Uvod
U modernim AGV i AMR sistemima pogonski točak je jedna od najkritičnijih komponenti koje određuju performanse sistema. Mogućnost ubrzanja, nosivost, stabilnost pri okretanju i dugoročna pouzdanost su direktno pod uticajem dizajna pogonskog sistema.
U mnogim inženjerskim projektima odabir motora se još uvijek temelji na težini vozila ili empirijskom iskustvu. Međutim, diferencijalni pogonski kotač AGV radi u višestrukim dinamičkim uvjetima i svaki uvjet postavlja različite zahtjeve za usklađivanje momenta motora i inercije.
Kompletan dizajn mora uzeti u obzir pravo kretanje zakrivljeno kretanje i rotaciju na mjestu. Među ovim radnim uslovima rotacija na mestu obično zahteva najveći obrtni moment i postaje ključni faktor u dimenzionisanju motora.
Ovaj članak pruža praktičnu inženjersku metodu za proračun obrtnog momenta i usklađivanje inercije za diferencijalne pogonske kotače AGV koje su razvili Plutools i Yikong Intelligent Equipment.
Struktura sistema diferencijalnih pogonskih kotača
Diferencijalni pogon AGV se obično sastoji od dva pogonska kotača i više kotača za podršku.
Kretanje vozila kontrolira se podešavanjem razlike u brzini između lijevog i desnog pogonskog kotača.
Jednaka brzina rezultira pravim kretanjem
Različite brzine rezultiraju zakrivljenim kretanjem
Suprotan smjer rezultira rotacijom na mjestu
Ova archiPLTtura se široko koristi u industrijskim AGV AMR sistemima tegljača i automatizovanim platformama za rukovanje materijalom zbog svoje jednostavne strukture i visoke pouzdanosti.
Model otpornosti na kretanje
Ukupni otpor vožnje sastoji se od tri glavne komponente
Otpor kotrljanja
F_roll=(m - m_drive) * g * mu
m je ukupna masa vozila
m_drive je opterećenje koje podržavaju pogonski kotači
mu je koeficijent otpora kotrljanja u zavisnosti od uslova poda
Sila ubrzanja
F_acc=m * a
a je ubrzanje vozila
Ovo je ključni faktor u dinamičkim performansama, posebno za velike brzine AMR aplikacija
Otpornost
F_grade=m * g * sin(theta)
theta je ugao nagiba
Za ravne unutrašnje primjene ova vrijednost je nula
Ukupna pokretačka snaga
F_ukupno=F_roll + F_acc + F_grade
Ova vrijednost se koristi kao osnova za sve proračune momenta
Obrtni moment pravolinijskog rada
U ravnom kretanju oba pogonska točka podjednako dijele opterećenje
Sila po točku
F_ravno=F_ukupno / 2
Obrtni moment kotača
T_ravno=F_ravno * (D / 2)
D je prečnik pogonskog točka
Ovaj uvjet se koristi za provjeru sposobnosti kontinuiranog rada i termičke stabilnosti sistema motora
U kritičnom stanju rotacije
Rotacija na mjestu je najzahtjevniji radni uvjet za diferencijalne pogonske kotače AGV
Tokom ovog kretanja jedan pogonski točak se okreće naprijed, dok se drugi okreće unazad
Kotači stvaraju maksimalan otpor upravljanja što značajno povećava zahtjev za okretnim momentom
Inženjerska aproksimacija rotacijskog otpora
F_spin=(2 * F_roll * sqrt(W^2 + L^2)) / W
W je razmak pogonskih kotača
L je dužina karoserije vozila
Potreban obrtni moment
T_spin=F_spin * (D / 2)
U većini industrijskih AGV aplikacija na mjestu rotacijski moment je obično dva do pet puta veći od pravolinijskog momenta
Ovo stanje je primarna referenca za odabir motora u većini projekata
Stanje zakrivljenog kretanja
U stvarnim radnim okruženjima AGV-ovi provode većinu svog vremena u zakrivljenom kretanju
Brzine kotača se razlikuju i kotači stvaraju otpor upravljanju
Odnos obrtnog momenta
T_ravno < T_krivulja < T_spin
Zakrivljeno kretanje se uglavnom koristi za validaciju stabilnosti kretanja i podešavanje kontrolnog sistema
Usklađivanje inercije opterećenja i omjera prijenosa
Usklađivanje inercije igra ključnu ulogu u performansama pokreta i stabilnosti kontrole
Ekvivalentna inercija opterećenja na strani kotača
J_opterećenje=(m / 2) * (D / 2) * (D / 2)
Inercija na strani motora nakon redukcije mjenjača
J_motor=J_opterećenje / (i * i)
i je omjer prijenosa
Preporučene smjernice za omjer inercije
Servo sistem ispod 5 do 1
Steper sistem ispod 10 prema 1
Pravilno usklađivanje inercije poboljšava tačnost pozicioniranja reakcije na ubrzanje i stabilnost sistema
Inženjerska razmatranja za odabir pogonskog točka
U stvarnom dizajnu AGV sistema samo proračun obrtnog momenta nije dovoljan
Sljedeće faktore također treba uzeti u obzir
performanse vuče između točka i poda
vijek trajanja mjenjača i termičko ponašanje
sposobnost kontinuiranog rada
varijacije u stanju poda
raspodela opterećenja i pomeranje centra gravitacije
Zanemarivanje ovih faktora može dovesti do pregrijavanja kotača ili nestabilne kontrole kretanja
Rješenja diferencijalnih pogonskih kotača serije PLT
Plutools i Yikong Intelligent Equipment pružaju PLT seriju diferencijalnih sistema pogonskih kotača kao integrirana rješenja za proizvođače AGV
PLT serija integriše niskonaponske servo motore, precizne mjenjače i industrijske pogonske kotače u kompaktni modularni sistem
Tipični modeli uključuju PLT85 PLT240 i PLT550 koji pokrivaju širok raspon nosivosti za različite AGV aplikacije
Ovi proizvodi se široko koriste u
skladište AGVs
autonomni mobilni roboti
tugger AGVs
industrijske mobilne platforme
teške logističke sisteme
Korišćenjem integrisanih rešenja za pogonske točkove proizvođači mogu značajno smanjiti složenost razvoja, poboljšati pouzdanost sistema i skratiti razvojne cikluse projekta
Zaključak
Dimenzioniranje AGV motora diferencijalnog pogonskog kotača mora biti zasnovano na kompletnom inženjerskom modelu u više uslova, a ne na pojednostavljenoj procjeni težine
Pravo kretanje definira kontinuirani zahtjev za okretnim momentom
Zakrivljeno kretanje potvrđuje stabilnost sistema
Rotacija na mjestu definira maksimalni zahtjev za okretnim momentom
Kombinacijom usklađivanja inercije izračunavanja momenta i praktičnih inženjerskih ograničenja, AGV programeri mogu postići stabilne efikasne i pouzdane performanse sistema u industrijskim okruženjima
