(高清版)GBT 30029-2023 自動導(dǎo)引車 設(shè)計通則

代替GB/T30029—2013自動導(dǎo)引車設(shè)計通則Automatedguidedvehicle—Generalruleofdesign國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I 12規(guī)范性引用文件 l3術(shù)語和定義 14自動導(dǎo)引車組成及分類 25使用條件 36系統(tǒng)設(shè)計 37自動導(dǎo)引車設(shè)計 8Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T30029—2013《自動導(dǎo)引車(AGV)設(shè)計通則》,與GB/T30029—2013相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外，主要技術(shù)變化如下：——刪除了自動導(dǎo)引車組成圖(見2013年版的圖1);——增加了按驅(qū)動結(jié)構(gòu)分類的要求(見4.2.3);——增加了充(供)電系統(tǒng)的要求(見6.6);——更改了導(dǎo)航系統(tǒng)的要求(見6.7,2013年版的6.7.3);——更改了驅(qū)動裝置的要求(見7.2,2013年版的6.7.2);——增加了電源裝置、導(dǎo)航裝置和通信裝置的要求(見7.6、7.7和7.8)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出。本文件由全國物流倉儲設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC499)歸口。本文件起草單位：昆明船舶設(shè)備集團(tuán)有限公司、北京起重運輸機械設(shè)計研究院有限公司、沈陽新松機器人自動化股份有限公司、機科發(fā)展科技股份有限公司、諾力智能裝備股份有限公司、杭州藍(lán)芯科技有限公司、杭州迦智科技有限公司、普天物流技術(shù)有限公司、上海匯聚自動化科技有限公司、美的集團(tuán)(上海)有限公司、杭州?？禉C器人股份有限公司、蘇州先鋒物流裝備科技有限公司、湖北三豐機器人有限公司、浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司、三一機器人科技有限公司。本文件主要起草人：趙立、陸大明、陳滌新、馬慧敏、王喬、高峰、公建寧、張獻(xiàn)軍、朱寶昌、李文龍、本文件于2013年首次發(fā)布，本次為第一次修訂。1自動導(dǎo)引車設(shè)計通則1范圍本文件規(guī)定了自動導(dǎo)引車的組成及分類、使用條件、系統(tǒng)設(shè)計和自動引導(dǎo)車設(shè)計。本文件適用于自動導(dǎo)引車的產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)制造及應(yīng)用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T3797電氣控制設(shè)備GB/T4025人機界面標(biāo)志標(biāo)識的基本和安全規(guī)則指示器和操作器件的編碼規(guī)則GB4824工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療設(shè)備射頻騷擾特性限值和測量方法GB/T5171.1小功率電動機第1部分：通用技術(shù)條件GB/T5226.1—2019機械電氣安全機械電氣設(shè)備第1部分：通用技術(shù)條件GB/T6995(所有部分)電線電纜識別標(biāo)志方法GB/T7344交流伺服電動機通用技術(shù)條件GB/T14048.1低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第1部分：總則GB/T14048.5低