为了更好，更快的设计AGV，下文针对常用的AGV减震，布局，传感器布局，控制柜设计等提供一些建议。此设计针对FancyAGV的M4系列导航控制器

一．磁导航传感器的布局方式

1.磁导航固定在车体安装，杠杆结构平衡式减震机构安装方式如下：

图片为仰视视图

总结注意：

(1)上图是典型的自平衡式减震结构，特点是：结构简单可靠，成本低。缺点是：载荷最大重量不能超过舵轮直接承载的4倍。

(2)如果车辆需要平移，前进后退，旋转时，需要安装4只磁导航传感器，其中左右两只传感器负责平移导航，前后两只磁导航负责前后行走导航和旋转时导航。

(3)左右两侧，3#，4#磁导航是负责平移动作，磁导航安装时越靠近车体左右边沿,L2值越大，平移时导航效果越好。

(4)前后运行时1#和2#磁导航起作用，磁导航距离舵轮的垂直距离L1，应该是一个合适的距离，20-50CM之间，L1值越大，导航精度越高，但是弧线转弯半径也越大。建议在设计再根据实际情况讨论一次。

(5)舵轮到车体边沿也就是到侧面磁导航的距离L3，L3越大，平移导航效果越好，L3一般大于20CM，建议根据具体情况而定。

(6)磁导航传感器在安装时应由独立的不锈钢支架安装，距离大面积钢铁结构1CM间距以上，防止车体磁化时干扰到磁导航传感器。磁导航传感器的底面距离地面的安装间距为25mm。磁导航传感器安装时，有字的一面应该朝向车体内侧。

(7)RFID最佳的安装高度是底面距离地面40mm左右，RFID读卡器背面应该尽量远离金属或者安装支架镂空，减少金属对RFID传感器的反射影响。

(8)激光避障雷达的安装，可以根据实际情况，一般避障雷达的单个扫描角度范围是度，根据实际情况可以安装在车头车尾或者对角以及侧面等。

案例图如下

2.磁导航固定在车体，直立导柱式减震机构，安装方式如下：

下图为仰视图

本车为双舵轮，4万向轮结构（万向轮分布在4脚，舵轮分布在中线两侧）

上图为仰视图

总结注意：

总体设计原则和上一种相同，但是其具有以下特点

(1)稳定性高，载重量较大，负载主要由4个万向轮承担。

(2)设计难度较大，直立导柱式减震机构需要在导柱上加减震弹簧，减震弹簧的选择根据胡克定律，弹力F=K*X（其中k是常数，是物体的劲度（倔强）系数）,弹簧的劲度系数，也就是弹簧的软硬选择尤为关键，选择的原则是，空载时在车体自重的情况下，万向脚轮能刚接触到地面，重量绝大部分都压载在舵轮上，重载时，舵轮压力产生的摩擦力F大于AGV运行时的阻力F1.

