在工业 4.0 时代发展和开年疫情冲击下，智能制造机器人再次成为行业焦点。其中， AGV 叉车机器人采用先进视觉导航技术，基于环境自然特征建图、导航和规划路径，无需铺设轨道和地标，无需改造客户作业场景，即使在动态环境中也有很高的鲁棒性，部署成本低且见效快。可以精准定位并叉取货物，实现机台到机台、机台到地面、地面到地面、以及叠放托盘等多种模式；可不间断工作，运行灵活，以及多重叉车安全保障，保证现场人员设备安全；在此背景下，本文针对 AGV 叉车机器人系统，提出系统的电源应用方案，致力于简化系统设计并提高系统的可靠性。
引言
全球正向工业 4.0 时代发展，我国工信部此前就推出「中国制造 2025 」行动战略大力推进制造业智能化发展，实现从「制造」到「智造」、再到「创造」的转变。此外，在开年疫情冲击的环境下，制造企业必须使其制造系统具有弹性、赋能柔性生产。在这些背景下，助推中国制造产业发展，自疫情战役打响之时， AGV 机器人成为聚焦点。
AGV 是 Automated Guided Vehicle 的缩写，意即「自动导引运输车」。 AGV 装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能。
磁导引 AGV
在人工成本越来越贵的今天，减少、节约人工成本便成为当下的必然趋势。在这样的趋势下，很多厂家也不再使用传统叉车，而是用 AGV 小车来实现企业生产的自动化搬运工作，以此达到节约企业人工成本 , 降低工人的劳动强度以及提高生产效率的目的。 AGV 叉车机器人便是未来的趋势。
AGV 叉车机器人基本结构及组件要求
AGV 叉车机器人由调度系统进行实时监控及任务指派，通过特殊地标导航自动将物品运输至指定地点，最常见的引导方式为磁条引导，激光引导， RFID 引导等。以激光导航为例，在 AGV 行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板， AGV 通过发射激光束，同时采集由反射板反射的激光束，来确定其当前的位置和方向，并通过连续的三角几何运算来实现 AGV 的导航。 AGV 叉车机器人主要由导航系统、车载控制、驱动总成、能量系统以及安全系统组成。如下图 1 为比较典型的 AGV 叉车机器人，其形状相似于传统的叉车，并且可以实现自动作业及手动操作模式的切换。
图 1 AGV 叉车机器人及其系统架构
叉车机器人通过电池供电，依靠电机带动叉车行驶，而电机一般直接用蓄电池 / 锂电池供电，大部分模块供电没有严格的隔离要求，同时为了避免电池电压波动的影响，一般需要一个非隔离的大功率电源进行稳压。另外，考虑到电机转动的时候会产生干扰，所以对系统后端关键控制板卡类的供电，比如导航、安全等系统，一般需要采用隔离的方案，以保证系统稳定可靠的运行。
AGV 叉车机器人电源解决方案
图 2 叉车机器人控制系统电源解决方案框图
AGV 叉车机器人电源方案如图 2 所示，前端采用 48V 蓄电池组供电（不同规格叉车供电电池电压会略有差异），蓄电池电压经过升压 / 逆变电路转成交流电给驱动及升降电机供电；然后通过非隔离电源 KUB4824QB-10A 实现 24V 电压稳压，给风扇、声光报警以及人机交互界面、激光发射机等设备供电。 24V 再经过隔离电源 URB2424LD-20WR3 给到电机控制部分以及给 MCU 部分提供隔离供电，该电源具有 1500VDC 隔离电压，可以隔离电机及逆变电路产生的干扰，避免传到后端控制部分，保证系统的可靠性。
控制（ MCU ）部分通过 K7805-1000R3 转成 5V 供电，该模块具有小体积、高效率、低温升等特点，特别适合机器人中的应用。机器人中一般采用 CAN 通讯方式，金升阳提供的 B0505XT-1WR3 隔离电源可保证通讯的可靠性，当然此处也可以直接选用金升阳的集隔离电源、通信芯片、隔离芯片及简单 EMC 防护器件于一体的超小体积通信接口模块 TD501MCAN 。
金升阳系列模块电源的简介
AGV 机器人等智能设备将逐渐替代人工，用于一些重复性和无增加价值的搬运等工作，逐步规模化、普及化，是未来人工智能需求的合理化发展趋势。
金升阳积极参与助力机器人行业的发展，结合自身技术平台优势和自主创新能力，针对 AGV 机器人系统提供一整套电源解决方案，简化 AGV 机器人系统的电路方案，降低了设计和维护成本，综合提升系统的稳定性、安全性、可靠性。
