安全设计理念

AGV安全设计遵循"故障安全"原则,任何单点故障都应导致系统进入安全状态

AGV安全防护系统采用多层次、纵深防御的设计理念,从预防、检测、响应三个维度构建完整的安全体系。系统符合ISO 3691-4工业车辆安全标准,确保在人机混合作业环境中的人员安全和设备保护。

预防层

通过激光扫描、区域监控等手段,提前感知潜在危险,主动避免碰撞。

检测层

安全触边、碰撞传感器实时检测物理接触,确保第一时间发现异常。

响应层

急停系统、声光报警在检测到危险时立即执行安全响应,停止运动。

安全防护层次架构

从外到内四层防护,层层递进,确保万无一失

1

区域监控层(预防)

通过激光扫描仪或视觉系统,在AGV行驶路径前方建立虚拟安全区域,提前检测障碍物并调整速度。

  • 减速区:检测到障碍物,自动减速
  • 停止区:障碍物进入,立即停车
  • 检测范围:通常5-10米可调
  • 响应时间:<100ms
2

激光扫描仪层(检测)

360°旋转扫描或固态激光雷达,实时监测AGV周围障碍物距离,实现动态路径规划和安全响应。

  • 扫描频率:20-50Hz
  • 角度分辨率:0.25°-1°
  • 测距精度:±30mm
  • 安全认证:PLd / SIL2
3

安全触边层(接触检测)

安装在AGV四周的弹性安全触边,受到物理接触时触发急停信号,防止碰撞伤害。

  • 全周覆盖:前后左右无死角
  • 触发压力:1-3N即可触发
  • 冗余设计:双回路安全信号
  • 灵敏度:多档可调
4

急停系统层(最终响应)

多位置设置的急停按钮和硬件级安全回路,紧急情况下立即切断动力,确保AGV停止运动。

  • 硬件急停:切断电机驱动电源
  • 软件急停:控制器发送停止指令
  • 远程急停:调度系统远程触发
  • 恢复方式:人工确认后复位

核心安全组件详解

激光扫描仪

360度扫描周围环境,检测障碍物距离,实现减速、停止等分级安全响应。

  • 类型:旋转式/固态式
  • 检测距离:0.1-30m
  • 安全等级:PLd/SIL2
  • 品牌:SICK、Pepperl+Fuchs

安全触边

安装在AGV四周,接触障碍物时触发急停,防止碰撞伤害。

  • 覆盖:全周360°
  • 触发压力:1-3N
  • 信号:双回路冗余
  • 材质:橡胶/硅胶

急停按钮

多位置设置,紧急情况下立即停止AGV运行,硬件级安全保护。

  • 位置:前后+操作面板
  • 类型:蘑菇头自锁
  • 回路:双回路安全
  • 复位:人工旋转复位

声光报警

通过声音和灯光信号提示AGV运行状态,提醒人员注意安全。

  • 运行提示:绿色常亮/闪烁
  • 转弯提示:黄色转向灯+蜂鸣
  • 故障提示:红色闪烁+报警音
  • 音量:60-85dB可调

安全响应分级机制

根据危险程度,AGV执行不同级别的安全响应

响应级别 触发条件 AGV动作 声光提示 恢复方式
正常 安全区域无障碍 全速运行 绿色常亮 自动
减速 障碍物进入减速区 自动降速至30% 黄色闪烁+提示音 障碍物离开后自动恢复
停止 障碍物进入停止区 紧急制动停车 红色闪烁+报警音 障碍物离开后自动恢复
急停 触边触发/急停按钮 切断动力,抱闸制动 红色快闪+持续报警 人工确认后复位
故障 系统故障/通信中断 进入安全状态 红色常亮+故障代码 故障排除后人工复位

安全标准与认证

AGV安全设计必须符合国际和国内相关标准

ISO 3691-4

工业车辆安全标准,专门针对无人驾驶工业车辆(包括AGV)的安全要求。

  • 安全功能:定义了必须的安全功能
  • 验证方法:提供了测试和验证方法
  • 风险等级:PLd / SIL2 要求
  • 适用范围:全球通用

GB/T 30029

中国自动导引车(AGV)设计与制造规范,国内AGV安全的基础标准。

  • 机械安全:结构强度、稳定性
  • 电气安全:绝缘、接地、防护
  • 功能安全:安全回路、急停
  • 环境适应:温度、湿度、电磁兼容

CE / CR认证

进入欧洲和中国市场必须的安全认证,证明产品符合安全法规要求。

  • CE认证:欧盟市场准入
  • CR认证:中国机器人认证
  • 安全评估:第三方机构审核
  • 持续合规:年度监督审核

安全设计最佳实践

冗余设计原则
  • 安全信号采用双回路设计,单点故障不丧失安全功能
  • 关键传感器(如激光扫描仪)采用双机热备
  • 控制器安全回路独立于主控制回路
故障安全原则
  • 任何系统故障默认导向安全状态(停止)
  • 通信中断时AGV自动减速停车
  • 传感器失效时切换至降级运行模式
人机协作安全
  • 人机混合作业区域设置安全围栏或虚拟墙
  • AGV接近人员时自动降速至安全速度(<0.3m/s)
  • 配备无线安全标签,佩戴人员可被AGV识别
定期维护检查
  • 每月测试急停按钮响应时间和制动距离
  • 每季度校准激光扫描仪检测精度
  • 每年进行安全功能完整测试(依据ISO 3691-4)