5.1 电池AGV启动时需要的电流大,需要使用动力电池,使用Zui多的动力电池有铅酸电池和锂电池。铅酸电池寿命短、能量密度低,而锂电池密度高、成本也高。还有一种电池叫做超级电容,它的寿命很长,能量密度非常低,用的不多。
zhiming的电池厂家有霍克(HAWKER)、荷贝克(HOPPECKE)等。下图是霍克 AGV专用电池标签。铅酸电池的额定放电电流一般是0.5C,例如80Ah的电池,额定放电电流是0.5×80=40A0.5\times80=40A0.5×80=40A。铅酸电池的Zui大放电电流一般是3C,即3×80=240A3\times80=240A3×80=240A。电池的电压会随着电量消耗逐渐降低,开始降低得很慢,当电量很少时会急剧下降。根据这个关系,通过检测电压就能知道电池还剩余多少电,是否应该充电。
我们如何估计一个 AGV 该选用多大容量的电池呢?
AGV 上Zui耗电的器件就是电机了。一般来说,电机的额定功率 PPP会写在电机铭牌上。根据初中物理知识,功率等于电压和电流的乘积,即 P=UI P=UI P=UI驱动电机的额定电压一般容易得到,通过上式可以计算出电流。当然,实际工作的功率一般会比额定功率小,这里要乘以一个系数,具体要看AGV的负重、工作路面等。求出电流乘以工作时间就是电池的容量了。注意,电池的容量和能量是两个不同的概念,前者是电流乘以时间(单位是“安时”(Ah))、而后者是电流乘以电压乘以时间(单位是“千瓦时”(KWh))。
5.2 电压变换如果传感器、控制器等器件和电池的输出电压不同,就需要使用电压变换模块,它还可以起到稳压的作用。一般传感器常用的电压是12V、控制器常用的电压是24V,需要有相应的模块。可以选择广州金升阳的电压变换模块,可选配散热片和导轨,便于散热和固定,如下图所示的48V转24V的模块。选择模块时主要关心的功率,即它能提供的Zui大电流。
(六)开关
6.1 电源开关选择电源总开关时要注意它是“自锁的”还是“自动复位的”。自锁的意思就是按下后手指松开,开关依然保持闭合使供电畅通;而自动复位的开关按下按钮后如果松开手指,电路就会被切断,如下图所示。一般机箱上的电源总开关应该选择自锁型的,否则你要一直按着按钮才能使电路畅通,不要购买下图右所示的自复位型开关(代号:XB2-BA31C,价格在22元左右)。假如你买错了也不要紧,你可以再买一个自锁模块ZB2-BZ21C,将这个模块添加到XB2-BA31C开关上就能将它变成一个自锁开关。
6.2 急停开关在所有AGV 车体上都能找到的一个东西就是急停开关。根据国家标准GBT 20721-2006 《自动导引车通用技术条件》中第4.2.6项的规定:“AGV应配备紧急停车按钮,该按钮的安装位置在紧急情况下应便于操作。应采用红色按钮,急停按钮按下应关闭 AGV驱动电源”。在AGV失去控制的情况下,按下急停开关能让它立即停止运动,从而防止伤害到人。急停开关构成了Zui后的安全屏障。为了保证使用可靠,可以购买施耐德的XB2-BS542C。急停开关的按钮一般设计得很大,方便按下,又被俗称为蘑菇头,它一般都是自锁的,按下后需要旋转才能松开。购买时唯一要注意的是它的安装直径,一般选择22mm 即可。
(七)电气元件
AGV上既有强电也有弱电,例如舵轮的驱动器需要的电流通常很大,而控制器和一些传感器只需要很小的电流。我们要合理设计电路,防止它们相互干扰,更主要的是包含弱电器件。根据国家标准GBT30029-2013《自动导引车(AGV)设计通则》中第6.7.7.4项的规定,控制器应该具有过压保护、欠压保护、过流保护功能。
我们要在电路中加入以下器件:■\blacksquare■接触器:用小电流控制大电流。上面的电源开关只允许通过较小的电流,但有时设备里有些组件需要大电流才能启动,例如舵轮驱动器。我们不能用一个开关既控制小电流也控制大电流,这时就需要借助接触器。接触器内部有个电磁铁,我们用小电流控制电磁铁的吸合,电磁铁带动另一组开关闭合使大电流通过。在AGV上使用的是直流接触器,注意接触器的线圈会发出一定热量,安装应当注意散热和对附近器件的影响。 断路器:起到过流、欠压保护的作用。断路器也相当于一个开关,在短路等电流过大时断开,保护设备;
继电器:也相当于一个开关,它是用小电压控制触点开闭的,注意触点不能流过太大电流。
AGV 采用电池作为能源,而电池的电压通常不是很稳定,在使用时电压会波动。西门子的 PLC对输入电压具有一定的适应能力,我们zuihao用一个24V到 24V 的稳压模块将电池的电压稳定后再供给PLC。对于使用24V供电的其它器件,例如磁导航传感器,也是这样。
(八)激光避障传感器
AGV的安全防护方式有接触式和非接触式之分。触边属于接触式的,而激光传感器和超声波传感器属于非接触式。当然非接触式的传感器更加安全,因为不需要直接接触即可监测障碍物。 。