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华理工研发控制系统将机器人技术引入物料运输

未知 2019-07-18 10:53

  当我们走进一个工厂的时候,映入眼帘的可能首先是运送物料的车辆。这些车辆从大卡车到小推车不等,他们在车间之间以及车间内穿梭往来,书写着生产的忙碌。但是,人工驾驶这些车辆,其精度并不高,过多的车辆亦会造成混乱,危险系数较高。华东理工大学的林砺宗教授课题组研究开发的多信息融合AGV控制系统,将机器人技术引入物料运输,该系统融电磁感应与RFID技术于一体,引入路径优化、自动会车与轨迹避障,可以使用各种复杂环境下的无人值守工作,大大提高了这项工作的精度和自动化水平。

  随心所欲摆一根电线即成轨道

  如何使运输车辆在无人驾驶的情况下有条不紊地运行?目前的技术方案是:为车辆装上机器人设备,通过智能系统控制机器人的动作,让车辆按预定轨道运动,应用RFID技术建立车辆的坐标。

  这一方案的关键在对轨道的识别。这里的轨道与铁路的轨道不完全相同。要让机器人按道一定路线行进,必须为它设定一条路径,在路径上设置各种信号,机器人通过识别这些信号来认知路径,从而按路径行进。课题组的任务,就是对于轨道进行改进。

  机器人能识别的信号,包括电信号、磁信号、电磁信号、颜色信号等。在车间的智能导引车技术中,经常使用颜色信号。这种轨道的设置比较简便,但是很容易褪色,一褪色就影响机器人识别的灵敏度。经过长期研究,课题组改进了这项技术,其要点在于:综合运用电、磁、颜色三种信号,提高了对颜色识别的灵敏度,能够清楚识别坏损的道路标识。

  这种多信息系统,极大提高了铺设轨道的简便与效率。随心所欲地在地上摆放一根能发出信号的电线,就成为一条轨道。同时,由于运用了多种信号,当一种信号的发射物出现断裂时,轨道信号依然是完整的。比如,当颜色中的一部分褪色时,就造成断裂,在以前就会造成轨道信号的中断,而采用了多信息AGV技术后,这种小的断裂不会造成轨道信号中断。

  应用:从科技馆到车间

  走进上海科技馆二楼,我们会看到一个机器人排险的展厅。在这里,我们可以看到机器人在消防事故中的独特作用。这些排险机器人展示是课题组与上海科技馆合作的一部分。

  但是,林砺宗说,排险机器人要投入社会的实际应用,还面临很多难题。在消防排险的实战中,环境非常复杂,障碍物非常多,要让机器人识别这么复杂的环境,是一件颇有难度的事。尽管排险机器人没有用于实战,但这项研究为机器人的工业应用奠定了基础。

  目前,AGV技术已在上海的一些外资企业车间里应用,反映非常好。

  大学生创新活动的积累

  令人耳目一新的是,这项成果的基础不是专家学者的实验,而是大学生创新实践活动的长期积累。

  早在1998年,林砺宗就在华东理工大学指导大学生创新实践活动。1999年,他指导的学生夺得了上海市第三届青少年科技节机器人大赛(大学组)创意设计杯。2001年7月,他的学生拿到了广茂达杯中国第二届智能机器人比赛特等奖。在当时,这是机器人创新活动的最高奖。2003年11月,他的学生夺得第4届智能机器人大赛智能机器人足球赛冠军。

  林砺宗说,他从小就喜欢拆拆装装,机械设计一直是他的个人兴趣。因而,带领学生一起搞创新实践,感到非常愉快。一转眼十几年过去,没想到这些零零星星的创新成果,渐渐走进了上海科技馆、走进了中国先进的工厂车间,这一切都是兴趣的结果,似乎是不经意间完成的。

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