CN112817311A - 一种双车协同运动方法 - Google Patents

一种双车协同运动方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112817311A
CN112817311A CN202011627634.1A CN202011627634A CN112817311A CN 112817311 A CN112817311 A CN 112817311A CN 202011627634 A CN202011627634 A CN 202011627634A CN 112817311 A CN112817311 A CN 112817311A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
speed
vehicles
theta
slave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011627634.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112817311B (zh
Inventor
赵蕾磊
王博
刘新新
王彦丰
李宗雯
李鸿向
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Jinling Zhizao Research Institute Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Jinling Zhizao Research Institute Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Jinling Zhizao Research Institute Co ltd filed Critical Jiangsu Jinling Zhizao Research Institute Co ltd
Priority to CN202011627634.1A priority Critical patent/CN112817311B/zh
Publication of CN112817311A publication Critical patent/CN112817311A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112817311B publication Critical patent/CN112817311B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0223Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving speed control of the vehicle
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0214Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory in accordance with safety or protection criteria, e.g. avoiding hazardous areas
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0276Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0287Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
    • G05D1/0291Fleet control
    • G05D1/0295Fleet control by at least one leading vehicle of the fleet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

本发明公开一种双车协同运动方法,两车协同工作时,所述方法将AGV直线队列运动方式分为车组前后轨迹运行和侧移轨迹运行两种情况的调整,在双车协同工作时主动控制两车相对位置,使车组在前后方向和侧移方向移动时两车相对位置能始终保持在一定范围内变化;配套双车协同运动的解耦装置,使得两车在存在一定相对距离及姿态偏差的情况下,工件仍不受额外力影响,保证转运安全。

Description

一种双车协同运动方法
技术领域
本发明涉及工业物流智能化技术领域,具体说是一种双车协同运行方法。
背景技术
在航空航天制造、轨道交通等工业领域,大质量、大尺寸工件的搬运作业非常普遍。单台AGV能力有限,对于大质量或大尺寸工件的转运,若使用单车负载会增加单车尺寸、加大制造成本,亦不利于AGV待机空间规划。若使用双车协同转运的方式,不仅可以减小单车尺寸、降低设计难度,还可使转运方式更为灵活,提高工作效率,提升经济性。双车协同工作尤其适用于单一方向尺寸较大的工件。对于非重载大尺寸的场合,亦可将两车分开使用,提高转运灵活性和AGV利用率。
