Introduktion
I moderna AGV- och AMR-system är drivhjulet en av de mest kritiska komponenterna som bestämmer systemets prestanda. Accelerationsförmåga lastkapacitet svängstabilitet och långsiktig tillförlitlighet påverkas direkt av drivsystemets design.
I många ingenjörsprojekt baseras motorval fortfarande på fordonsvikt eller empirisk erfarenhet. Men en differentialdrivhjul AGV arbetar under flera dynamiska förhållanden och varje tillstånd ställer olika krav på motorvridmoment och tröghetsmatchning.
En komplett design måste ta hänsyn till böjd rörelse i rak rörelse och rotation på plats. Bland dessa driftsförhållanden kräver rotation vanligtvis det högsta vridmomentet och blir nyckelfaktorn för dimensionering av motorer.
Den här artikeln ger en praktisk ingenjörsmetod för vridmomentberäkning och tröghetsmatchning för AGV:er med differentialdrivhjul utvecklade av Plutools och Yikong Intelligent Equipment.
Differentialdrivhjulssystemstruktur
En differentialdriven AGV består vanligtvis av två drivna drivhjul och flera länkhjul för stöd.
Fordonets rörelse styrs genom att justera hastighetsskillnaden mellan vänster och höger drivhjul.
Lika hastighet resulterar i raka rörelser
Olika hastigheter ger krökta rörelser
Motsatt riktning resulterar i rotation på plats
Denna archiPLTture används ofta i industriella AGV:s AMR:s dragsystem och automatiserade materialhanteringsplattformar på grund av dess enkla struktur och höga tillförlitlighet.
Rörelsemotståndsmodell
Det totala körmotståndet består av tre huvudkomponenter
Rullmotstånd
F_roll=(m - m_drive) * g * mu
m är total fordonsmassa
m_drive är last som stöds av drivhjul
mu är rullmotståndskoefficienten beroende på golvförhållandena
Accelerationskraft
F_acc=m * a
a är acceleration av fordonet
Detta är en nyckelfaktor för dynamisk prestanda, särskilt för höghastighets AMR-applikationer
Betygsmotstånd
F_grade=m * g * sin(theta)
theta är lutningsvinkel
För plana inomhusapplikationer är detta värde noll
Total drivkraft
F_total=F_roll + F_acc + F_grade
Detta värde används som grund för alla vridmomentberäkningar
Vridmoment för rak linje
I rak rörelse delar båda drivhjulen lika mycket på lasten
Kraft per hjul
F_straight=F_total / 2
Hjulens vridmoment
T_straight=F_straight * (D / 2)
D är drivhjulets diameter
Detta villkor används för att verifiera kontinuerlig driftförmåga och termisk stabilitet hos motorsystemet
På plats rotation kritiskt tillstånd
Rotation på plats är det mest krävande arbetsvillkoret för AGV:er med differentialdrivhjul
Under denna rörelse roterar ett drivhjul framåt medan det andra roterar bakåt
Länkhjul genererar maximalt styrmotstånd vilket avsevärt ökar vridmomentbehovet
Teknisk approximation av rotationsmotstånd
F_spin=(2 * F_roll * sqrt(W^2 + L^2)) / W
W är drivhjulsavstånd
L är fordonets karosslängd
Erforderligt vridmoment
T_spin=F_spin * (D / 2)
I de flesta industriella AGV-applikationer är rotationsvridmomentet på plats vanligtvis två till fem gånger högre än det raka vridmomentet
Detta villkor är den primära referensen för motorval i de flesta projekt
Krökt rörelsetillstånd
I verkliga driftsmiljöer tillbringar AGV:er större delen av sin tid i krökt rörelse
Hjulhastigheterna skiljer sig åt och länkhjul ger styrmotstånd
Vridmomentförhållande
T_straight < T_curve < T_spin
Böjd rörelse används huvudsakligen för validering av rörelsestabilitet och inställning av styrsystem
Matchning av lasttröghet och utväxlingsförhållande
Tröghetsmatchning spelar en avgörande roll för rörelseprestanda och kontrollstabilitet
Ekvivalent lasttröghet på hjulsidan
J_last=(m / 2) * (D / 2) * (D / 2)
Tröghet på motorsidan efter reduktion av växellådan
J_motor=J_last / (i * i)
i är utväxling
Rekommenderade riktlinjer för tröghetsförhållande
Servosystem under 5 till 1
Stegsystem under 10 till 1
Korrekt tröghetsmatchning förbättrar accelerationsresponsens positioneringsnoggrannhet och systemstabilitet
Tekniska överväganden för val av drivhjul
I verklig AGV-systemdesign räcker det inte med enbart vridmomentberäkning
Följande faktorer måste också beaktas
dragförmåga mellan hjul och golv
växellådans livslängd och termiskt beteende
kapacitet för kontinuerlig drift
golvets skickvariation
lastfördelning och tyngdpunktsförskjutning
Att ignorera dessa faktorer kan leda till överhettning av hjulslirning eller instabil rörelsekontroll
PLT-seriens differentialdrivhjulslösningar
Plutools och Yikong Intelligent Equipment tillhandahåller PLT-seriens differentialdrivhjulssystem som integrerade lösningar för AGV-tillverkare
PLT-serien integrerar lågspänningsservomotorer precisionsväxellådor och drivhjul av industriell kvalitet i ett kompakt modulsystem
Typiska modeller inkluderar PLT85 PLT240 och PLT550 som täcker ett brett utbud av lastkapaciteter för olika AGV-applikationer
Dessa produkter används ofta i
lager AGV
autonoma mobila robotar
tugger AGV
industriella mobila plattformar
tunga logistiksystem
Genom att använda integrerade drivhjulslösningar kan tillverkare avsevärt minska utvecklingskomplexiteten förbättra systemets tillförlitlighet och förkorta projektutvecklingscyklerna
Slutsats
Differentialdrivhjul AGV-motorstorlek måste baseras på en komplett konstruktionsmodell med flera tillstånd snarare än förenklad viktuppskattning
Rak rörelse definierar kontinuerligt vridmomentkrav
Böjd rörelse bekräftar systemets stabilitet
Rotation på plats definierar maximalt vridmoment
Genom att kombinera vridmomentberäkning tröghetsmatchning och praktiska tekniska begränsningar kan AGV-utvecklare uppnå stabil effektiv och pålitlig systemprestanda i industriella miljöer
