Introduksjon
I moderne AGV- og AMR-systemer er drivhjulet en av de mest kritiske komponentene som bestemmer systemytelsen. Akselerasjonsevne belastningskapasitet svingstabilitet og langsiktig pålitelighet er alle direkte påvirket av drivsystemets design.
I mange ingeniørprosjekter er motorvalg fortsatt basert på kjøretøyvekt eller empirisk erfaring. Imidlertid opererer en AGV med differensialdrivhjul under flere dynamiske forhold, og hver tilstand stiller forskjellige krav til motorens dreiemoment og treghetstilpasning.
Et komplett design må vurdere rett bevegelse buet bevegelse og på plass rotasjon. Blant disse driftsforholdene krever rotasjon vanligvis det høyeste dreiemomentet og blir nøkkelfaktoren i motordimensjonering.
Denne artikkelen gir en praktisk ingeniørmetode for dreiemomentberegning og treghetstilpasning for AGV-er for differensialdrivhjul utviklet av Plutools og Yikong Intelligent Equipment.
Differensial Drive Wheel System Struktur
En differensialdrevet AGV består vanligvis av to drevne drivhjul og flere styrehjul for støtte.
Kjøretøyets bevegelse styres ved å justere hastighetsforskjellen mellom venstre og høyre drivhjul.
Like hastighet gir rett bevegelse
Ulik hastighet resulterer i buede bevegelser
Motsatt retning resulterer i rotasjon på plass
Denne archiPLTture er mye brukt i industrielle AGVs AMRs slepesystemer og automatiserte materialhåndteringsplattformer på grunn av dens enkle struktur og høye pålitelighet.
Bevegelsesmotstandsmodell
Den totale kjøremotstanden består av tre hovedkomponenter
Rullemotstand
F_roll=(m - m_drive) * g * mu
m er total kjøretøymasse
m_drive er last støttet av drivhjul
mu er rullemotstandskoeffisient avhengig av gulvforholdene
Akselerasjonskraft
F_acc=m * a
a er akselerasjon av kjøretøyet
Dette er en nøkkelfaktor for dynamisk ytelse, spesielt for høyhastighets AMR-applikasjoner
Grad motstand
F_grade=m * g * sin(theta)
theta er skråningsvinkel
For flate innendørsapplikasjoner er denne verdien null
Total drivkraft
F_total=F_roll + F_acc + F_grade
Denne verdien brukes som grunnlag for alle dreiemomentberegninger
Driftsmoment i rett linje
I rett bevegelse deler begge drivhjulene belastningen likt
Kraft per hjul
F_straight=F_total / 2
Hjulmoment
T_straight=F_straight * (D / 2)
D er drivhjulets diameter
Denne tilstanden brukes til å verifisere kontinuerlig drift og termisk stabilitet til motorsystemet
På plass rotasjon kritisk tilstand
På plass rotasjon er den mest krevende arbeidsbetingelsen for AGV-er med differensialdrivhjul
Under denne bevegelsen roterer det ene drivhjulet fremover mens det andre roterer i revers
Svinghjul genererer maksimal styremotstand som øker dreiemomentbehovet betydelig
Teknisk tilnærming av rotasjonsmotstand
F_spin=(2 * F_roll * sqrt(W^2 + L^2)) / W
W er drivhjulavstand
L er kjøretøyets karosserilengde
Nødvendig dreiemoment
T_spin=F_spin * (D / 2)
I de fleste industrielle AGV-applikasjoner er på plass rotasjonsmomentet typisk to til fem ganger høyere enn rettlinjet dreiemoment
Denne tilstanden er den primære referansen for motorvalg i de fleste prosjekter
Buet bevegelsestilstand
I virkelige driftsmiljøer tilbringer AGV-er mesteparten av tiden sin i buet bevegelse
Hjulhastigheter er forskjellige, og styrehjul introduserer styremotstand
Momentforhold
T_straight < T_curve < T_spin
Buet bevegelse brukes hovedsakelig til validering av bevegelsesstabilitet og justering av kontrollsystemet
Tilpasning av lasttreghet og girforhold
Treghetstilpasning spiller en kritisk rolle i bevegelsesytelse og kontrollstabilitet
Ekvivalent lasttreghet på hjulsiden
J_last=(m / 2) * (D / 2) * (D / 2)
Treghet på motorsiden etter girkassereduksjon
J_motor=J_last / (i * i)
i er girforhold
Anbefalte retningslinjer for treghetsforhold
Servosystem under 5 til 1
Trinnsystem under 10 til 1
Riktig treghetstilpasning forbedrer posisjoneringsnøyaktigheten og systemets stabilitet
Tekniske hensyn for valg av drivhjul
I ekte AGV-systemdesign er dreiemomentberegning alene ikke tilstrekkelig
Følgende faktorer må også vurderes
trekkraft mellom hjul og gulv
girkassens levetid og termisk oppførsel
evne til kontinuerlig drift
gulvtilstand variasjon
lastfordeling og tyngdepunktforskyvning
Ignorering av disse faktorene kan føre til overoppheting av hjulslip eller ustabil bevegelseskontroll
PLT-seriens differensialdrivhjulsløsninger
Plutools og Yikong Intelligent Equipment leverer PLT-seriens differensialdrivhjulsystemer som integrerte løsninger for AGV-produsenter
PLT-serien integrerer lavspente servomotorer presisjonsgirkasser og industrielle drivhjul i et kompakt modulært system
Typiske modeller inkluderer PLT85 PLT240 og PLT550 som dekker et bredt spekter av lastekapasiteter for forskjellige AGV-applikasjoner
Disse produktene er mye brukt i
lager AGV-er
autonome mobile roboter
tugger AGV-er
industrielle mobile plattformer
tunge logistikksystemer
Ved å bruke integrerte drivhjulsløsninger kan produsenter redusere utviklingskompleksiteten betydelig, forbedre systemets pålitelighet og forkorte prosjektutviklingssykluser
Konklusjon
Dimensjonering av differensialdrivhjul AGV-motorer må være basert på en komplett ingeniørmodell med flere tilstander i stedet for forenklet vektestimering
Rett bevegelse definerer kontinuerlig momentkrav
Buet bevegelse bekrefter systemets stabilitet
På plass rotasjon definerer maksimalt dreiemomentkrav
Ved å kombinere dreiemomentberegning treghetstilpasning og praktiske tekniske begrensninger kan AGV-utviklere oppnå stabil effektiv og pålitelig systemytelse i industrielle miljøer