发明内容
针对于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种双车协同运动方法,在AGV直线列队行进时的相对距离调整,能够保证工件在有限车组距离差与姿态差存在的条件下不受外力损害。该方法不仅可以减小单车尺寸、降低设计难度,还可使转运方式更为灵活,提高工作效率,提升经济性。
本发明包含以下几个技术方案,第一个为:
一种双车协同运动方法,所述方法将AGV直线队列运动方式分为车组前后轨迹运行和侧移轨迹运行两种情况的调整,包括以下步骤:
步骤一,定义车组前进、后退和侧移时状态,两车体分别建立坐标系o1-x1y1和o2-x2y2,x1和x2正向指向一致,y1和y2正向指向一致;y1方向为前后运行正向,x1为侧向运行正向;定义前后运行正向时头车为主车,尾车为从车;
步骤二,检测各个数据采集时刻安装在解耦装置上的位移传感器和角度传感器反馈数据;
步骤三,在车组侧移轨迹运行方式下,对所述反馈数据进行处理得到两车中心在轨迹方向距离Lp,使用该数值作为PID函数参数输入控制从车速度,使两车相对位置得到调整;
步骤四,在车组前后轨迹运行方式下,监控各个数据采集时刻位移传感器反馈数据与标准距离差值|L1-L0|,当该差值超出设定范围时,使用该数值作为PID函数参数输入控制从车速度,使两车相对位置得到调整。
进一步的,车组前后轨迹运行时调速方法具体为:
步骤4.1,设前后移动轨迹情况下,系统的运动状态参数;
步骤4.2,根据所述反馈数据与标准距离差值的关系,选取不同的PID控制函数对车速进行调整。
更进一步的,所述步骤4.1具体包含以下内容:
步骤4.11,设置车组指令速度V0、两车间距初始值L0,L1为各个数据采集时刻传感器反馈的两车中心点距离;Vc为从车速度;
步骤4.12,设计PID函数,f1(L1-L0)和f2(L1-L0)是关于L1-L0的PID函数;
步骤4.13,ΔL为|L1-L0|的允许最大值;
步骤4.14,V0>0表示车组前后运行状态下正向运行。
更进一步的,所述步骤4.2具体包含以下内容:
若L1-L0>ΔL且V0>0,通过速度调整公式Vc=f1(L1-L0)调整从车速度,使从车加速;
若L1-L0>ΔL且V0<0,通过速度调整公式Vc=f2(L1-L0)调整从车速度,使从车减速;
若L1-L0<-ΔL且V0>0,通过速度调整公式Vc=f2(L1-L0)调整从车速度,使从车减速;
若L1-L0<-ΔL且V0<0,通过速度调整公式Vc=f1(L1-L0)调整从车速度,使从车加速;
若|L1-L0|≤ΔL且主车已停车,则从车停车;若|L1-L0|≤ΔL且主车未停车,从车当前速度行驶,不对从车速度做调整。
进一步的,车组侧向运行时调速方法具体包括以下步骤:
步骤3.1,设定侧移轨迹情况下,系统的运动状态参数;
步骤3.2,根据所述反馈数据与车组指令速度之间的关系,选取不同的PID控制函数对车速进行调整。
更进一步的,所述步骤3.1具体包含以下内容:
步骤3.11,开始运行前设置车组指令速度V0
步骤3.12,设定L1为各个数据采集时刻传感器反馈的两车中心点距离;
步骤3.13,设定θ1和θ2分别为车体姿态角和工件与车体坐标系夹角,通过传感器采集,理想状态下θ1=0,θ2=0;
步骤3.14,设定|Lp|为两车中心在轨迹方向距离,理想状态下|Lp|=0,Lp为正数或为负数,其正负与θ1和θ2的符号相关;
设定Vc为从车速度;f1(Lp)和f2(Lp)是关于Lp的PID函数;ΔLp为|Lp|的允许最大值;V0>0表示车组侧向状态下正向运行。
更进一步的,所述步骤3.2具体包含以下内容:
若Lp>ΔLp且V0>0,通过速度调整公式Vc=f1(Lp)调整从车速度,使从车减速;
若Lp>ΔLp且V0<0,通过速度调整公式Vc=f2(Lp)调整从车速度,使从车加速;
若Lp<-ΔLp且V0>0,通过速度调整公式Vc=f2(Lp)调整从车速度,使从车加速;
若Lp<-ΔLp且V0<0,通过速度调整公式Vc=f1(Lp)调整从车速度,使从车减速;
若|Lp|≤ΔLp且主车已停车,则从车停车;若|Lp|≤ΔLp且主车未停车,从车当前速度行驶,不对从车速度做调整。
上述运动过程中,两车相对位置共可分为六种情况,对于每种情况采取对应的方式进行计算;
情况1,主车坐标系x轴逆时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1<0;在此条件下,两车中心连线逆时针旋转θ2与主车坐标系y轴重合,定义θ2<0;θ1<0且θ2<0时,定义此时Lp<0;
情况2,主车坐标系x轴逆时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1<0;在此条件下,两车中心连线顺时针旋转θ2与主车坐标系y轴重合,定义θ2>0;θ1<0、θ2>0且|θ2|≤|θ1|时,定义此时Lp<0;