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第5-1部分：控制電路電器和開關(guān)元件機電式控制電路電器GB/T16754機械安全急停功能設(shè)計原則GB/T17701設(shè)備用斷路器GB/T17799.2電磁兼容通用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)環(huán)境中的抗擾度試驗GB17799.4電磁兼容通用標(biāo)準(zhǔn)第4部分：工業(yè)環(huán)境中的發(fā)射GB/T26949(所有部分)工業(yè)車輛穩(wěn)定性驗證GB/T27544—2011工業(yè)車輛電氣要求GB/T30030自動導(dǎo)引車術(shù)語GB/T39553直流伺服電動機通用技術(shù)條件GB50054低壓配電設(shè)計規(guī)范JB/T5335蓄電池車輛用直流電動機基本技術(shù)條件SJ/T10533電子設(shè)備制造防靜電技術(shù)要求3術(shù)語和定義GB/T30030界定的術(shù)語和定義適用于本文件。24自動導(dǎo)引車組成及分類自動導(dǎo)引車按導(dǎo)航方式一般可分為以下類型：a)電磁導(dǎo)航；b)磁導(dǎo)航(包括磁帶導(dǎo)航和磁釘導(dǎo)航);c)光學(xué)導(dǎo)航；d)激光導(dǎo)航(包括激光反射板導(dǎo)航和激光自然導(dǎo)航);e)慣性導(dǎo)航；g)無線電導(dǎo)航；h)二維碼導(dǎo)航；j)復(fù)合導(dǎo)航。自動導(dǎo)引車按驅(qū)動方式一般可分為以下類型：a)單輪驅(qū)動；b)雙輪驅(qū)動；c)多輪驅(qū)動。自動導(dǎo)引車按驅(qū)動結(jié)構(gòu)形式一般可分為以下類型：a)驅(qū)動單元驅(qū)動結(jié)構(gòu)；b)非驅(qū)動單元驅(qū)動結(jié)構(gòu)；c)復(fù)合驅(qū)動結(jié)構(gòu)。自動導(dǎo)引車按功能一般可分為以下類型：a)搬運型；b)裝配型；d)巡檢型；e)分揀型；f)復(fù)合型。35使用條件物料特征一般包括：b)質(zhì)量；c)重心位置；d)形狀及外形尺寸；地面條件一般包括：a)平面度；b)坡度；e)承載能力；g)地面類型。環(huán)境條件應(yīng)滿足以下要求：a)環(huán)境溫度：0℃~40℃;b)環(huán)境相對濕度：10%～90%,無結(jié)露；c)海拔：小于2000m;注：其他環(huán)境使用的自動導(dǎo)引車，其環(huán)境條件由制造商和用戶協(xié)商確定。系統(tǒng)設(shè)計一般包括工藝流程設(shè)計，運行路徑設(shè)計，系統(tǒng)能力計算，上位控制系統(tǒng)設(shè)計，充(供)電系a)系統(tǒng)能力(或工作節(jié)拍);b)工作制；c)業(yè)務(wù)流程；e)與外圍設(shè)備及系統(tǒng)的接口方式；f)通信方式；g)充(供)電方式；4GB/T30029—2023h)應(yīng)急操作方式；i)地面適應(yīng)性；j)電磁干擾。注：應(yīng)急操作方式是指自動導(dǎo)引車在無法正?？刂茣r，依靠外部動力實現(xiàn)車體移動的非常規(guī)操作方式。6.2工藝流程設(shè)計根據(jù)要求的系統(tǒng)能力(或工作節(jié)拍)、工作制、業(yè)務(wù)流程等，確定系統(tǒng)工藝流程，宜考慮但不限于以下要求：a)操作及運行方式；b)執(zhí)行機構(gòu)操作流程；c)充電流程；d)故障處理流程。6.3運行路徑設(shè)計根據(jù)使用條件和工藝流程，設(shè)計自動導(dǎo)引車行駛路徑，并確定充(供)電系統(tǒng)、外圍設(shè)備、現(xiàn)場操作站等的位置。同時宜充分考慮車體尺寸、驅(qū)動方式、執(zhí)行機構(gòu)動作方式及運行環(huán)境條件等，確保自動導(dǎo)引車在運行時，與周邊的物體不發(fā)生干涉。