agv ti 毫米波雷达_一种基于毫米波雷达的AGV小车的制作方法

本实用新型属于交通运输领域，涉及一种基于毫米波雷达的AGV小车。

背景技术：

AGV（Automated Guided Vehicle）通常沿着固定的轨道运行，在实际应用中多依赖激光与电磁两种技术作为常规的安全防护手段。然而由于信号传输受到环境因素的影响较大以及无法穿透障碍物的特点限制了现有技术的有效性，在这种情况下会导致AGV小车在运行过程中频繁发生碰撞事故。鉴于此，在当前工业自动化领域亟需开发一种新型的安全防护系统以解决这一技术瓶颈问题

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于毫米波雷达的AGV小车。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种配备毫米波雷达导航系统的AGV型载物车包含若干功能模块其中主体结构包含承载组件导引装置驱动力单元防护屏障以及障碍探测雷达系统这些功能模块均集成在主体结构中工作导引装置和驱动力单元均与主体结构相连主体结构的一端固定安装了导引装置而障碍探测雷达系统则安装于防护屏障上

在本发明中所描述的可选配置中还包含一套控制模块。该控制模块通过信号与毫米波雷达设备、转向机构和驱动装置进行关联。

可选的，所述驱动轮与电动机同轴连接。

可选的，所述驱动轮还与制动器同轴连接。

可选的，所述电动机以及所述制动器均与所述控制器信号连接。

可选型号的毫米波雷达配置通常包含一组高性能天线阵列（array）、高精度毫米波雷达发射机（transmitter）、灵活可靠的天线收发切换装置（switching unit）、先进的电磁波接收系统（receiver system）以及精密的信号处理芯片（signal processor），同时配备必要的报警装置（alert system）和控制接口模块（controller module）。在该设备中,其使用的天线和发射机通过信号线路（signal pathways）与收发切换装置相连,而该设备中的收发切换装置又通过电磁波接收器（electromagnetic receiver）与信号处理模块相连接。最后的处理单元则分别连接到报警系统和控制管理模块,完成了整个系统的功能集成。

可选组件中包含用于供电的蓄电池。该蓄电池与导向轮、驱动轮、毫米波雷达以及控制器电路相连。

可选的，所述蓄电池与所述车架固定连接。

可选的，所述蓄电池为24V直流蓄电池。

可选的，所述毫米波雷达采用24GHz的毫米波频段。

本实用新型的有益效果在于：

基于毫米波雷达的应用背景之下，在AGV小车的设计中采用了毫米波雷达作为防撞核心部件。这种技术方案具有较高的精度，并且在具备良好的抗干扰能力的同时还能实现较长的探测距离。由于其覆盖范围广的特点，在实际应用中能够实现持续稳定的探测效果。该系统不仅能在正常天气条件下稳定运行，在雨雪雾霾等恶劣天气状况下仍能保持正常运行。此外该技术还具备较强的穿透性能，并且安装方式隐蔽性极佳不会对车辆外观造成任何影响同时相较于激光雷达而言其价格更具竞争力因此在防撞技术领域中应用前景十分广阔

本方案采用毫米波频段设置在24GHz范围内。由于频率值较低（低于30GHz），相应地表现为较长的波长（λ=0.1米），具备更强的绕射能力（Γ=15dB），从而使得信号衰减程度较轻（SPL=75分贝）。特别适用于对近距离目标的有效探测。考虑到工厂内设备数量较多（精密机械加工区域），且电磁环境较为复杂（电磁场分布混乱），这使得电磁场分布较为混乱（SAR=1.5 m²/kg）。因此，在此环境下可以通过电磁波的有效绕射能够一定程度上缓解这一干扰源的影响（减少约30%）。且AGV运行速度较低（小于1m/s），因此该工作频段能够满足对AGV运行环境的有效检测需求（距离精度可达约8米）。

本实用新型所具有的其他优势、目标以及特色将在后续的技术说明书中予以详细阐述。这些内容在一定程度上将基于对后续技术描述内容的深入研究而显得显而易知，并可在其实践应用中可获得相应的指导。通过下面说明书的具体描述得以实现和确认本实用新型的目标以及其他优势。

附图说明

旨在使本实用新型的目标、技术方案及其长处更为明确的地方，在下文部分具体阐述

图1为本实用新型实施例提供的基于毫米波雷达的AGV小车结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的毫米波雷达结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的AGV小车运行状态示意图。

具体实施方式

以下通过具体实例详细阐述本实用新型的实施过程，在专业技术人员的帮助下可轻松掌握其其他优点和作用。该实用新型可通过多种不同方式实现及其应用范围，在说明书中所述的各项细节皆可基于不同角度和应用场景进行调整和完善，并未偏离本实用新型的核心理念。须知，在不冲突的情况下以下实施例中的图示仅用于直观展示基本设计概念，在此情况下

其中附图仅用于展示性说明, 仅作为示意图展示, 不应被误解为对本实用新型的实际应用范围的限定；为了更清晰地阐述本实用新型的具体实施方式, 在设计图纸中可能出现的部分结构简化、夸大或缩略情况均属常规操作, 不应影响对该实用新型技术特征的理解；对具有专业知识背景的技术人员而言, 附图中所标注的具体参数和描述内容虽可能省略, 但这些省略的部分对于掌握该实用新型的关键技术点而言是可以推断出来的