情况3,主车坐标系x轴逆时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1<0;在此条件下,两车中心连线顺时针旋转θ2与主车坐标系y轴重合,定义θ2>0;θ1<0、θ2>0且|θ2|>|θ1|时,定义此时Lp>0;
情况4,主车坐标系x轴顺时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1>0;在此条件下,两车中心连线顺时针旋转θ2与主车坐标系y轴重合,定义θ2>0;θ1>0、θ2>0时,定义此时Lp>0;
情况5,主车坐标系x轴顺时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1>0;在此条件下,两车中心连线逆时针旋转θ2与主车坐标系y轴重合,定义θ2<0;θ1>0、θ2<0且|θ2|≤|θ1|时,定义此时Lp>0;
情况6,主车坐标系x轴顺时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1>0;在此条件下,两车中心连线逆时针旋转θ2可与主车坐标系y轴重合,定义θ2<0;θ1>0、θ2<0且|θ2|>|θ1|时,定义此时Lp<0。
本申请的第二个技术方案为:AGV小车顶部解耦装置,所述解耦装置安装于AGV队列车组上,所述AGV队列车组包含主车和从车,所述主车解耦装置包含旋转副,从车解耦装置包含一个移动副和一个旋转副;
所述移动副通过安装滚动直线导轨副实现,旋转副通过滚动轴承实现;
解耦装置共可分为三层结构,一层为滚动轴承及回转平面,滚动轴承内圈与车体固定,外圈与回转平面固定,外圈及回转平面可相对于内圈转动,形成旋转副;
二层包括滚动直线导轨及其安装平面,所述安装平面通过两组一字轴与一层回转平面连接,与回转平面同步旋转;
三层为工作平面,所述工作平面上表面与转运工件接触,下表面与滚动直线导轨副滑块固定连接,滑块移动时带动三层移动,即形成移动副;
主车与从车解耦装置结构相同,使用时将主车滚动直线导轨上滑块锁死,仅留旋转副;主车与从车上旋转副和移动副的配合使用使得车组在有限姿态及距离偏差下工件仍不受额外力影响。
进一步的,所述解耦装置二层与一层通过两组一字轴连接,主车与从车的一字轴组相互垂直放置,当路面高低不平时可在高度方向上解耦,保证转运安全。
与现有技术相比,本发明一种双车协同运行方法及AGV小车顶部解耦装置有以下有益效果:
本发明提供的方法可及时调整两车排队运行过程中,两车相对位置,控制两车相对位置在一定范围内变化。
还能够保证工件在有限车组距离差与姿态差存在的条件下不受外力损害。该方法不仅可以减小单车尺寸、降低设计难度,还可使转运方式更为灵活,提高工作效率,提升经济性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明中的技术方案,下面将对本发明中所需要使用的附图进行简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本发明车组前后轨迹运行路线示意图;
图2为本发明车组侧向轨迹运行路线示意图;
图3为双车联动解耦装置原理示意图;
图4为两车中心在轨迹方向距离计算示意图;
图5为两车相对位置示意图;
图6、图7为两车解耦装置结构示意图;
图中,1-一层,2-二层,3-三层,4-滚动轴承,5-滚动直线导轨,6-一字轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例为一种AGV小车顶部解耦装置,本发明涉及两AGV直线列队行进时的相对距离调整,AGV顶部配套有解耦装置,分为车组前后轨迹运行和侧移轨迹运行两种情况的调整。
双车协同运行的前提是两车均已具备循迹能力。两车协同工作时,若不采取任何措施,由于地面不平、传感器反馈数据误差、通讯延迟等因素的影响,可能使两车相对位置及姿态发生变化,从而使得工件受到额外力影响,引起工件的损坏。因此,需要设计一种方法在双车协同工作时主动控制两车相对位置,使车组在前后方向和侧移方向移动时两车相对位置能始终保持在一定范围内变化;配套双车协同运动的解耦装置,使得两车在存在一定相对距离及姿态偏差的情况下,工件仍不受额外力影响,保证转运安全。
本实施例提供的一种双车协同运动方法,该方法将AGV直线队列运动方式分为车组前后轨迹运行和侧移轨迹运行两种情况的调整,包括以下步骤:
步骤一,定义车组前进、后退和侧移时状态,两车体分别建立坐标系o1-x1y1和o2-x2y2,x1和x2正向指向一致,y1和y2正向指向一致;y1方向为前后运行正向,x1为侧向运行正向;定义前后运行正向时头车为主车,尾车为从车;
步骤二,检测各个数据采集时刻安装在解耦装置上的位移传感器和角度传感器反馈数据;
步骤三,在车组侧移轨迹运行方式下,对所述反馈数据进行处理得到两车中心在轨迹方向距离Lp,使用该数值作为PID函数参数输入控制从车速度,使两车相对位置得到调整;
