AGV 小车
圆梦系列
AGV 小车
一、产品开发背景与产业发展趋势
1.开发背景
随着工业4.0和智能制造的全球推进,自动化物流与柔性生产线需求激增。传统AGV(自动导引车)在复杂场景适应性、教学兼容性及功能扩展性等方面存在局限,难以满足现代工业与教育领域对智能化、模块化设备的迫切需求。为此,北京杰创永恒科技有限公司基于多年机器人研发经验,推出Robot-AGV移动机器人系统,旨在填补高集成度、多场景适用的智能设备市场空白。
2.开发目的
教学实践赋能:为高校及职业院校提供贴近工业实景的实训平台,支持机器人控制、物联网通信、路径规划等核心课程教学;
工业场景适配:通过模块化设计兼容磁导航、机械臂协作、无线通信等功能,满足仓储物流、柔性制造等场景需求;
技术创新驱动:开放软硬件接口,降低二次开发门槛,推动产学研深度融合。
3. 产业发展趋势
根据国际机器人联合会(IFR)数据,2023年全球工业机器人市场规模达550亿美元,AGV细分领域年均增长率超25%。核心趋势包括:
智能化升级:AI视觉导航、多机协作技术加速普及,AGV从“单一运输”向“自主决策”转型;
教育市场扩容:全球STEM教育设备需求年增18%,高开放性机器人教具成主流选择;
柔性生产需求:制造业小批量定制化生产占比提升,对可重构AGV系统依赖度显著增加。
二、产品概述
1.产品定位
适用学科与专业
Robot-AGV移动机器人系统面向高等院校、职业院校的智能机器人、自动化、机电一体化、电子信息工程、人工智能及智能制造等专业,适用于以下学科领域:
适用学科领域 | 主要学科内容 |
机器人工程 | 机器人运动控制、多传感器融合、路径规划 |
自动化技术 | 嵌入式系统开发、工业通信协议、机电一体化集成 |
人工智能 | 机器视觉(二维码识别)、智能搬运算法 |
智能制造 | AGV物流系统设计、柔性生产线模拟 |
配套课程体系
系统可支撑以下核心课程及实训项目:
课程类别 | 实训项目 |
基础课程 | 嵌入式系统开发(基于STC51/ARM/FPGA) |
传感器原理与应用(磁导航、陀螺仪、二维码扫描) | |
机电一体化系统设计 | |
进阶实践 | 机器人运动学与路径规划(麦克纳姆轮全向移动) |
工业机器人编程与操作(机械臂抓取与柔性控制) | |
智能物流系统集成(AGV多机协同调度) | |
创新拓展 | 物联网通信技术(433M/WIFI多协议互联) |
人工智能算法开发(基于视觉的物体识别与定位) |
人才培养目标
通过Robot-AGV系统的教学实践,培养具备以下能力的复合型技术人才:
能力类型 | 实践内容 |
系统集成能力 | 掌握机械、电子、控制多学科交叉应用 |
工业级开发能力 | 熟悉工业AGV标准架构与开发流程 |
创新实践能力 | 适应智能制造场景下的需求分析与问题解决 |
2.设计理念
教学价值与优势
教学优势 | 主要内容 |
“理实一体化”教学 |
通过模块化硬件(机械臂、传感器、驱动组件)与开放接口,实现“硬件拆装-算法验证-场景应用”的全流程实践,强化理论向工程能力的转化。 |
岗位需求契合 |
对标工业级AGV开发岗位(如机器人调试工程师、自动化系统集成师),提供真实工业场景复现(物流搬运、柔性夹取、多机通信),缩短教学与就业的差距。 |
分层教学支持 |
支持从51单片机到FPGA的多控制器开发,适配不同学段(高职-本科-研究生)的难度梯度,满足基础编程到复杂算法开发的进阶需求。 |
工业级设计标准
高可靠性结构:高强度铝合金一体焊接底盘,载重10kg,适应高强度实训环境。
工业通信协议:集成串口通信、433M无线模块,兼容Modbus、CAN等工业协议。
3.特色功能
特色功能 | 功能描述 |
全向移动平台 | 麦克纳姆轮实现360°灵活移动,支持复杂路径下的精准控制教学。 |
多传感器融合 | 磁导航+陀螺仪校准+二维码识别,模拟工业AGV导航与定位技术。 |
柔性抓取系统 | 机械臂+硅胶夹爪支持自适应抓取,兼容不同形状物体(教学场景:分拣、码垛)。 |
开放式二次开发 | 所有硬件接口与通信协议开放,支持扩展激光雷达、视觉相机等模块。 |
4.创新点
创新点 | 主要内容 |
教育专用模块化设计 |
顶盖预留160×160mm扩展接口,支持快速挂载第三方传感器或执行机构。 |
多控制器兼容生态 |
适配STC51、ARM、FPGA等多种口袋机,满足不同编程语言(C/C++、Verilog)的教学需求。 |
工业-教育场景无缝衔接 |
集成工业级AGV车体结构(如电池续航3小时、IP54防护等级),直接复现智慧仓储、柔性生产线等真实场景。 |
三、产品参数
类别 | 项目 | 参数 |
软件规格 | 开发环境 | Keil uVision4 C51(支持C语言开发) |
控制接口 | 开放串口协议、机械臂控制API、传感器数据接口 | |
扩展支持 | 兼容ROS(机器人操作系统)二次开发框架 | |
安全性能 | 电池安全 | 过压/欠压保护、短路保护、温度监控 |
机械安全 | 机械臂急停检测、柔性夹爪防碰撞缓冲设计 | |
运动安全 | 陀螺仪动态校准防侧翻,低速运动模式(教学调试场景) | |
标准合规 | 教育设备标准 |
符合工业机器人教学设备通用技术条件 (GB/T 29825-2013) |
电气安全认证 | 通过CE认证、ROHS环保认证 | |
防护等级 | IP54(防尘、防溅水) |
四、教学应用
1.实验实训项目列表
项目类别 | 典型实验项目 | 能力培养目标 |
基础实训 |
1. 磁导航路径跟踪与算法调试 2. 麦克纳姆轮全向运动控制 3. 机械臂正向/逆向运动学验证 |
掌握机器人基础运动控制与传感器应用 |
中级应用 |
1. 二维码识别与目标定位 2. 多传感器融合导航(磁轨+陀螺仪) 3. 柔性夹爪自适应抓取实验 |
培养多模态数据融合与系统集成能力 |
高级创新 |
1. AGV多机协同调度(433M/WIFI通信) 2. 智能仓储物流场景模拟 3. ROS平台下的SLAM建图与路径规划 |
提升复杂场景下的算法设计与工程实践能力 |
跨学科综合 |
1. 智能制造生产线模拟(机械臂+AGV联动) |
强化跨学科系统设计与创新应用能力 |
2.典型成功案例
应用场景一:搭建AGV物流分拣系统,实现“物料识别-机械臂抓取-路径规划-仓储入库”全流程自动化。
成果:学生团队完成省级机器人竞赛一等奖项目,并孵化创业公司专注工业AGV解决方案。
应用场景二:基于Robot-AGV开设“工业机器人调试与维护”课程,模拟工厂AGV故障诊断与维护流程。
成果:学生就业对口率提升30%,获企业认证“工业机器人应用工程师”资质。
应用场景三:简化版Robot-AGV用于青少年编程竞赛,完成“智能搬运挑战赛”任务。
成果:激发学生兴趣,多次在省级青少年机器人大赛中获奖。