在路徑設(shè)計時還宜考慮以下因素：b)充電站臺、操作站臺；c)行駛速度；d)公共區(qū)域、限制區(qū)域、危險區(qū)域。6.4能力計算6.4.1工作周期自動導(dǎo)引車在進(jìn)行正常搬運時，從在待命點接受指令開始，完成通信、行駛、裝載、卸載、再回到待命點，所用的時間稱為自動導(dǎo)引車的工作周期。工作周期計算見公式(1)。T=T?+T?+T?+T?…(1)式中：T——工作周期，單位為秒(s);T?——行駛時間，單位為秒(s);T?——通信時間，單位為秒(s);T?——執(zhí)行機構(gòu)動作時間(包括執(zhí)行機構(gòu)通信時間),單位為秒(s);T?——交通阻塞時間，單位為秒(s)。6.4.2系統(tǒng)能力6.4.2.1單輛車系統(tǒng)能力是指單位時間內(nèi)的搬運次數(shù)。計算公式如下。a)一輛車，一個搬運場所時，可按公式(2)和公式(3)計算： (2)5GB/T30029—2023式中：T——工作周期，單位為秒(s);L?！趎次的行駛距離，單位為米(m);V,——第n次的行駛速度(行駛速度需考慮前進(jìn)、后退、慢速，加速度、減速度),單位為米每t?！趎次的執(zhí)行機構(gòu)動作時間、通信時間及充電時間之和，單位為秒(s)。式中：M——搬運次數(shù)，單位為次每時(次/h);T——工作周期，單位為秒(s)。b)一輛車，i個搬運場所時，可按公式(4)和公式(5)計算。式中：T、——復(fù)合周期，單位秒(s);T;——第i個搬運場所的周期，單位為秒(s);R;——到第i個搬運場所去的概率。 (5)式中：M——搬運次數(shù)，單位為次每時(次/h);T,——復(fù)合周期，單位秒(s)。多輛車，一個搬運場所時，可按公式(6)計算；多輛車，n個搬運場所時，可按公式(7)計算。式中：M——搬運次數(shù)，單位為次每時(次/h);N——自動導(dǎo)引車的臺數(shù)；L?！趎次的行駛距離，單位為米(m);V,——第n次的行駛速度(行駛速度需考慮前進(jìn)、后退、慢速，加速度、減速度),單位為米每秒(m/s);t,——第n次的執(zhí)行機構(gòu)動作時間、通信時間及充電時間之和，單位為秒(s);式中：M——搬運次數(shù)，單位為次每時(次/h);N——自動導(dǎo)引車的臺數(shù)；)6R,——到第n個搬運場所去的概率；T,——第n個搬運場所的周期，單位秒(注：在多輛車系統(tǒng)中，由于交通管理因素的影響，自動導(dǎo)引車完成任務(wù)的有效運行時間小于運行總時間。二者的比值為使用率。用于處理系統(tǒng)運行過程中的各種任務(wù)，對任務(wù)執(zhí)行的信息進(jìn)行記錄和統(tǒng)計，宜考慮但不限于以下a)任務(wù)的正常執(zhí)行；b)充電任務(wù)或換電池任務(wù)的執(zhí)行；d)權(quán)限管理；e)任務(wù)查詢。用于系統(tǒng)中運行的所有自動導(dǎo)引車的調(diào)度，宜考慮但不限于以下功能：a)車輛分配；b)路徑搜索；d)車輛的退出與恢復(fù)；e)車輛故障處理；f)車輛信息采集。對系統(tǒng)中運行的所有自動導(dǎo)引車進(jìn)行交通管制，宜考慮但不限于以下功能：a)多車避讓；b)路徑分配；c)阻塞報告；d)死鎖檢測；e)流量控制。直觀顯示整個系統(tǒng)運行的實時狀態(tài)信息、運行日志及歷史日志信息等，宜考慮但不限于以下功能：a)故障報警；b)任務(wù)監(jiān)控；7c)車輛監(jiān)控；d)運行日志。6.6充(供)電系統(tǒng)根據(jù)要求的系統(tǒng)能力、工作制、自動導(dǎo)引車數(shù)量、生產(chǎn)制造成本以及工藝流程、運行路徑等確定具體的供電方式。宜考慮但不限于以下內(nèi)容：a)電池的種類、容量及使用壽命；b)電池續(xù)航能力；c)充電模式(包括充電連接方式和充電過程控制要求);d)通信接口匹配性；e)維護(hù)特性；f)電池使用的安全性。