本实施例中,两车中心在轨迹方向距离Lp是通过对位移传感器测得两车中心距离、角度传感器反馈两车中心相对偏转角度通过三角函数关系计算得到。
步骤四,在车组前后轨迹运行方式下,监控各个数据采集时刻位移传感器反馈数据与标准距离差值|L1-L0|,当该差值超出设定范围时,使用该数值作为PID函数参数输入控制从车速度,使两车相对位置得到调整。
车组移动过程中不对主车运行速度进行控制,通过调整从车速度调整两车相对距离。
进一步的,车组前后轨迹运行时调速方法具体为:
步骤4.1,设前后移动轨迹情况下,系统的运动状态参数;
步骤4.2,根据所述反馈数据与标准距离差值的关系,选取不同的PID控制函数对车速进行调整。
更进一步的,所述步骤4.1具体包含以下内容:
步骤4.11,设置车组指令速度V0、两车间距初始值L0,L1为各个数据采集时刻传感器反馈的两车中心点距离;Vc为从车速度;
步骤4.12,设计PID函数,f1(L1-L0)和f2(L1-L0)是关于L1-L0的PID函数;
步骤4.13,ΔL为|L1-L0|的允许最大值;
步骤4.14,V0>0表示车组前后运行状态下正向运行。
更进一步的,所述步骤4.2具体包含以下内容:
若L1-L0>ΔL且V0>0,通过速度调整公式Vc=f1(L1-L0)调整从车速度,使从车加速;
若L1-L0>ΔL且V0<0,通过速度调整公式Vc=f2(L1-L0)调整从车速度,使从车减速;
若L1-L0<-ΔL且V0>0,通过速度调整公式Vc=f2(L1-L0)调整从车速度,使从车减速;
若L1-L0<-ΔL且V0<0,通过速度调整公式Vc=f1(L1-L0)调整从车速度,使从车加速;
若|L1-L0|≤ΔL且主车已停车,AGV控制系统收到主车零速反馈,则从车停车;若|L1-L0|≤ΔL且主车未停车,从车当前速度行驶,不对从车速度做调整。
定义车组前进/后退和侧移时状态如图1、图2。两台AGV组成直线队形,两车体分别建立坐标系o1-x1y1和o2-x2y2,x1和x2正向指向一致,y1和y2正向指向一致。y1方向为前后运行正向,x1为侧向运行正向。定义前后运行正向时头车为主车,尾车为从车。
车组前后轨迹运行时调速方法如图4(a):
开始运行前设置车组指令速度V0、两车间距初始值L0
L1为各个数据采集时刻传感器反馈的两车中心点距离;
Vc为从车速度;
f1(L1-L0)和f2(L1-L0)是关于L1-L0的PID函数;
ΔL为|L1-L0|的允许最大值;
V0>0表示车组前后运行状态下正向运行。
监控各个数据采集时刻位移传感器反馈数据与标准距离差值|L1-L0|,当该差值超出允许范围(|L1-L0|>ΔL)时,使用该数值作为PID函数参数输入控制从车速度,即Vc=V0+Index×K×|L1-L0|(K>0)。当从车需加速时,若V0>0,则Index=1且K值满足Vmin≤|V0+K×|L1-L0||≤Vmax(Vmax为AGV允许最大运行速度,Vmin为AGV允许最小运行速度);若V0<0,则Index=-1且K值满足Vmin≤|V0+K×L1-L0||≤Vmax。当从车需减速时,若V0>0,则Index=-1且K值满足Vmin≤|V0+K×|L1-L0||≤Vmax;若V0<0,则Index=1且K值满足Vmin≤|V0+K×|L1-L0||≤Vmax,从而两车相对位置得到调整。
Index为用于区别K的正负号而设定的参数,上述Vc=f1(L1-L0)、Vc=f2(L1-L0)的表达式均为Vc=V0+Index×K×|L1-L0|(K>0),只是K的正负号不同而有所区别。
进一步的,车组侧向运行时调速方法具体包括以下步骤:
步骤3.1,设定侧移轨迹情况下,系统的运动状态参数;
步骤3.2,根据所述反馈数据与车组指令速度之间的关系,选取不同的PID控制函数对车速进行调整。
更进一步的,所述步骤3.1具体包含以下内容:
步骤3.11,开始运行前设置车组指令速度V0
步骤3.12,设定L1为各个数据采集时刻传感器反馈的两车中心点距离;
步骤3.13,设定θ1和θ2分别为车体姿态角和工件与车体坐标系夹角,通过传感器采集,理想状态下θ1=0,θ2=0;
步骤3.14,设定|Lp|为两车中心在轨迹方向距离,理想状态下|Lp|=0,Lp为正数或为负数,其正负与θ1和θ2的符号相关;
设定Vc为从车速度;f1(Lp)和f2(Lp)是关于Lp的PID函数;ΔLp为|Lp|的允许最大值;V0>0表示车组侧向状态下正向运行。
更进一步的,所述步骤3.2具体包含以下内容:
若Lp>ΔLp且V0>0,通过速度调整公式Vc=f1(Lp)调整从车速度,使从车减速;
若Lp>ΔLp且V0<0,通过速度调整公式Vc=f2(Lp)调整从车速度,使从车加速;
若Lp<-ΔLp且V0>0,通过速度调整公式Vc=f2(Lp)调整从车速度,使从车加速;
若Lp<-ΔLp且V0<0,通过速度调整公式Vc=f1(Lp)调整从车速度,使从车减速;
若|Lp|≤ΔLp且主车已停车,AGV控制系统收到主车零速反馈,则从车停车;若|Lp|≤ΔLp且主车未停车,从车当前速度行驶,不对从车速度做调整。
