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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于磁場(chǎng)導(dǎo)航的智能物流小車
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 基于磁場(chǎng)導(dǎo)航的智能物流小車，是一種物流小車。該種物流小車綜合了傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等技術(shù)，使小車能夠自主識(shí)別直道、彎道等路況，借此以最合適的速度自主循線行走。并能夠到指定的地點(diǎn)自動(dòng)完成取貨、放貨操作。更甚的是，該小車能實(shí)時(shí)地判斷車體是否處正常狀態(tài)并及時(shí)修正，例如當(dāng)小車碰到傳感器盲點(diǎn)時(shí)，它能主動(dòng)找正。該磁導(dǎo)物流小車的發(fā)明，為無(wú)人駕駛以及物流智能化的后續(xù)研究提供經(jīng)驗(yàn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 利用通以20khz，100mA交變電流產(chǎn)生的電磁場(chǎng)對(duì)物流車進(jìn)行導(dǎo)航。電感在電磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)離漆包線的不同位置產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小不同完成對(duì)載物路徑信息的采集并送入單片機(jī)處理。同時(shí)在取放貨物處埋下永久磁鐵，利用干簧管檢測(cè)磁鐵，使小車能準(zhǔn)確的?？吭谌》咆浳锾?。小車停下后，用單片機(jī)控制小車的兩個(gè)機(jī)械臂上升下降完成取放貨功能。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、設(shè)計(jì)目的 隨著工業(yè)化腳步的邁進(jìn)，企業(yè)在倉(cāng)庫(kù)貨運(yùn)方面，對(duì)智能物流車的需求量日益攀升。 物流車分為人駕和智能兩大類。其中，人駕的物流車需要以耗費(fèi)勞動(dòng)力為基礎(chǔ)，雖然可靠性強(qiáng)，但是不利于工業(yè)化，且不適合在危險(xiǎn)環(huán)境下工作。而相比之下，智能化的物流車對(duì)工作環(huán)境的要求相對(duì)較高，但可替代人力在危險(xiǎn)的條件下工作。在過去，智能物流車主要以激光或者攝像頭光電傳感為傳感器。它們對(duì)光照強(qiáng)度的要求比較高，不適合比較復(fù)雜惡劣的環(huán)境。從取優(yōu)補(bǔ)缺的角度出發(fā)，我們把減少智能化物流車對(duì)外界環(huán)境依賴程度以及無(wú)人工參與的條件下全自動(dòng)完成物流人物作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)的智能物流小車以電磁傳感器為導(dǎo)航，它可以在任何光照條件下工作，對(duì)工作環(huán)境的要求大大降低；同時(shí)通過單片機(jī)自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)可以代替人工從事各種危險(xiǎn)環(huán)境，使其工業(yè)化成為可能。 二、基本思路 利用通以20khz，100mA交變電流產(chǎn)生的電磁場(chǎng)對(duì)物流車進(jìn)行導(dǎo)航。電感在電磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)離漆包線的不同位置產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小不同完成對(duì)載物路徑信息的采集并送入單片機(jī)處理。同時(shí)在取放貨物處埋下永久磁鐵，利用干簧管檢測(cè)磁鐵，使小車能準(zhǔn)確的?？吭谌》咆浳锾?。小車停下后，用單片機(jī)控制小車的兩個(gè)機(jī)械臂上升下降完成取放貨功能。 三、創(chuàng)新點(diǎn)：1、全自動(dòng)，適應(yīng)危險(xiǎn)環(huán)境；2、成本低、效益高；3、磁場(chǎng)導(dǎo)航，環(huán)境要求低。 四、技術(shù)關(guān)鍵與技術(shù)指標(biāo)：1、物流小車自動(dòng)循跡；2、物流小車自動(dòng)完成取放貨物的準(zhǔn)確性；3、物流小車的實(shí)用性，適合工業(yè)化。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 磁導(dǎo)航技術(shù)在智能交通領(lǐng)域中是一項(xiàng)非常有前景的技術(shù)，以國(guó)家智能交通系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心(ITSC)的研究成果為例，其采用磁性參考/感知原理，即以車道中心線上布設(shè)的離散磁道釘為車道參考標(biāo)記，通過車載磁傳感器探測(cè)到磁信號(hào)而產(chǎn)生感應(yīng)電壓，來(lái)判斷車輛當(dāng)前的位置情況。 現(xiàn)今有兩種智能物流小車使用于市場(chǎng)上。 