筑医台科技有限公司

编者按

AGV

传输系统的概念和发展状况

AGV是自动导引运输车（Automated Guided Vehicle）的英文缩写。AGV自动导引车传输系统（AGVS）又称无轨柔性传输系统、自动导车载物系统，是指在计算机和无线局域网络的控制下的无人驾驶自动导引运输车，经磁、激光等导向装置引导并沿程序设定路径运行并停靠到指定地点，完成一系列物品移载、搬运等作业功能，从而实现医院物品传输。按日本JISD6801的定义：AGV是以电池为动力源的一种自动操纵行驶的车辆。本质上它为现代制造业物流提供了一种高度柔性化和自动化的运输方式。

目前AGV应用主要集中在生产企业和物流企业，包括许多国内企业。国外的医院相对使用较多，如新加坡、日本、台湾等，价格较为昂贵，主要用于取代劳动密集型的手推车，运送病人餐食、衣物、医院垃圾、批量的供应室消毒物品等，能实现楼宇间和楼层间的传送，国内仅见到北京地坛医院使用该技术的案例。生产厂家包括瑞士Swisslog、美国丹纳赫、日本住友等，国内如沈阳新松机器人自动化股份有限公司等。

AGV自动导引车传输系统，是当今柔性制造系统（FMS）和自动化仓储系统中物流运输的主要手段。作为一种无人驾驶工业搬运车辆，AGV在上世纪50年代即得到了应用，1953年，美国Barrett Electric公司制造了世界上第1台采用埋线电磁感应方式跟踪路径的自动导向车，也被称作“无人驾驶牵引车”。随着技术的进步和发展，AGV逐步演变为无轨系统，上世纪90年代AGV进入了高智能化、数字化、网络化、信息化时代，自动化程度和灵活性更高。

AGV只有与自动导向系统、自动装卸系统、通讯系统、安全系统和管理系统等技术结合才能构成自动导引车系统（AGVS），从而真正发挥作用。AGV的研究与开发集人工智能、信息处理、图像处理为一体，涉及计算机、自动控制、信息通讯、机械设计和电子技术等多个学科，成为物流自动化研究的热点之一。

AGV

传输系统的主要特点

1．AGV以电池为动力，可实现无人驾驶的运输作业，运行路径和目的地可以由管理程序控制，机动能力强。而且某些导向方式的线路变更十分方便灵活，设置成本低。随着技术进步，近年来出现了AGV的CPS非接触供电系统，无需电池，但仅适用于磁轨模式。

2．工位识别能力和定位精度高，具有与各种加工设备协调工作的能力。在通讯系统的支持和管理系统的调度下，可实现物流的柔性控制。

3．导引车的载物平台可以采用不同的安装结构和装卸方式，能满足不同产品运送的需要。因此，物流系统的适应能力强。医院不锈钢推车可根据各种不同的传输用途进行设计制作，这些推车将由自动导车的载物平台驮着，沿着规定的路径运行。

4．可装备多种声光报警系统，能通过车载障碍探测系统在碰撞到障碍物之前自动停车。当其列队行驶或在某一区域交叉运行时，具有避免相互碰撞的自控能力，不存在人为差错。因此，AGVS比其他物料搬运系统更安全。

5．与物料输送中常用的其他设备相比，AGV的活动区域无需铺设轨道、支座架等固定装置，不受场地、道路和空间的限制。AGV组成的物流系统不是永久性的，与传统物料输送系统在空间内固定设置且不易变更相比，该物流系统的设置柔性强。

6．与其他物料输送方式相比，初期投资较大。

7．AGV传输系统在医院的优势还在于可传输重达400KG以上的物品。AGV载重量可以根据需要设计，非常灵活，在工业领域4吨以下的比较常见，但也可以看到能够载重100吨的自动导引车。

8．运行速度可达到平地最大20km/h，坡度为5°时5km/h。

AGV属于轮式移动机器人（WMR——Wheeled  Mobile  Robot）的范畴，可以完成前进、后退、转弯、平移、自旋等多种方式操作；以轮式移动为特征，较之步行、爬行或其它非轮式的移动机器人具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势。