车组侧向运行时调速方法如图4(b):
开始运行前设置车组指令速度V0
L1为各个数据采集时刻传感器反馈的两车中心点距离;
θ1和θ2分别为车体姿态角和工件与车体坐标系夹角,均可通过传感器采集,理想状态下θ1=0,θ2=0;
|Lp|为两车中心在轨迹方向距离,理想状态下|Lp|=0,Lp可正可负,其正负与θ1和θ2符号相关,可反应从车超前或滞后,共可分为图示六种情况;
Vc为从车速度;
f1(Lp)和f2(Lp)是关于Lp的PID函数;
ΔLp为|Lp|的允许最大值;V0>0表示车组侧向状态下正向运行。
监控各个数据采集时刻传感器反馈数据并进行处理得到Lp,使用该数值作为PID函数参数输入控制从车速度,即Vc=V0+Index×K×|Lp|。当从车需加速时,若V0>0,则Index=1且K值满足Vmin≤|V0+K×|Lp||≤Vmax;若V0<0,则Index=-1且K值满足Vmin≤|V0+K×|Lp||≤Vmax。当从车需减速时,若V0>0,则Index=-1且K值满足Vmin≤|V0+K×|Lp||≤Vmax;若V0<0,则Index=1且K值满足Vmin≤|V0+K×|Lp||≤Vmax。从而使两车相对位置得到调整。
Index为用于区别K的正负号而设定的参数,上述Vc=f1(Lp)、Vc=f2(Lp)的表达式均为Vc=V0+Index×K×|Lp|,只是K的正负号不同而有所区别。
上述运动过程中,两车相对位置共可分为六种情况,对于每种情况采取对应的方式进行计算;
情况1,主车坐标系x轴逆时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1<0;在此条件下,两车中心连线逆时针旋转θ2与主车坐标系y轴重合,定义θ2<0;θ1<0且θ2<0时,定义此时Lp<0;
情况2,主车坐标系x轴逆时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1<0;在此条件下,两车中心连线顺时针旋转θ2与主车坐标系y轴重合,定义θ2>0;θ1<0、θ2>0且|θ2|≤|θ1|时,定义此时Lp<0;
情况3,主车坐标系x轴逆时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1<0;在此条件下,两车中心连线顺时针旋转θ2与主车坐标系y轴重合,定义θ2>0;θ1<0、θ2>0且|θ2|>|θ1|时,定义此时Lp>0;
情况4,主车坐标系x轴顺时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1>0;在此条件下,两车中心连线顺时针旋转θ2与主车坐标系y轴重合,定义θ2>0;θ1>0、θ2>0时,定义此时Lp>0;
情况5,主车坐标系x轴顺时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1>0;在此条件下,两车中心连线逆时针旋转θ2与主车坐标系y轴重合,定义θ2<0;θ1>0、θ2<0且|θ2|≤|θ1|时,定义此时Lp>0;
情况6,主车坐标系x轴顺时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1>0;在此条件下,两车中心连线逆时针旋转θ2可与主车坐标系y轴重合,定义θ2<0;θ1>0、θ2<0且|θ2|>|θ1|时,定义此时Lp<0。
实施例2
本申请的第二个技术方案为:AGV小车顶部解耦装置,所述解耦装置安装于AGV队列车组上,所述AGV队列车组包含主车和从车,所述主车解耦装置包含旋转副,从车解耦装置包含一个移动副和一个旋转副;
所述移动副通过安装滚动直线导轨5副实现,旋转副通过滚动轴承4实现;
解耦装置共可分为三层3结构,一层1为滚动轴承4及回转平面,滚动轴承4内圈与车体固定,外圈与回转平面固定,外圈及回转平面可相对于内圈转动,形成旋转副;
二层2包括滚动直线导轨5及其安装平面,所述安装平面通过两组一字轴6与一层1回转平面连接,与回转平面同步旋转;
三层3为工作平面,所述工作平面上表面与转运工件接触,下表面与滚动直线导轨5副滑块固定连接,滑块移动时带动三层3移动,即形成移动副;
主车与从车解耦装置结构相同,使用时将主车滚动直线导轨5上滑块锁死,仅留旋转副;主车与从车上旋转副和移动副的配合使用使得车组在有限姿态及距离偏差下工件仍不受额外力影响。
进一步的,所述解耦装置二层2与一层1通过两组一字轴6连接,主车与从车的一字轴6组相互垂直放置,当路面高低不平时可在高度方向上解耦,保证转运安全。
如图3,本实施例提供的AGV小车顶部解耦装置,主车和从车顶部各有一套解耦装置,主车解耦装置包含一个旋转副,从车解耦装置包含一个移动副和一个旋转副。移动副的存在使得两车中心连线距离在一定范围内变化时工件不受额外拉力;旋转副的存在使得两车在存在一定姿态偏差时不受额外切向力。解耦装置的使用放宽了两车相对距离与姿态一致性的限制,保障被转运工件安全。