一種是沿著既定的鐵軌或支架實(shí)現(xiàn)循跡的物流小車。此種有軌小車由于需要機(jī)械式導(dǎo)軌，其系統(tǒng)的變更性、擴(kuò)展性和靈活性不夠理想。相比于此種物流小車，我們的作品擴(kuò)展性好，靈活性更高；適用范圍廣，安全性更高。 另外一種是使用激光感應(yīng)的智能循跡物流小車。此種小車，在小車的行駛路徑上涂漆或粘貼色帶，通過傳感器對(duì)軌道采入的色帶圖象信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引，其靈活性比較好，地面路線設(shè)置簡(jiǎn)單易行，但對(duì)色帶的污染和機(jī)械磨損十分敏感，對(duì)環(huán)境要求過高，導(dǎo)引可靠性較差，精度較低。相比于此種物流小車，我們的作品對(duì)外界的要求低，更適用于在惡劣的環(huán)境下工作，精度更高。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 模型、現(xiàn)在演示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 一、使用說明 1、根據(jù)各自需要與場(chǎng)合需求鋪設(shè)漆包線，以產(chǎn)生20KHZ交流電。 2、設(shè)定取放貨物地點(diǎn)并埋下永磁鐵。 3、打開電源開關(guān)，智能物流車 會(huì)沿著跑到進(jìn)行搬運(yùn)貨物；當(dāng)關(guān)閉電源開關(guān)時(shí)，智能物流車停止工作。 二、技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 1、本作品采用電磁作為感應(yīng)系統(tǒng)，不受外界光照條件影響，大大提高安全性； 2、本作品使用電源供電，具有較高的使用效率，又能夠環(huán)保節(jié)能； 四、推廣前景：1、成本低、投資效益高，可以大規(guī)模的生產(chǎn)使用；2、適用各類車以及各種場(chǎng)地；3、從《自動(dòng)導(dǎo)引小車（AGV）》一文對(duì)國(guó)外公司物料搬運(yùn)系統(tǒng)裝配類型的統(tǒng)計(jì)可以看出，采用自動(dòng)導(dǎo)向車、有軌搬運(yùn)車、起重機(jī)、輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)和懸掛運(yùn)輸機(jī)的分別占41%、29%、9%、10%和11%。從數(shù)據(jù)中我們可以看出自動(dòng)導(dǎo)向車越來(lái)越重要了。 綜合以上，各方面內(nèi)容都顯示此智能物流小車將被大力推廣于各個(gè)場(chǎng)合使用。
同類課題研究水平概述
- 隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在市場(chǎng)上有多種智能導(dǎo)航物流小車，在各方面都存在著優(yōu)點(diǎn)和不足，現(xiàn)將其概括為以下幾種： 1 直接坐標(biāo)（Cartesian Guidance）式物流小車 用定位塊將物流小車的行駛區(qū)域分成若干坐標(biāo)小區(qū)域，通過對(duì)小區(qū)域的計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引，一般有光電式和電磁式兩種形式，其優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)路徑的修改，導(dǎo)引的可靠性好，對(duì)環(huán)境無(wú)特別要求。缺點(diǎn)是地面測(cè)量安裝復(fù)雜，工作量大，導(dǎo)引精度和定位精度較低，且無(wú)法滿足復(fù)雜路徑的要求。 2 光學(xué)導(dǎo)引（Optical Guidance）式物流小車 在物流小車的行駛路徑上涂漆或粘貼色帶，通過對(duì)攝像機(jī)采入的色帶圖象信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引，其靈活性比較好，地面路線設(shè)置簡(jiǎn)單易行，但對(duì)色帶的污染和機(jī)械磨損十分敏感，對(duì)環(huán)境要求過高，導(dǎo)引可靠性較差，精度較低。 3激光導(dǎo)航（Laser Navigation）式物流小車 激光導(dǎo)引是在物流小車行駛路徑的周圍安裝位置精確的激光反射板，物流小車通過激光掃描器發(fā)射激光束，同時(shí)采集由反射板反射的激光束，來(lái)確定其當(dāng)前的位置和航向，并通過連續(xù)的三角幾何運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)引。此項(xiàng)技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是，物流小車定位精確；地面無(wú)需其他定位設(shè)施；行駛路徑可靈活多變，能夠適合多種現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，它是目前國(guó)外許多物流小車生產(chǎn)廠家優(yōu)先采用的先進(jìn)導(dǎo)引方式；缺點(diǎn)是制造成本高，對(duì)環(huán)境要求較相對(duì)苛刻（外界光線，地面要求，能見度要求等），不適合室外（尤其是易受雨、雪、霧的影響）。
