ming at AGV path following problem ,a kinematic model of the AGV is established and analyzed .Thena fuzzy controller with distance deviation and angle deviation as inputs , difference of left and right wheel ’ s speed as output is designed , based on fuzzy control theory .Finally , the control system is simulated in the simulink module of the Matlab platform . The results indicated that the system follows in the linear and circular path on a clear advantage than the conventional PID control system .Its effectiveness and feasibility has been verified .【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】5页(P123-127)【关键词】农业专用AGV;差速转向;多轴运动控制器;模糊控制;轨迹跟踪【作者】赵晨宇;陈息坤【作者单位】上海大学机电工程与自动化学院，上海 200072;上海大学机电工程与自动化学院，上海 200072【正文语种】中文【中图分类】S24自动导引小车(Automated Guided Vehicle, AGV)，是指配备有自动导引装置的移载运输小车，以控制器为核心，以蓄电池为动力，能按预先规划好的路径安全、自主行驶，并完成指定运输动作的无人驾驶自动化搬运车辆[1]。

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用 AGV 控制系统． 针对目前电磁导引式 AGV 的导引线上的信号频率都是固定的情况，提出了一种可编程导引系统，可任
意更改导引线上的导引频率，使 AGV 的控制更加灵活． 航向控制采用计算量小的分区 PID 算法，提高了 AGV 行走精度． 设
计的差速转向的农用 AGV 已经成功应用于某试验田．
关键词： 自动引导小车； 差速转向； 分区 PID； 控制系统
（ School of Electronic and Information，Jiangsu University of Science and Technology，Zhenjiang Jiangsu 212003，China）
Abstract： As a common platform for agricultural operations，agricultural automatic guided vehicle（ AVG） is a kind of robert that is particularly designed for a specific application environment． It is very important in agricultural automation． According to the characteristics of agricultural AGV，a kind of differential turning agricultural AGV control system is designed based on ARM7 core and embedded μC / OS-II operating system． For the current，the signal frequency of electromagnetic guidance line is fixed． A programmable guidance system is put forward and implemented． It can guide any changes to the guide line frequency and bring more flexible control of AGV． Heading control by PID partitioning algorithm is used to improve the accuracy of AGV travel． The design of differential steering agricultural AGV is applied to test field successfully． Key words： automatic guided vehicle； differential steering； partition PID； control system
然而，目前电磁导引 AGV 的导引线上的信号频 率都是固定的，为了方便对 AGV 的控制，设计了一 种可编程的导引信号源，导引信号由单片机程序产 生，经过功率放大后输出到导引线，每个导引线上的 频率、产生时间、时间间隔，可以由上位机通过串口 对信号源进行设置，这样通过信号源就能控制 AGV 的运行状态，使 AGV 能适应更加复杂的农业环境而 不需要重新敷设导引线，其控制方式如图 1．
第 25 卷第 5 期 2011 年 10 月
江苏科技大学学报（ 自然科学版）
Journal of Jiangsu University of Science and Technology（ Natural Science Edition）
Vol． 25 No． 5 Oct． 2011
差速转向的农用自动引导小车控制系统设计
图 1 可编程导引源 Fig． 1 Programmable guidance source
1． 2 导引信号检测 在 AGV 前后分别装一个导引信号检测传感器，
