轮式机器人小车设计文献综述

 2023-11-30 08:11

文献综述

1.国际现状

轮式机器人小车,运用电磁、光学或者视觉引导装置,在无人驾驶情况下,将货物安全运送到指定位置的运输工具。仓储业是最早应用机器人小车的行业。最早的自动引导运输车是1954年美国研制的,Bassrrett电子公司,感应式电瓶牵引车。鉴于当时技术水平有限该车体积庞大、功能简单,应用非常受限制。随着技术进步,微型处理器、集成电路的发展轮式机器人小车也更加灵活,更加智能,它现在已经成为一种应用型机器人智能化技术[1]~[5]。1954年美国的Mercury Motor Freight公司投入运营世界上首台智能机器人小车,用来自动搬运仓库货物。1981年伦敦召开了第一届世界机器人小车国际会议,促进了小车在一些自动化领域的运用,一些技术进入成熟阶段,开始再生产中系列化批量化应用。1974年瑞典的VolvoKalmar轿车装配厂为了提高运输系统的灵活性,采用基于机器人小车为载运工具的自动轿车装配线,该装配线由多台可装载轿车车体,采用该装配线后,装配时间减少了20%,装配故障减小39%,投资回收时间减小57%,劳动力减小了5%。邮局、图书馆、码头和机场等场合,物品的运送存在着作业量变化大、动态性强、作业流程经常调整、以及搬运作业过程单一、工作环境变化大等特点,机器人小车的并行作业、自动化、智能化和柔性化的突出特性能够很好的满足以上各种场合的工作需求。瑞典于1983年在大斯得哥尔摩邮局、日本于1988年在东京多摩邮局、中国在1990年于上海邮政枢纽开始使用机器人小车,完成邮品的搬运工作。在荷兰鹿特丹港口,50辆称为“yardtractors”的机器人小车完成集装箱从船边运送到几百码以外的仓库这一重复性工作。

欧洲早在73-0年代就生产了许多机器人小车,John公司成功将AS/GS与自动引导运输车联系在一起。比利时Egemine公司的重型机器人小车在全球占有较大份额。法国Axter公司的标准机器人小车型叉车最大重量可以达到3.5吨,叉长750到2400毫米;垛车(标准型)最大重量1.6吨。此外美国JBT公司、芬兰Rocla公司、日本大福公司也处于国际领水平。

在提升单车性能时发达国家也大量应用机器人小车远程控制与监控网络,在这个领域1996年美国NorthAndover公司成功做到互联网和车上PLC控制器的链接,此举使得用户可以在任何地点、任何时间对机器人小车进行监控。后来德国、加拿大、日本等过科研机构也加入研究。

目前世界上有数以万计各种各样自动引导运输车行驶在在世界各地大大小小仓库的内部,其中轮式小车占多数。轮式机器人小车在制造业的生产线中有重要地位,搬运任务可以完成的高效、准确、灵活。并且可由多台AGV组成柔性的物流搬运系统,搬运路线可以随着生产工艺流程的调整而及时调整,使一条生产线上能够制造出十几种产品,大大提高了生产的柔性和企业的竞争力,智能化水平也越来越高,并且朝着一体化发展[6]~[8]

2.国内现状

我国机器人小车研究起步确实比欧美晚些,发展也是比较缓慢。1975年中国第一台三轮式、电磁引导型机器人小车;80年代中国第二汽车公司应用了北京机械工业研究所研制的机器人小车。1989年北京邮电大学科学研究规划院研制了我国第一台远程遥控的机器人小车并尝试批量生产。到了1996年,累计生产了23台此类车辆。昆船集团研制出了第一台激光导引小车。第一款生产型的轮式机器人小车由上海交通大学机电学院研制,应用于安徽叉车总厂。

国内对于轮式机器人小车主要研究集中在调度理论方向上,中南大学诸多学者从柔性制造系统这个方向分析了多车请求的系统。浙江大学研究人员把最短路径考虑进去同时兼顾工艺路线,设计出看以遗传算法为核心的机器人小车系统。

中国在1990年于上海邮政枢纽开始使用机器人小车,完成邮品的搬运工作,率先探索自动轮式机器人小车的应用。2000年海尔集团投产运行的开发区立体仓库中,9台轮式机器人小车组成了一个柔性的库内自动搬运系统,成功地实现了了每天两万多件的出入库货物和零部件的搬运目标。2015年底,全国已经有超过2200座自动化仓库,其中有16%的仓库属于烟草行业。洋河、牛栏山白酒巨头也在加大对于轮式机器人小车应用的研究;医院也在考虑运用机器人小车运输医疗物品从而减轻医护人员压力。总的来说机器人小车在国内处于方兴未艾状态,有着巨大潜能[9]~[15]

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