下图为另外一个案例布局，也为导柱式布局。

这台车的长度是6米，宽度2.5米，前后舵轮的间距是3.7米，载重10T。

舵轮部分的布局

为了防止舵轮碾压磁条，舵轮边沿距离磁条中心，也就是车体中心是mm。

舵轮到前后磁导航传感器垂直间距是mm。

3.磁导航安装在舵轮上，立柱垂直式减震机构，双舵轮安装：

下图为仰视图

上图为仰视图

总结注意：

总体设计原则和上一类相似，但是其具有以下特点

(1)磁导航安装在舵轮上，磁导航随着舵轮转动。

(2)这种安装方式车体转弯半径小，适合一些转弯半径较小的场合，导航时可高速运行。

(3)缺点是：由于前进后退和平移的时导航传感器切换，可以导致平移初期车辆摆动较大，由于磁导航距离舵轮边沿较近，舵轮在弯道时容易碾压磁条。

4.磁导航安装在舵轮上，立柱式或者三点式机构（一个舵轮，两个车尾定向轮，车头万向轮悬空或者取消），单舵轮，安装方式如下：

下图为仰视图

单舵轮单向AGV

总结注意：

总体设计原则和上一类相似，但是其具有以下特

(1)磁导航安装在舵轮上，磁导航随着舵轮转动。

(2)车辆转弯半径小，适合一些转弯半径较小的场合，导航时可以高速运行。

(3)缺点：由于磁导航距离舵轮边沿较近，舵轮在弯道时容易碾压磁条，设计时需要衡量该距离。

案例截图如下

减震机构设计举例

减震机构本身不是必须的，实际是为了保证动力模组和地面摩擦力，减轻震动对车轮冲击，增加使用寿命的一种手段。

减震机构设计原则要达到以下目的：

1.减震机构主要作用是保证动力模组和地面的摩擦力，以便提供较大的动力。

2.减震机构可以减轻地面不平时、过沟过坎时、地面突然出现高低落差时、装载货物时，轮胎承受的冲击力，以免损坏齿轮和包胶轮。

3.减震机构可以减轻货物在AGV运行颠簸时受到的冲击。

4.减震机构应该尽量考虑在载货和空载时AGV车体本身上下浮动范围，越小越好。如果落差太大可能导致平行货物对接失败，装载失败等。

一.杠杆结构平衡式减震机构，2舵轮+2万向轮

特点及设计注意事项：

(1)结构简单，可靠性高，成本低，体积小，重量轻，车体本体配重小，基本免维护。

(2)减震主体在AGV车体。

(3)适用路面条件好，起伏落差不大场景。

(4)缺点是载重量受限动力模组本身的承载限制，最大载荷理论上不超过动力机构最大承载的4倍，.实际使用时要考虑到设备冲击和负载偏载，需要预留一定的安全余量。运动时舵轮承受冲击力大。

(5)设计注意：杠杆和车体连接部分承载部要可靠，回差间隙要小，避免运动时晃动。可以在杠杆两头加小型弹簧，增加一定阻尼，可以加速杠杆回零响应速度和防止维修吊起时，杠杆不受约束的情况下上下晃动，撞击产生意外破坏和伤害。

工作原理：杠杆原理杠杆?分费?杠杆、省?杠杆和等臂杠杆，杠杆原理也称为“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡，作?在杠杆上的两个?矩（?与?臂的乘积）??必须相等。即：动?×动?臂=阻?×阻?臂，?代数式表?为F1·L1=F2·L2。式中，F1表?动?，L1表?动?臂，F2表?阻?，L2表?阻?臂。从上式可看出，要使杠杆达到平衡，动?臂是阻?臂的?倍，阻?就是动?的?倍。

下面为具体案例示意：

二.垂直减震机构系统，双舵轮+4万向轮

特点及设计注意事项：

(1)结构较为复杂，可靠性高低主要取决于设计合理性和加工装配工艺。成本高，水平面积小，高度高，重量适中，AGV车体可设计载荷大，压力可调整，车体本体配重大，需要定期维护清理和加润滑剂。

(2)减震主体在AGV车体或者舵轮上。

(3)适合路面条件不好，起伏落差较大场景。

(4)缺点是成本高，车体本体需要较大配重，空载时将减震弹簧压制至适合位置，万向轮轻触地。压力浮动变化较大，在舵轮下沉时，压力损失较大，容易导致舵轮摩擦力急剧减少，导致舵轮打滑。导向柱受侧向力时，容易变形，导致上下卡顿，失去减震作用。

(6)设计注意：垂直导柱住数量不易过多，由于AGV车运动时，导向柱受较大的径向力，会导致导向柱变形，卡顿，导向柱越多，卡顿现象越明显。

导向柱要做的较为粗壮，材料变形量要小，表面硬度要大，要耐磨，同时直线轴承也要选耐磨产品。

减震弹簧在选择时，劲度系数选的要合适，并且做成行程可调，加防脱调节螺栓。选择原则是，空载时在车体自重的情况下，万向脚轮能刚接触到地面，重量大部分都压载在舵轮上，重载时，舵轮压力产生的摩擦力F大于AGV运行时的阻力F1.

弹簧选择时，建议可以选一些行程大，弹簧劲度系数较小，车体在平地时，弹簧有较大的预压行程X，这样在路面起伏时，X变化较大时，弹簧产生的正压力F变化小，在舵轮下沉时，舵轮摩擦力损失较小，在舵轮上浮时，舵轮所受正压力不会增加太多，避免超过舵轮最大垂直载荷。

工作原理：

胡克定律的表达式为：

其中k是常数，是物体的劲度（倔强）系数。在国际单位制中，F的单位是牛，x的单位是米，它是形变量（弹性形变）。倔强系数（k）在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力。

计算：弹性限度内，弹簧的压力（弹力）可以根据胡克定律来得出

f=kx，f是弹簧的压力，k是劲度系数，x是弹簧的形变量（包括伸长量或压缩量）

每个弹簧我们都可以求出其劲度系数，再测出形变量x就可以知道弹簧的压力（弹力）了。

下面为具体案例示意：

1.车体端减震整体示意

2.舵轮端减震机构

三.铰链式减震机构，双舵轮+4万向轮

特点及设计注意事项：

(1)结构较简单，可靠性高，成本低，高度低，水平占地面积大，重量轻，AGV车体可设计载荷大，压力可调整，车体本体配重大，基本免维护。

(2)减震主体在AGV车体或者舵轮上。

(3)适合路面条件好，起伏落差较小场景。

(4)缺点：舵轮上下浮动时，舵轮沿铰链为圆心旋转，舵轮触地点相对安装垂直中心偏移，布局位置微变，影响控制计算。车体本体需要较大配重，以便空载时将减震弹簧压制至适合位置，万向轮轻微触地。压力浮动变化较大，在舵轮下沉时，压力损失较大，容易导致舵轮摩擦力急剧减少，导致舵轮打滑。铰链受侧向力时，容易变形，导致晃动加剧，尤其是AGV平移时。

(5)设计注意，铰链结构在侧向运行时，铰链受较大的轴向力，会导导致铰链变形，晃动明显。铰链选用时，材料变形量要小，表面硬度要大，要耐磨，同时直线轴承也要选耐磨产品。

减震弹簧在选择时，劲度系数选的要合适，并且做成行程可调，加防脱调节螺栓。选择的原则是，空载时在车体自重的情况下，万向脚轮能刚接触到地面，重量大部分都压载在舵轮上，重载时，舵轮压力产生的摩擦力F大于AGV运行时的阻力F1.