以上调速方法与解耦装置相配合,可以在两车间距超出设定范围时对两车间距进行及时调整,保持两车间距始终位于某一范围;且允许两车姿态及间距存在偏差,车组所负载工件不因偏差值受到额外力影响。注意K值取值需综合考虑主车速度、移动副长度及AGV驱动轮对指令的响应能力。
上述仅为本申请的较佳实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双车协同运动方法,其特征在于,所述方法将AGV直线队列运动方式分为车组前后轨迹运行和侧移轨迹运行两种情况的调整,包括以下步骤:
步骤一,定义车组前进、后退和侧移时状态,两车体分别建立坐标系o1-x1y1和o2-x2y2,x1和x2正向指向一致,y1和y2正向指向一致;y1方向为前后运行正向,x1为侧向运行正向;定义前后运行正向时头车为主车,尾车为从车;
步骤二,检测各个数据采集时刻安装在解耦装置上的位移传感器和角度传感器反馈数据;
步骤三,在车组侧移轨迹运行方式下,对所述反馈数据进行处理得到两车中心在轨迹方向距离Lp,使用该数值作为PID函数参数输入控制从车速度,使两车相对位置得到调整;
步骤四,在车组前后轨迹运行方式下,监控各个数据采集时刻位移传感器反馈数据与标准距离差值|L1-L0|,当该差值超出设定范围时,使用该数值作为PID函数参数输入控制从车速度,使两车相对位置得到调整。
2.根据权利要求1所述的一种双车协同运动方法,其特征在于,车组前后轨迹运行时调速方法具体为:
步骤4.1,设前后移动轨迹情况下,系统的运动状态参数;
步骤4.2,根据所述反馈数据与标准距离差值的关系,选取不同的PID控制函数对车速进行调整。
3.根据权利要求2所述的一种双车协同运动方法,其特征在于,所述步骤4.1具体包含以下内容:
步骤4.11,设置车组指令速度V0、两车间距初始值L0,L1为各个数据采集时刻传感器反馈的两车中心点距离;Vc为从车速度;
步骤4.12,设计PID函数,f1(L1-L0)和f2(L1-L0)是关于L1-L0的PID函数;
步骤4.13,ΔL为|L1-L0|的允许最大值;
步骤4.14,V0>0表示车组前后运行状态下正向运行。
4.根据权利要求3所述的一种双车协同运动方法,其特征在于,所述步骤4.2具体包含以下内容:
若L1-L0>ΔL且V0>0,通过速度调整公式Vc=f1(L1-L0)调整从车速度,使从车加速;
若L1-L0>ΔL且V0<0,通过速度调整公式Vc=f2(L1-L0)调整从车速度,使从车减速;
若L1-L0<-ΔL且V0>0,通过速度调整公式Vc=f2(L1-L0)调整从车速度,使从车减速;
若L1-L0<-ΔL且V0<0,通过速度调整公式Vc=f1(L1-L0)调整从车速度,使从车加速;
若|L1-L0|≤ΔL且主车已停车,则从车停车;若|L1-L0|≤ΔL且主车未停车,从车当前速度行驶,不对从车速度做调整。
5.根据权利要求1所述的一种双车协同运动方法,其特征在于,车组侧向运行时调速方法具体包括以下步骤:
步骤3.1,设定侧移轨迹情况下,系统的运动状态参数;
步骤3.2,根据所述反馈数据与车组指令速度之间的关系,选取不同的PID控制函数对车速进行调整。
6.根据权利要求5所述的一种双车协同运动方法,其特征在于,所述步骤3.1具体包含以下内容:
步骤3.11,开始运行前设置车组指令速度V0
步骤3.12,设定L1为各个数据采集时刻传感器反馈的两车中心点距离;
步骤3.13,设定θ1和θ2分别为车体姿态角和工件与车体坐标系夹角,通过传感器采集,理想状态下θ1=0,θ2=0;
步骤3.14,设定|Lp|为两车中心在轨迹方向距离,理想状态下|Lp|=0,Lp为正数或为负数,其正负与θ1和θ2的符号相关;
设定Vc为从车速度;f1(Lp)和f2(Lp)是关于Lp的PID函数;ΔLp为|Lp|的允许最大值;V0>0表示车组侧向状态下正向运行。
7.根据权利要求6所述的一种双车协同运动方法,其特征在于,所述步骤3.2具体包含以下内容:
若Lp>ΔLp且V0>0,通过速度调整公式Vc=f1(Lp)调整从车速度,使从车减速;
若Lp>ΔLp且V0<0,通过速度调整公式Vc=f2(Lp)调整从车速度,使从车加速;
若Lp<-ΔLp且V0>0,通过速度调整公式Vc=f2(Lp)调整从车速度,使从车加速;
若Lp<-ΔLp且V0<0,通过速度调整公式Vc=f1(Lp)调整从车速度,使从车减速;
若|Lp|≤ΔLp且主车已停车,则从车停车;若|Lp|≤ΔLp且主车未停车,从车当前速度行驶,不对从车速度做调整。
8.根据权利要求4至7任一项所述的一种双车协同运动方法,其特征在于,两车相对位置共可分为六种情况,对于每种情况采取对应的方式进行计算;
情况1,主车坐标系x轴逆时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1<0;在此条件下,两车中心连线逆时针旋转θ2与主车坐标系y轴重合,定义θ2<0;θ1<0且θ2<0时,定义此时Lp<0;
情况2,主车坐标系x轴逆时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1<0;在此条件下,两车中心连线顺时针旋转θ2与主车坐标系y轴重合,定义θ2>0;θ1<0、θ2>0且|θ2|≤|θ1|时,定义此时Lp<0;