6.7導(dǎo)航系統(tǒng)6.7.1根據(jù)系統(tǒng)的運行環(huán)境及執(zhí)行機構(gòu)工藝流程的要求，確定具體的導(dǎo)航方式，宜考慮導(dǎo)航精度、抗干擾能力、靈活性、可維護(hù)性等因素。常用導(dǎo)航方式原理和特點見表1。6.7.2依據(jù)工藝流程和運行路徑設(shè)計結(jié)果，計算出導(dǎo)航介質(zhì)(電磁線、磁帶、反射板等)的數(shù)量，并確定其布置方法。表1常用導(dǎo)航方式原理和特點導(dǎo)航方式導(dǎo)航原理導(dǎo)航精度抗擾能力靈活性可維護(hù)性電磁導(dǎo)航在自動導(dǎo)引車的行駛路徑上，通過車載傳感器識別電磁線上的電磁信號頻率來實現(xiàn)導(dǎo)航★★★★★磁帶導(dǎo)航在自動導(dǎo)引車的行駛路徑上，通過車載傳感器識別磁帶磁場信號來實現(xiàn)導(dǎo)航★★★★★★★★★★★★★光學(xué)導(dǎo)航在自動導(dǎo)引車的行駛路徑上，通過車載光學(xué)傳感器識別顏色信號來實現(xiàn)導(dǎo)航★★★★激光反射板導(dǎo)航在自動導(dǎo)引車的運行區(qū)域內(nèi)，通過車載激光傳感器獲取反射板位置信息來實現(xiàn)導(dǎo)航★★★★★★★★★★★★★激光自然導(dǎo)航在自動導(dǎo)引車的運行區(qū)域內(nèi)，通過車載激光傳感器獲取運行區(qū)域周圍環(huán)境的信息來實現(xiàn)導(dǎo)航★★★★★★★★★★★★★慣性導(dǎo)航在自動導(dǎo)引車的運行區(qū)域內(nèi)，通過車載慣性傳感器獲取角速度和地面定位標(biāo)識信息來實現(xiàn)導(dǎo)航★★★★視覺導(dǎo)航在自動導(dǎo)引車的運行區(qū)域內(nèi)，通過車載視覺傳感器獲取運行區(qū)域周圍環(huán)境的圖像信息來實現(xiàn)導(dǎo)航★★★★★★★★二維碼導(dǎo)航在自動導(dǎo)引車的運行區(qū)域內(nèi)，通過車載傳感器獲取導(dǎo)航二維碼信息來實現(xiàn)導(dǎo)航★★★★★注：星號越多表示性能越好。86.8通信系統(tǒng)設(shè)計6.8.1通信系統(tǒng)是用于上位控制系統(tǒng)與自動導(dǎo)引車之間，調(diào)度系統(tǒng)與其他相關(guān)外圍系統(tǒng)及設(shè)備之間的狀態(tài)信息的發(fā)送、操作指令的收發(fā)、交通管理信息的收發(fā)、與外圍設(shè)備的信息交互等功能。6.8.2對于特殊使用方的敏感信息宜考慮采用安全通信方式。7自動導(dǎo)引車設(shè)計7.1車體車體是自動導(dǎo)引車支撐各部件的基礎(chǔ)，在設(shè)計時宜考慮但不限于以下內(nèi)容。a)外觀要求：1)避免使用有可能對外界人或物等造成傷害的結(jié)構(gòu)，如：尖角、銳邊等；2)金屬零部件選用適合的表面處理工藝，避免出現(xiàn)銹蝕等；4)有標(biāo)牌和/或產(chǎn)品銘牌；5)有涉及安全相關(guān)的明確警示標(biāo)志。b)結(jié)構(gòu)要求：2)零部件配合可靠，緊固部位無松動，關(guān)鍵緊固部位做劃線標(biāo)志，活動部位潤滑良好，減振可靠，液壓連接可靠(如有);3)安全防護(hù)裝置連接可靠，功能正常；4)靜載承受1.25倍以上額定負(fù)載，測試15min后，無永久性變形和損壞；c)能滿足物料的使用要求。e)人類功效學(xué)。f)車體結(jié)構(gòu)形式為叉車、牽引車或其他工業(yè)車輛的應(yīng)符合GB/T26949(所有部分)的穩(wěn)定性要求。7.2驅(qū)動裝置驅(qū)動裝置設(shè)計時宜考慮但不限于以下內(nèi)容：a)驅(qū)動方式(常用驅(qū)動方式和結(jié)構(gòu)見表2);b)車輪荷重；d)行駛速度；e)轉(zhuǎn)向力矩：f)轉(zhuǎn)向角速度；g)制動方式和制動力；h)使用環(huán)境。