弹簧选择时，建议可以选一些行程大，弹簧胡克系数较小，在车体在平地时，弹簧有较大的预压行程X，这样在路面起伏时，X变化较大时，弹簧产生的正压力F变化小，在舵轮下沉时，舵轮摩擦力损失较小，在舵轮上浮时，舵轮所受正压力不会增加太多，避免超过舵轮最大垂直载荷。

工作原理：

胡克定律的表达式为：

其中k是常数，是物体的劲度（倔强）系数。在国际单位制中，F的单位是牛，x的单位是米，它是形变量（弹性形变）。倔强系数（k）在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力。

计算：弹性限度内，弹簧的压力（弹力）可以根据胡克定律来得出

f=kx，f是弹簧的压力，k是劲度系数，x是弹簧的形变量（包括伸长量或压缩量）

每个弹簧我们都可以求出其劲度系数，再测出形变量x就可以知道弹簧的压力（弹力）了。

铰链结构本质是一种杠杆结构其受力计算如下

杠杆原理杠杆?分为费?杠杆、省?杠杆和等臂杠杆，杠杆原理也称为“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡，作?在杠杆上的两个?矩（?与?臂的乘积）??必须相等。即：动?×动?臂=阻?×阻?臂，?代数式表?为F1·L1=F2·L2。式中，F1表?动?，L1表?动?臂，F2表?阻?，L2表?阻?臂。从上式可看出，要使杠杆达到平衡，动?臂是阻?臂的?倍，阻?就是动?的?倍。

1.车体端减震整体示意

2.舵轮端减震示意图

四.双舵轮+2减震万向轮

特点及设计注意事项：

(1)结构较简单，可靠性高，成本低，高度低，水平占地面积小，重量轻，压力可调整，车体本体配重小，基本免维护。

(2)减震主体在AGV车体或者万向轮上。

(3)适合路面条件好，起伏落差较小场景，适合潜伏式牵引AGV，不太适合负载变化大的背负式承载AGV。

(4)缺点是由于减震机构是加载在万向轮上，AGV偏载时，车体会倾斜，导致货物倾覆或车体高度差异太大导致水平对接时失败。载重时由于万向轮下沉会导致舵轮承压急剧上升，导致舵轮损坏。

(5)设计注意，由于以上讲的危害特性，因此在设计时需要选择合适的弹簧软硬的万向轮（劲度系适合），在空载时车体不能上浮太多导致舵轮悬空，同时在负载时也不能下沉过多，导致车体倾斜，舵轮承压过大。建议在减震万向轮上设计上下限位装置，约束万向轮的浮动范围。

减震万向轮在选择时，劲度系数选的要合适，选择高度可调节万向轮。选择的原则是，空载时在车体自重的情况下，万向轮触地，舵轮承压较小，万向轮承压较大，重载时，舵轮压力产生的摩擦力F大于AGV运行时的阻力F1.

弹簧选择时，建议可以选一些行程大，弹簧劲度系数较小，在车体在平地时，弹簧有较大的预压行程X，这样在路面起伏时，X变化较大时，弹簧产生的正压力F变化小，在舵轮下沉时，舵轮摩擦力损失较小，在舵轮上浮时，舵轮所受正压力不会增加太多，避免超过舵轮最大垂直载荷。

工作原理：

胡克定律的表达式为：

其中k是常数，是物体的劲度（倔强）系数。在国际单位制中，F的单位是牛，x的单位是米，它是形变量（弹性形变）。倔强系数（k）在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力。

计算：弹性限度内，弹簧的压力（弹力）可以根据胡克定律来得出

f=kx，f是弹簧的压力，k是劲度系数，x是弹簧的形变量（包括伸长量或压缩量）

每个弹簧我们都可以求出其劲度系数，再测出形变量x就可以知道弹簧的压力（弹力）了。

1.2舵轮+2减震万向轮设计案例示意图

该结构为车体为钢梁+车体蒙皮方式

2.减震万向轮示意图

配电柜设计示例

AGV车体紧凑，空间狭小，一般采用分布式布局比较合理，下图仅仅展示集中式电气布局，仅供参考

双舵轮电气布局

一体式柜体外观

内部布局

四舵轮电气布局

一体式柜体外观

内部布局

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