情况3,主车坐标系x轴逆时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1<0;在此条件下,两车中心连线顺时针旋转θ2与主车坐标系y轴重合,定义θ2>0;θ1<0、θ2>0且|θ2|>|θ1|时,定义此时Lp>0;
情况4,主车坐标系x轴顺时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1>0;在此条件下,两车中心连线顺时针旋转θ2与主车坐标系y轴重合,定义θ2>0;θ1>0、θ2>0时,定义此时Lp>0;
情况5,主车坐标系x轴顺时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1>0;在此条件下,两车中心连线逆时针旋转θ2与主车坐标系y轴重合,定义θ2<0;θ1>0、θ2<0且|θ2|≤|θ1|时,定义此时Lp>0;
情况6,主车坐标系x轴顺时针旋转θ1与轨迹线重合,定义θ1>0;在此条件下,两车中心连线逆时针旋转θ2可与主车坐标系y轴重合,定义θ2<0;θ1>0、θ2<0且|θ2|>|θ1|时,定义此时Lp<0。
CN202011627634.1A 2020-12-31 2020-12-31 一种双车协同运动方法 Active CN112817311B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011627634.1A CN112817311B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 一种双车协同运动方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011627634.1A CN112817311B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 一种双车协同运动方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112817311A true CN112817311A (zh) 2021-05-18
CN112817311B CN112817311B (zh) 2023-05-09

Family

ID=75856312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011627634.1A Active CN112817311B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 一种双车协同运动方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112817311B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114115030A (zh) * 2021-11-19 2022-03-01 杭州豪盛电动车辆有限公司 车辆协同运输方法、设备、系统及计算机可读存储介质
CN115196264A (zh) * 2022-06-28 2022-10-18 西安优艾智合机器人科技有限公司 一种具有车载夹持器的协同搬运机器人及其控制方法
CN115453858A (zh) * 2022-10-18 2022-12-09 扬州万方科技股份有限公司 一种双车联动控制捕获跟踪系统及其运行方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107357288A (zh) * 2017-06-23 2017-11-17 东南大学 一种用于Mecanum轮机器人双车协同运动装置和方法
CN108614426A (zh) * 2018-06-06 2018-10-02 黄山学院 一种基于干扰观测器的多移动机器人编队鲁棒控制方法
CN110085023A (zh) * 2019-04-10 2019-08-02 同济大学 一种编队行驶车队的车辆间相对位置测量系统和方法
CN110341831A (zh) * 2019-05-20 2019-10-18 南京航空航天大学 双移动机器人柔性连接的协同搬运系统及其复合导航装置
CN111399509A (zh) * 2020-03-24 2020-07-10 华中科技大学 一种多移动机器人协同转运控制方法及系统
CN111413988A (zh) * 2020-04-10 2020-07-14 三一机器人科技有限公司 多车联动方法及多车联动系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107357288A (zh) * 2017-06-23 2017-11-17 东南大学 一种用于Mecanum轮机器人双车协同运动装置和方法