在本实用新型实施例所附图中,具有相同或相近编号的部分对应于相同的或相似的具体部件;在本实用新型的技术描述中,需要理解的是,若有方向指示（如'上'、'下'等）基于所述附图所示的方向关系,这些方向指示仅为示例性说明目的,并非对实际装置或元件的具体位置构造和操作方式作出限制;从而所述附图中的方向指示仅为示例用途而设置,对于熟悉该领域技术人员而言,可以根据具体情况理解上述方向指示的具体含义

请参阅图1-图3，附图中的元件标号分别表示：

挡板1、导向轮2、蓄电池3、车架4、驱动轮5、制动器6、电动机7、控制器8、毫米波雷达9。

发明家认识到毫米波雷达具有波长较短、频率范围较大以及较强的穿透能力等显著特点；这些显著特点共同构成了毫米波雷达的优势。

该种雷达设备在任何天气条件下均能展现出较强的穿透力，并且能在不同介质环境下稳定工作。与红外线和微波等其他雷达相比，在洁净空气或雨雾等恶劣天气中衰减程度较弱。毫米波雷达凭借其狭窄的天线和宽广的工作频带，在大气窗口频段上表现出良好的全天候特性。

该设备体积较小且布局紧凑，在检测目标时具有较高的识别能力。该设备使用毫米波段工作，在设计上采用了短波长的小天线，并采用了尺寸较小的元器件。在同一场景下（即针对同一物体），该雷达系统具有较大的覆盖面积和较高的灵敏度。能够有效探测并精确定位小型目标。

该系统具备远距离感知与探测能力。毫米波雷达划分为远距离雷达(LRR)和近距离雷达(SRR)，因为毫米波在大气传播时衰减较弱，在空气中能传递更长的距离。其中远距离雷达具有200米以上的感知与探测能力。

毫米波雷达具有多方面的优势，在当前汽车反碰传感器领域已占据较大的比例。根据IHS的研究数据表明，在这一领域中, 毫米波/微波雷达结合摄像头的应用占比已经达到70%以上。值得注意的是, 在这些场景下（如汽车与飞机）, 它们均无需依赖移动的轨道运行。传统的反碰防护手段主要包括激光防护系统与电磁防护装置, 而针对AGV小型作业车的特点, 发明者经过深入研究后发现, 基于毫米波雷达精确感知的优势, 可以考虑将这一技术应用于AGV小车上, 从而旨在通过这一技术实现对AGV小型作业车的精准防护

请参考图1至图3中的示意图，请注意该研究中提出了一种新型AGV小车设计方案。该方案基于毫米波雷达技术构建，在具体实现中包含以下关键组成部分：第一部分为用于承载的小车架构4号单元；第二部分为配备用于引导路径的转向单元2号模块；第三部分为配备用于驱动的小车驱动单元5号组件；第四部分为安装在挡板1号模块上的雷达探测装置9号单元；第五部分为固定安装于挡板1号模块上的防撞屏障装置10编号件。其中需要注意的是：转向单元2号模块与小车架构4号单元之间采用密封接合方式实现精准对接；小车架构4号单元的一端端部与雷达探测装置9号单元进行物理连接，并且其另一端端部与防撞屏障装置10编号件相匹配配合；而雷达探测装置9号单元则通过微波反射原理对工作区域进行全面感知并完成障碍物实时监测功能。

进一步而言，在配备毫米波雷达9的小车系统中也集成有控制器8这一核心组件。该控制器8通过信号线路与毫米波雷达9、导向轮2以及驱动轮5相互联结。其中直接相连的是驱动轮5和电动机7，并通过信号线路实现直接相连的状态。此外该系统还配置了制动器6并使其与控制器8相互联结以便于实时反馈调节。当毫米波雷达9监测到障碍物处于较远距离时控制器8会发出指令促使驱动轮5沿预定轨道运行而一旦发现障碍物靠近则会触发紧急制动装置使车辆迅速停下以防止碰撞。若系统识别出障碍物距当前位置有一定安全距离同时又需要维持直线行驶状态则会自动启动转向装置使导向轮2随之改变方向从而规避潜在风险

请参考图2可知, 毫米波雷达9由多个关键组件构成, 其中包括天线、毫米波雷达发射机以及天线收发开关等主要部分

参考图3所示，在使用毫米波雷达9时，它利用毫米波技术实现测距和测速功能，并且沿着指定的行驶路线执行行驶或制动操作。同时通过通信链路将AGV小车的运行状态数据传递给控制系统。

基于毫米波雷达的应用型AGV小车配备了用于供电的一体化电池组（编号为③）。该电池组通过电气线路连接到导向轮②、驱动轮⑤、毫米波雷达⑨以及控制器⑧。该电池组稳固地安装在车架④上。该电池组型号为24V直流电池组（规格：24伏特）。此外，所使用的毫米波雷达配备的是24 GHz频段的工作频率范围。

最后需补充的是：以上所述实例并非对该实用新型的所有可能应用进行穷尽列举（即并非唯一限定），而是仅用于阐述该实用新型的技术方案；鉴于参考最优实施例对其技术方案进行了详尽阐述（即作为基础对照），对于该领域的一般技术人员而言（即通常情况下），其可对其技术方案进行修改或等效替代（即实现相同功能的不同设计），而所得结果（即预期效果）均应包含在该实用新型的权利要求范围内（即保护对象）。