[发明专利]用于自动引导车辆的导引系统

说明书

本发明涉及沿一通路(线路)引导一自动引导车辆(AGV)的一导引系统，尤其是涉及用于一AGV的一导引系统，该系统采用轨道来引导AGV通过一通路的第一部分，和采用一无轨控制系统来引导AGV通过该通路的第二部分。

有两种类型的AGV导引系统，即轨道系统和无轨系统。在第一种类型的系统中，由一些轨道形成一通路。这些轨道可支承一AGV或当AGV的车轮沿路面滚动时仅引导AGV的车轮。在一无轨系统中，AGV可包括一些检测器，用于检测并跟随标记出一通路的一地下(路面内)电线、或者一控制器，用于根据一组命令来在各种类型的参考标记之间导向。这些系统的每个均具有某些优点和缺陷，并且选择采用何种系统通常取决于许多因素，例如具体使用者的要求及系统工作的环境。

轨道引导允许在一AGV的位置上精确地控制。在此仅需有限数目的通路，并且无需频繁地改变这些通路，轨道引导提供了将一AGV保持在一选择的路径上的一相对简单的方法。然而，轨道引导的一最大缺陷是需要一些转辙器来将AGV从一个通路导引到另一通路上。这些转辙器价格较高，并包括能产生磨损的一些移动部件。此外，每一转辙器必须被连接到一动力源、用于确定该转辙器位置的一传感器、和在正确的时刻用于使该转辙器从一位置移动到另一位置的一控制器上。这些转辙器通常被连接到一控制器上且彼此通过一系列电线连接，其中这些电线沿通路铺设，并且这些电线的安装和维护都十分昂贵。另外，这些电线在每次修改系统时必须重新配置。这种系统的另一缺点是轨道本身通常高出路面并且妨碍人员与其它车辆的自由行动。

无轨导引系统提供了增大的设计灵活性，因为可通过重新编程AGV或其控制器来改变通路且无需移动和重新铺设轨道。此外，由于每一车辆接收所要跟随通路的指令或由这些指令编程，因此无需转辙器来将一车辆从一个路径转换到另一路径上。但是，由于这种系统中的AGV可能偏离其通路，因此需要格外注意确保每一AGV处于其意欲的位置，并且实质上通常必须与系统中的每一AGV保持恒通讯(联系)。可传输有关AGV和其位置的信号的通讯线路的质量及速度也限制了这些系统的最大行驶速度。此外，当AGV沿不是由轨道限定的通路行驶时，防撞变得更加复杂。恒定地监测和控制大量的AGV、并且保持它们在路线上且避免碰撞的要求需要很大量的执行动力，这使得无轨导引系统比轨道导引系统的操作更加复杂和昂贵。

为高速运输，即为达到每分钟2200英尺范围的速度，轨道引导传统上已成为引导一AGV的唯一实用方法。这部分是由于没有物理路径约束在高速下操作车辆是不安全的这样的一种观念，部分是由于控制问题。例如，用于驾驶AGV的伺服控制机构通常不能足够快地响应一引导电线的变化位置，以控制一快速运动的车辆。此外，位置传感器的信噪比可能太低，从而不能让它们精确地检测地下(路面内)一电线的存在或当快速运动时不能可靠地与一中央控制器通讯联系。因此，在需要高速的应用中，迄今需要使用基于轨道的控制，这将带来其伴随的所有缺陷。

本发明通过提供一种AGV控制系统来处理(致力于)上述和其它问题，其中该系统采用轨道来控制一AGV经过一通路的高速部分和采用无轨控制来引导该AGV经过通路的弯道和其它低速部分。有益的是，该系统无需采用转辙器或转轨器。其结果是获得了用于AGV的一控制系统，该系统允许在与轨道系统同样的高速下以高安全度来操作车辆。另外，该系统不需监测转辙器或无需与每一车辆恒通讯联系，因为车辆被物理地约束到位于这些车辆要通过的大多通路上的一引导路径上。

在优选实施例中，一通路被设计成连接各种装载和卸载位置并且包括笔直段、叉道和弯道。引导轨道沿笔直段铺设并且在弯道和叉道邻近处留有间隙。采用一无轨导引系统、例如地下(路面内)的一电线来连接轨道端之间的通路。AGV设有用于接合和跟随轨道(或路辙)段的转向臂和用于跟随地下电线的传感器。沿着轨道段在各个位置设有可机器阅读的标记，以提供有关轨道特性和长度以及在轨道段端部可能设置的弯道半径的信号。AGV还包括用于读取地下电线的传感器。