9表2常用驅(qū)動方式和結(jié)構(gòu)驅(qū)動結(jié)構(gòu)驅(qū)動方式單輪驅(qū)動雙輪驅(qū)動多輪驅(qū)動單元驅(qū)動舵輪驅(qū)動單元差速驅(qū)動單元非單元驅(qū)動復(fù)合驅(qū)動注1:)表示舵輪驅(qū)動單元，因表示差速驅(qū)動單元，區(qū)表示驅(qū)動輪，□表示麥克納姆輪，注2:履帶驅(qū)動屬于多輪非單元驅(qū)動。表示轉(zhuǎn)向輪表7.3執(zhí)行機構(gòu)7.3.1設(shè)計時宜考慮以下因素：a)根據(jù)物料特征以及系統(tǒng)工藝流程來選擇合適的執(zhí)行機構(gòu)；b)當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)動作過程需與外圍設(shè)備合作完成時，宜考慮兩者之間的接口方式、關(guān)聯(lián)尺寸及安全互鎖功能。7.3.2為防止貨物意外墜落應(yīng)設(shè)置必要的安全裝置。7.4安全防護(hù)裝置自動導(dǎo)引車應(yīng)設(shè)計具備以下內(nèi)容的多級安全防護(hù)裝置及警示標(biāo)志：a)安全標(biāo)志和警示標(biāo)志；b)轉(zhuǎn)向指示燈、行駛指示燈以及相應(yīng)的聲光報警裝置；c)在行駛過程及執(zhí)行機構(gòu)動作過程中出現(xiàn)異常時，能保證安全的裝置和措施；d)緊急停車裝置應(yīng)符合GB/T16754的要求；e)非接觸式防護(hù)裝置和/或接觸式防護(hù)裝置；f)執(zhí)行機構(gòu)自動動作時，確保執(zhí)行機構(gòu)與外圍設(shè)備互鎖聯(lián)動。7.5車載控制系統(tǒng)7.5.1控制模式控制模式應(yīng)包含以下幾種：a)自動模式，通過調(diào)度系統(tǒng)來控制自動導(dǎo)引車自動運行，無需人工干預(yù)；b)半自動模式，在無調(diào)度系統(tǒng)時，通過人工輸入命令來控制自動導(dǎo)引車自動運行，一般能滿足系統(tǒng)調(diào)試需要；c)手動模式，通過制造商提供的手動控制器來控制自動導(dǎo)引車運行，一般能滿足設(shè)備檢修、調(diào)試需要。車載控制系統(tǒng)應(yīng)包含但不限于以下基本功能：a)手動控制(如：手動操作駕駛、執(zhí)行機構(gòu)動作等);b)自動控制(如：自動行駛、執(zhí)行機構(gòu)自動動作等);c)人機接口(如：參數(shù)設(shè)置、調(diào)試命令等);d)故障報警；自動導(dǎo)引車電氣設(shè)計應(yīng)符合以下要求：a)接地電阻不大于4Ω;b)進(jìn)行接地保護(hù)(可采用導(dǎo)電鏈、導(dǎo)電橡膠及導(dǎo)電輪等方式);c)除電池外的所有帶電部件與車體之間的絕緣電阻，不小于1000Ω乘以系統(tǒng)標(biāo)稱電壓值，電池與車體之間的絕緣電阻不小于50Ω(超過直流120V時為500Ω)乘以系統(tǒng)標(biāo)稱電壓值；d)根據(jù)自動導(dǎo)引車的標(biāo)稱電壓等級，進(jìn)行相應(yīng)的耐電強度測試(如表3),自動導(dǎo)引車能承受持續(xù)表3有效測試電壓標(biāo)稱電壓(U)有效交流測試電壓(50Hz)U≤48V注：在測試電壓下，可能導(dǎo)致?lián)p壞的電路、半導(dǎo)體或類似元器件允許旁路或斷開。e)低功耗模式；f)出現(xiàn)失速時，及時安全停車；g)出現(xiàn)通信中斷時，發(fā)出報警信息，并根據(jù)使用條件判斷是否要及時自動停車；h)出現(xiàn)導(dǎo)航信息丟失時，及時安全停車；i)執(zhí)行機構(gòu)出現(xiàn)動作異常時，及時發(fā)出報警信息，并根據(jù)使用條件判斷是否要安全停車；j)考慮軟件和硬件的容錯機制，以防止出現(xiàn)非正常操作；k)應(yīng)符合GB/T3797、GB/T4