AGV 系统架构以及TI 对应参考设计方案介绍

AGV(Automatic Guided Vehicle)即无人搬运车,一般通过地面二维码或者地磁通道预先设定好路线,小车可以根据预先设好的路线自动导航完成仓储搬运工作,可以大大降低物流公司和生产公司的人力成本,目前越来越受到大家的关注。

无人搬运车

无人搬运车的整个系统看起来非常复杂,但是我们可以把它分解为几个部分来分析,如下图所示,首先小车行走需要扫描二维码或者利用地磁,以二维码方式为例,小车底部会存在一个相机进行二维码扫描,目前常用工业相机来实现这一功能。扫描到二维码信息以后小车会将信息传输到巡航板进行分析来判断下一步的动作,巡航板一般使用英特尔X86平台实现分析。小车需要移动,因此在小车的底部一般会有两个电机,目前采用直流无刷电机为主,除此之外小车底部还有一个电机控制板,完成与遥控器、巡航板、电机驱动板之间的通讯,另外这个板子上常常会加入超声波芯片实现小车的避障功能。其次小车因为要实现物体托举和方向转向,存在托举电机和旋转电机。因此系统中还有托举电机,旋转电机驱动板以及托举和旋转电机控制板。因为无人搬运车是由电池供电的,所以系统中会有电池管理板。另这个系统还有遥控器板(遥控控制)和LED灯带板(炫酷状态显示)。外部还有一个充电桩板,实现电池的充电。

  

无人搬运车系统架构

经过上面的分解,我们可以把整个系统归纳为:电机驱动板、电机控制板、无线通信板、电池管理板、充电桩板、工业相机板、巡航板等。

针对最重要的电机驱动、电机控制和无线远程控制,TI 有很多对应的参考设计,比如:

1. 面向 IoT物联网应用,采用MCU和无线Wi-Fi的微步进电机控制参考设计:TIDM-TM4C123IOTSTEPPERMOTOR

该参考设计用于显示如何通过无线Wi-Fi的连接来实现远程对步进电机的控制。控制部分使用TM4C123 MCU 和DRV8833 步进电机驱动器,TM4C123 MCU使用四个 PWM 引脚控制 DRV8833 中 H 桥驱动器的输出,从而以全步长、半步长和微步长( 256 细分)模式运行。同时,TM4C123作主机处理器,CC3100 做网络处理器,构建为 Wi-Fi HTTP 服务器,从而可以通过互联网远程进行控制 MCU/步进电机的运行。

2. 三相无刷直流电机驱动参考设计:tidm-lpbp-bldcmotordrive

该方案采用可支持InstaSPIN™-FOC技术的 TMS320F28027F MCU做为主控,驱动DRV8301 前置驱动器和 CSD18533Q5A功率 MOSFET,来完成直流无刷电机的驱动。可支持最大输出14A峰值,10A连续电流。此设计还采用一个 1.5A 降压转换器,针对短路、过热和击穿提供充分防护,并且可通过 SPI 接口轻松进行配置。

3. 采用高性能 MCU 并支持 Wi-Fi 功能的 IoT 节点参考设计:TIDM-TM4C129XWIFI

该参考设计采用TM4C1294 MCU 和 CC3100 网络处理器构建 Wi-Fi 节点,通过互联网远程控制 MCU 运行状态。

CC3100作网络处理器,将Wi-Fi 协议栈运行在CC3100 上,TM4C1294 作主机处理器调用 Wi-Fi 回调函数和控制函数,将TM4C1294和 CC3100构建为 Wi-Fi HTTP 服务器,该服务器可灵活配置为接入点AP或者基站Station。借助 HTML 代码,用户便可通过 Web 浏览器来远程控制 TM4C1294 ,该方案可演示对TM4C1294XL launchpad 的各种操作,比如 LED 切换、内部温度读取以及按钮操作记录等。

在AGV方案设计的时候可以充分借鉴上面TMS320F28027F、TM4C123、TM4C129,CC3100做主控的参考设计来实现AGV电机驱动板、电机控制板、无线通信板的基本架构,加快产品开发进度,进而加速产品上市。

 

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