AGV是物料搬运自动化的主要装备之一，而导向技术决定着由AGV组成的物流系统的柔性。在各种导向技术中，电磁感应埋线式导向技术最成熟，使用可靠；无线式导向技术成本较高，但路径设置和变更简单方便，使用费用低，发展前景广阔。有线式导向技术对地面的平整和清洁程度要求较高，其中电磁感应埋线式导向技术的路径设置和变更复杂，使用费用高。标线图像识别技术所能获取的信息容量大，路径设置和变更简单方便，导向控制柔性好，定停精度高，也是一种具有广泛应用前景的导向技术。

AGV

传输系统的构成、功能和安装要求

由于AGV导引车工作原理和形态各异，为便于理解，下面以Swisslog品牌的TRANSCAR 型来说明系统构成等问题。该系统采用无线通讯激光检测导航等多种技术。

1．系统构成与功能

该系统由自动导车、各种不同设计的推车、工作站、中央控制系统、通讯单元 、通讯收发网构成。

（1）自动导车

自动导车是一个蓄电池供电的自动导向运载车。这是一种提升型运载车，它可自动运送重达500KG的不同类型的推车到达设定的目的地。行驶速度为最大每秒1m，最小每分钟0.1m。

自动导车有四个轮子，由一直流电机驱动，该直流电机行使驱动和转向功能。负载后载物平台可以自动提升。每一辆导车都配有微处理器，能够行使一些基本功能，诸如与控制中心进行数据交换，自动导航等。只要给出合适的平面布置，自动导车能够在没有中央控制中心的任何帮助下找到通往目的地的路径，通过用逻辑图和里程数据来参照分析大楼的各个点从而确定位置。导车配备的激光扫描器扫描周围环境，识别相关的大楼轮廓和障碍物。如果有障碍物出现在安全区域，导车能自动停止不会碰到障碍物。自动导车两头有LCD液晶显示屏。每一辆自动导车都能够被手持式编程器控制和导航，从而在没有导向带或控制中心的帮助下执行各种必要的工作。

自动导车设有声光报警装置。到达指示灯都能够提示有自动导车到达；导车上的额外的侧面指示灯；能够发声音警告，例如“自动导车来了“，或”请躲开”。导车的安全区域和警告区域是可调节的（例如进入电梯时）。

（2）推车

由于不同的使用者需运输的物品不同，因此不同类型的推车被设计出来以满足医院的不同的运输需求。如带加热和冷藏功能的饭车，洗衣部的网眼推车，运送文件和病历档案的特别抽屉，运送药品、生物垃圾或普通储备物的专用推车等。不同类型的推车，与自动导车配合适合不同的应用。只要有合适的推车设计，各种不同种类物品的自动化运送都是现实和可行的。

每一辆推车都安装了一个ID无线电收发器以鉴定不同的推车；ID无线电收发器稳固地安装在推车上，可替换，不需电源。所有的信息编码存储在标签，也可以清楚的标注在标签外；标签是密封和防水的。

该编码系统首先通过无线电收发器数据与时间表信息进行对比，从而避免对推车的误导。这种自动的推车识别系统具有以下优点：

①被发送的每一辆推车系统会自动地进行鉴定，依据设定的信息引导推车至目的地；

②无需员工输入信息；

③不会发生错误的推车发送如目的地地址出错、供餐时间接受垃圾推车传送任务等；

④员工无需特别的有关系统操作的培训。

（3）工作站

通常有三种不同类型的工作站，即发送工作站，接收工作站，发送/接收工作站；但是有不同设计的工作站，以迎合不同的运行需要。

①发送工作站：发送工作站只是用作发送。工作人员将要运送的推车推到工作站，系统会激活一辆空闲的自动导车，该自动导车运行到该工作站，驮起推车自动地将推车运送到目的地。发送工作站有5个主要组成部分：推车进入的引导装置、推车的咬紧装置、阅读单元、状态显示单元 、输入终端。

②接收工作站：接收工作站，地板上无需安装什么设备，只有一个超音速的传感器安装在工作站天花。

③接收发送工作站：这种工作站即可发送也可接收推车。

（4）中央控制系统

中央控制系统是一台高性能PC，配备专用软件后管理整个系统的正常控制、系统运行信息、传输任务分配、系统组件和自动导车的管理。中央控制系统与自动导车之间的通讯和控制是通过远红外线或是无线通讯。它管理自动导车的通讯、自动导车的部署、自动导车错误处理、事件管理和信号处理。中央控制系统能够处理：512辆自动导车；所有导车的充电工作站；同一时间2048个传输指令；无限的外部设备 (门，电梯等)。