用于前进和后退信号检测，每个传感器内有 2 个检 测线圈，如果导引线位于 2 个线圈正中间，则线圈感 应电压相等，差值为 0； 如果导引线偏向左侧线圈， 表示 AGV 行进路线偏右，左侧线圈感应电压大于右 侧线圈； 如果导引线偏向右侧侧线圈，表示 AGV 行 进路线偏左，右侧线圈感应电压大于左侧线圈． 将感 应电压放大整流后，求出信号差值，经过控制器 A / D 转换后，就可以知道 AGV 目前是否偏离导引线．
尚 婕，姜文刚，蔡蓝图
（ 江苏科技大学 电子信息学院，江苏 镇江 212003）
摘 要： 农用自动引导小车（ AGV） 作为农业作业的通用运载平台，是针对具体应用环境而设计的特定用途机器人，已经成
为农业自动化的一个重要发展方向． 根据农用 AGV 的特点，以 ARM7 为核心，内嵌 μC / OS-II 操作系统，设计了差速转向农
由于导引信号源可编程，导引线上信号会发生 改变，因此导引信号检测传感器还要能分辨是哪种 导引信号，这个可以通过锁相电路来实现，分别锁 定 4，5，6 kHz 导引信号，每锁定一种频率的导引信
号，该路锁相输出为 1，用于控制器判断目前导引 信号的类型．
2 控制器设计
AGV 的控制器主要有工控计算机、PLC、小型 单片机和嵌入式系统，由于农用 AGV 主要采用电 池供电驱动，虽然工控计算机编程开发方便但耗电 大； PLC 同样存在耗电问题，而且其梯形图扫描周 期影响了控制器的实时性，外加专门的多轴控制器 增加了成本开销； 小型单片机系统处理能力弱； 因 此本文的农用 AGV 控制器采用 ARM 嵌入式系统． 2． 1 硬件设计
ARM7 处理器核具有用户、系统、管理、中止、 未定义、中断和快中断 7 种模式，其中除用户模式 外其它均为特权模式． 其中管理、中止、未定义、中 断和快中断模式与相应异常相联系，任务使用这些 模式不太适合． 而系统模式除了是特权模式外，其 它与用户模式一样，因而可选为任务使用的模式只 有用户模式和系统模式． 为了尽量减少任务代码错 误对整个程序的影响，缺省的任务模式定为用户模 式，可选为系统模式，同时提供接口使任务可以在 这 2 种模式间切换．
最小转弯半径，适合行走在农田中狭小的田间． 现 有的电磁导引式 AGV，其导引线上的信号频率都 是固定的，当其遇到不同频率信号时会自动停车． 文中提出并实现了一种可编程导引系统，可任意更 改导引线上的导引频率，使 AGV 的控制更加灵活．
1 可编程导引系统设计
1． 1 导引方式 农用 AGV 的导引方式主要包括固定路径导引
中图分类号： TP273
7（2011）05 － 0453 － 04
Design of control system of agricultural automatic guided vehicle with differential steering
Shang Jie，Jiang Wengang，Cai Lantu
AGV 作为行走平台搭载相应的作业设备实现［6］． 农用 AGV 基本都在泥土路面行走，农田作业
环境复杂，并且装载不同的机械实现复杂作业，因 此对农用 AGV 控制系统提出了更高的要求． 文中 控制对象作为农业作业的通用运载平台，最大载荷 为 120 kg，采用 2 个主动轮，位于 AGV 的两侧中 间，电机和主动轮通过链条传动，链条上覆盖有橡 皮履带，以适应泥土路面行走，前后还装有辅佐行 走轮． 据此，文中采用嵌入式系统 ARM 设计了一 种农用 AGV 的控制器，该控制器通过差速转向，在 一个主动轮正转而另一个主动轮反转时，可以实现
图 2 AGV 嵌入式系统结构 Fig． 2 AGV embedded system architecture
第5 期
尚 婕，等： 差速转向的农用自动引导小车控制系统设计
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农用 AVG 工作时是在自动导航状态，因此其 安全性 要 求 较 高，为 了 保 护 人、畜、周 围 设 施 及 AVG 本身，在 AGV 的前后各装有一个 OMRON 的 超声波雷达，前后还装有带弹簧缓冲的保险杠，保 险杠上安装行程开关，发现障碍或发生触碰时能立 即停止运动． AGV 在行走时发出声光报警，以警示 行人和动物． AGV 的显著位置装有急停按钮，按下 AVG 就停住． AGV 实时监测各种状态，包括检测到 障碍、触 碰、急 停 都 立 即 传 输 给 上 位 机，告 知 控 制 人员．
收稿日期： 2010 － 11 － 02 基金项目： 江苏大学农机研究院委托基金资助项目（ 2006DX095F） 作者简介： 尚 婕（ 1979—） ，女，河南开封人，讲师，研究方向为控制理论及应用． E-mail： shang_j@ 163． com
454
江苏科技大学学报（ 自然科学版）
第 25 卷
和自由路径导引［6 － 8］． ① 固定路径导引主要包括： 电磁导引、光学导引、磁带导引； ② 自由路径导引， 是根据各种传感器来判断 AGV 当前所在位置，然 后再决定下一步移动的方向，主要包括： 行驶路径 轨迹推算导向法、惯性导引、环境映射法导引、激光 导引、视觉导引、GPS 导引．
综合考虑成本和实现的难易程度，文中设计的 农用 AGV 小车采用电磁导引方式． 共设置 3 种导 引信号，1 号导引频率5 kHz，2 号导引频率 6 kHz， 停车频率 4 kHz．
自 动 引 导 小 车 （ Automatic Guided Vehicle， AGV） ，是 指 配 备 有 自 动 导 引 装 置 的 移 载 运 输 小 车，以控制器为核心，以蓄电池为动力，装有非接触 导引装置，无人驾驶． 它的主要功能是通过通讯，在 上位机的监控下，按照规划好的路径和作业要求， 使小车能够比较精确地行走并且停靠在指定地点， 完成一系列作业功能． AGV 具有运输效率 高、节 能、工作可靠、能实现柔性运输、使用灵活、无公害 等许多优点，广泛运用在工业自动化领域［1 － 5］． 随 着现代农业的发展，要实现自动播种、施肥、喷洒农 药、收获、数据和图像采集等一系列目标，多以农用