CN108614426A (zh) * 2018-06-06 2018-10-02 黄山学院 一种基于干扰观测器的多移动机器人编队鲁棒控制方法
CN110085023A (zh) * 2019-04-10 2019-08-02 同济大学 一种编队行驶车队的车辆间相对位置测量系统和方法
CN110341831A (zh) * 2019-05-20 2019-10-18 南京航空航天大学 双移动机器人柔性连接的协同搬运系统及其复合导航装置
CN111399509A (zh) * 2020-03-24 2020-07-10 华中科技大学 一种多移动机器人协同转运控制方法及系统
CN111413988A (zh) * 2020-04-10 2020-07-14 三一机器人科技有限公司 多车联动方法及多车联动系统

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114115030A (zh) * 2021-11-19 2022-03-01 杭州豪盛电动车辆有限公司 车辆协同运输方法、设备、系统及计算机可读存储介质
CN114115030B (zh) * 2021-11-19 2024-02-09 杭州豪盛电动车辆有限公司 车辆协同运输方法、设备、系统及计算机可读存储介质
CN115196264A (zh) * 2022-06-28 2022-10-18 西安优艾智合机器人科技有限公司 一种具有车载夹持器的协同搬运机器人及其控制方法
CN115196264B (zh) * 2022-06-28 2024-03-29 西安优艾智合机器人科技有限公司 一种具有车载夹持器的协同搬运机器人及其控制方法
CN115453858A (zh) * 2022-10-18 2022-12-09 扬州万方科技股份有限公司 一种双车联动控制捕获跟踪系统及其运行方法
CN115453858B (zh) * 2022-10-18 2023-11-10 扬州万方科技股份有限公司 一种双车联动控制捕获跟踪系统及其运行方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112817311B (zh) 2023-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112817311B (zh) 一种双车协同运动方法
CN111399509B (zh) 一种多移动机器人协同转运控制方法及系统
CN107357288B (zh) 一种用于Mecanum轮机器人双车协同运动装置和方法
CN109625123A (zh) 一种拼接式搬运车辆、搬运系统和搬运方法
CN101885350A (zh) 全方位自动导引车的路径自适应跟踪控制方法
CN110827535A (zh) 非线性车辆队列协同自适应抗扰纵向控制方法
CN110989571A (zh) 一种用于舵轮驱动型agv的循迹控制方法
CN112462760B (zh) 一种双舵轮agv路径跟踪方法
CN101885351A (zh) 可分式差速驱动装置及其全方位移动自动导引车
CN110103998B (zh) 非对称四舵轮agv转向及平移运动的控制方法
CN103764476A (zh) 铁道车辆用径向转向架
KR20050065639A (ko) 궤도 비접촉 차량의 조타 장치와 그 조타 방법
CN112596521B (zh) 一种双舵轮磁导航agv纠偏方法及装置
CN110794834A (zh) 一种基于后驱前转向的搬运汽车控制系统
CN111413988A (zh) 多车联动方法及多车联动系统
CN216332401U (zh) 一种agv小车顶部解耦装置
CN116859917A (zh) 一种承载超长货物移动机器人双车主从联动控制方法
Hemami et al. Path tracking control problem formulation of an LHD loader
CN112666934A (zh) 一种汽车搬运agv控制系统、调度系统及控制方法
CN114397883A (zh) 全向多轴重载agv小车的控制系统
TWI770966B (zh) 無人自走車之導引控制方法
CN113252040B (zh) 一种改进的agv小车二维码弧线导航方法
CN101613066A (zh) 一种智能型全向移动搬运车
Li et al. Dual Closed-Loop Finite-Time Control for Lateral Trajectory Tracking of Unmanned Ground Vehicles Under Velocity-Varying Motion
Wang et al. Path-tracking control of a tractor-aircraft system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant