一、AGV總體結構

　　四舵輪結構形式是全向AGV常用的輪系結構，其總體結構采用四個舵輪結構，通過4個舵輪的轉角及速度實現AGV的直行、平移、轉向及避障等動作。四舵輪AGV總體結構如圖1所示。

圖1 四舵輪AGV總體結構

　　四舵輪分布：在此種情況下，AGV車體四角皆分布舵輪，可實現AGV的全方位任意半徑運動，直接提高AGV的運載能力，但其運動模型復雜，運動控制算法難，成為了目前四舵輪機器人研究的熱點。四舵輪全向AGV執行機構耐磨性強、通過性好、承載能力也更優，更適合于重載場合，主要應用于工廠車間、物流貨倉存儲等。

　　二、四舵輪底盤結構

　　四舵輪轉向式移動底盤系統，如圖2所示，四個舵輪既是驅動輪又是轉向輪，每個舵輪都有兩個電機單獨控制，一個電機控制小車驅動，一個電機控制小車轉向，即采用四臺驅動電機產生牽引力，四個轉向電機控制車輪轉角。這樣不僅優化了AGV設計布局，并且大幅提高了AGV驅動能力。該底盤系統具有很高的機動性，同時能夠保證良好的牽引力和穩定性。然而，由于其復雜的機械結構、其被視為具有強耦合。非線性及冗余動力學特征，對該底盤系統的運動控制提出了極大的挑戰。采用四舵輪的底盤布局結構，該類型底盤布局較為復雜，如果不能合理設計將會影響AGV在不平坦路面的通過性。如通過凹陷路面時，驅動輪懸空將出現驅動力不足，打滑等現象;通過凸起路面時，驅動輪可能因負載急劇增加而導致電流超過報警電流，引起運行故障。

圖2 四舵輪轉向式移動底盤

　　四舵輪全向AGV得益于其特殊的底盤結構可以實現全方位的運動，使其運動的靈活性達到了極致，但復雜的輪系結構卻給其運動控制帶來了一定的難度。四舵輪AGV可配置多種運動模式，可以實現AGV的縱向、橫向、斜向、原地旋轉、前后轉彎等方向的行駛，如下圖3所示。實際應用中可通過設計切換控制器實現在多種運動模式之間進行切換運行，以達到提高機動性、增強工作效率的目的。

圖3 四舵輪AGV運動模式

　　三、系統組成及導航

　　四舵輪AGV由機械本體、電氣控制系統及傳感器檢測系統構成。本文傳感器檢測系統選擇磁導航作為AGV的導航方式，所選磁導傳感器分別位于底盤前后的中心位置，如圖1所示。電氣控制系統采用AGV專用控制器作為主控制器，通過總線協議控制驅動器工作從而實現舵輪的轉向及速度，完成AGV對于磁條的跟隨。采用兩個前后安裝的磁導航傳感器，磁導航傳感器讀取磁條相對于傳感器的偏差值，主控制器通過傳感器得到數據，進行計算分析，最終控制AGV行進的方向及速度，從而使AGV自動且準確地跟隨磁條。當AGV直行時，前后磁傳感器工作，傳感器正對磁性軌跡中心，如圖4所示，當AGV偏離磁條軌跡時，將相對偏移量反饋給主控制器，主控制器根據相對偏移量完成對軌跡偏差的糾正，實現對移動AGV的導航控制。

圖4 磁導航傳感器工作示意圖