AGV小车新型安全识别装置的研制

文/张新 贾健 何忠 黄登峰 刘浥

AGV小车指装备有电磁或其他定位装置，按照规定的路径行驶，具有安全保护以及各种运载功能的搬运车。AGV小车在烟草行业中应用广泛，主要用于各种物资的运输。由于工作环境复杂，小车在工作过程中会遇到设备、人员等障碍。AGV小车的安全识别装置则存在扫描盲区，可能威胁到人员和设备的安全。而基于RFID技术的新型安全识别系统能够消除安全隐患，实现全方位扫描，提高安全指数。

1 系统设计

基于RFID技术研制而成的新型AGV小车安全识别装置主要由读卡器、标签、电源模块和继电器组合。

1.1 系统参数选定

根据AGV小车的运行环境情况和要求，确定系统各装置的技术参数如表1。

1.2 系统电路设计

确定各部分的参数后，设计各部分的接入位置和电路图，如图1所示。

2 试验测试

系统按照设计安装完成之后，进行了盲区检测和行车检测，以验证有效性和安全性。

2.1 盲区检测

保持AGV小车的位置不动，在小车的不同方位和不同高度对RFID系统进行定点盲区检测。

检测步骤：

（1）保持小车处于待机但不行进状态；

（2）实验人员手持标签站在小车的不同方位和不同距离，保持标签离地20cm的高度，看小车是否被触发停止信号；

（3）为提高检测的可靠性，本次检测共重复100次，统计出标签在不同位置时，读卡器的扫描成功率；

（4）将标签离地高度改为140cm，然后重复步骤1～3；

表1：参数配置表

表2：20cm高度的盲区检测结果表

表3：120cm高度的盲区检测结果表

表4：200cm高度的盲区检测结果表

（5）将标签离地高度改为200cm，然后重复步骤1～3。

2.2 行车测试

保持粘贴有标签的障碍物的位置不动，检测小车在前进或者后退过程中在撞到障碍物之前能否停车。

检测步骤：

（1）在卷包车间生产现场选择一块开阔平稳的场地作为试验场地，除实验人员外，严禁其他人员进出；

（2）将粘贴有标签的楼梯放在小车前进或者后退方向的不同距离处；

（3）启动小车，使小车保持正常速度前进或者后退，为保证实验人员安全，AGV小车旁边跟着一位工作人员，随时准备手动制动；

（4）为提高检测的可靠性，本次检测共重复100次，统计出障碍物不同位置时，小车成功停车率；

（5）将楼梯放置于小车左前或者右前拐弯的不同距离上，然后重复步骤1～4；

（6）将楼梯放置于小车向左后或者右后倒退的不同距离上，然后重复步骤1～4。

3 测试结果与分析

图1：系统安装电路图

图2：新系统扫描范围示意图

3.1 盲区检测结果

盲区检测结果如表2、表3、表4所示。

通过对盲区检测的结果统计后发现，安装了读卡器之后，小车周围5m范围内的不同的方位，不同的高度都能实现100%准确扫描识别；而小车在后方则可以实现4m范围内的不同的方位，不同的高度都能实现100%准确扫描识别，具体的扫描区域如图2所示。

图2中两个半径1.6m的小半球是以AGV小车最远的安全距离为半径所作的球体，也是小车安全运行所需的最小扫描区域，只要小车的扫描范围能够安全覆盖这两个半球体就说明，小车在运行过程中能够识别障碍物并在撞到障碍物之前制动停车，保证小车能够安全运行。从图中可以发现，新的安全识别系统安装之后，AGV小车对扫描识别障碍物的区域完全覆盖了小车的最小扫描区域，消除了小车行进方向上的扫描盲区，排除了小车运行中的安全隐患。

3.2 行车检测结果

通过对装有RFID系统的AGV小车进行行车测试，由测试的结果我们可以看出，小车正常前进方向上5m范围内均能100%准确检测到障碍物并制动停车；而小车在后退方向则能100%准确检测到4m范围内的障碍物并准确停车。

4 小结

新的安全识别装置消除了AGV小车行进方向上的全部盲区，扫描覆盖率达到了100%，使得AGV小车能够准确有效识别其行进方向上离地或没有离地的人和设备，排除了AGV小车运行过程中存在的安全隐患，提高了车间员工和设备工作环境的安全指数；减少了AGV小车的安全事故发生数，提高了车间的安全生产能力，提升企业口碑；同时也为行业内其他烟厂的AGV小车安全识别能力的提升提供可借鉴的范例。