系统控制软件给自动导车分配传输任务时，能够考虑传输任务的优先等级，自动导车处在的位置，以及自动导车电池的电量。自动导车内的微处理器时刻注意电池的电量，当检测到电池处于一个预设定的低电量时，系统就会指导该导车在完成其记忆中最后一个任务后，立即去下一个充电工作站进行充电。传输的任务能够由工作人员启动，也可以由预设定的时间表或传输事件自动启动。对于预设定的传输，系统将会全自动的按照时间表执行。每天的传输时间表的制定以满足各自的传输需求，也可以根据一周的每一天单独设定。

（5）通信单元(CU)

发往外围设备的指令或是来自外围设备的输入都是由通讯单元(CU)进行管理，外围设备有门、电梯、阅读器、到达信号、报警灯等。通讯单元CU处理连接设备的输入信息，或是立即给出输出信号或是将信号转化以与中央控制单元进行通讯。

（6）通讯网络

自动导向运载车系统应用了多种不同类型的通讯方式。

中央控制系统与通讯单元(CU)之间是通过以太网进行通讯。通讯单元CU应用串行和并行接口检测和控制外围设备(如终端，门，报警灯，寻呼机系统等)的信号，信号和控制的状态通过以太网的双绞电缆线汇报到中央控制系统。

控制中心与自动导车之间的通讯是在通讯单元CU的协助下，通过远红外线或无线电进行的。此外，中央控制系统也可以与楼宇管理系统，语音寻呼系统(如寻呼机，短信息发送或语音邮件)相连接。

（7）电源供电单元

自动导车系统的电源供电单元的输入是三相电压，其主要任务是为通信单元、阅读单元、到达单元和报警灯等提供电源。

（8）充电单元

充电单元位于充电区域，充电区域的设置有两个作用：停放没有传输任务的自动运载车和为自动运载车充电。充电单元为充电导轨供电；自动导车能够自动连接充电导轨进行充电。

（9）到达信号灯与报警灯

到达信号灯的作用是提示工作人员自动导车已将推车运载到工作站，工作人员应尽快去工作站清理推车，以便其它的自动导车和推车进站。

报警灯作为一个报警指示，尤其是在出现盲点或隐藏的物品的区域。报警灯提示工作人员自动导车正在接近，以便工作人员能够采取防范，避免与自动导车碰撞。

（10）便携式控制终端

便携式控制终端能够使自动导车在没有中央控制中心参与的情况下运行。它也是自动导车维护的一个工具。一般为PDA或EDA。

2．安装要求

（1）对大楼的要求：

大楼应符合以下的要求：地板表层建议使用橡胶材料；自动导车连同推车通过的最大的地板压力为500N/cm²，地板和地板表面设计应参照这种负载；地板电阻应小于1 Giga Ohm，是因为防止静电问题的措施；地板的平整度：标准路线4mm/m，导车充电区域3mm/m；地砖的连接处最大不超过5mm宽，而且应填满与地面平；自动导车轮子与地板表面的摩擦系数在任何情况下都应该大于 0.5。

（2）对门的要求

自动导车系统必须能够与门进行通讯或接口，自动导车需要通过门时门能相应地自动开闭，从而保证自动导车在医院内的无阻碍运行。

（3）对电梯的要求

自动导车传送和接收数据是通过位于电梯井道和电梯舱的连接点天线或远红外线发送接收单元。对于通过远红外线发送接收单元的传送，该单元安装在电梯井的天花和电梯舱的顶部。在每个电梯机房都需要一个连接器，此外，还需要一个为红外线发送接收单元供电的安装在电梯舱内或顶部的220v的电源。电梯轿厢的门的宽度和内部尺寸必须与导车和推车的尺寸匹配。

医院建立物流传输系统的好处显而易见。现代化的物流传输系统已经成为国外密集型现代化医院所广泛采用的工具。在选择适合医院物流传输系统时, AGV物流传输系统是值得关注的系统之一。

作者简介：

文字块

AGV只有与自动导向系统、自动装卸系统、通讯系统、安全系统和管理系统等技术结合才能构成自动导引车系统（AGVS），从而真正发挥作用。