Įvadas
Šiuolaikinėse AGV ir AMR sistemose varomasis ratas yra vienas iš svarbiausių komponentų, lemiančių sistemos veikimą. Pagreičio galios apkrovos posūkio stabilumas ir ilgalaikis patikimumas yra tiesiogiai įtakojami pavaros sistemos konstrukcijos.
Daugelyje inžinerinių projektų variklių pasirinkimas vis dar grindžiamas transporto priemonės svoriu arba empirine patirtimi. Tačiau diferencialinis AGV veikia įvairiomis dinaminėmis sąlygomis ir kiekviena sąlyga kelia skirtingus variklio sukimo momento ir inercijos suderinimo reikalavimus.
Išsamioje konstrukcijoje turi būti atsižvelgiama į tiesų judėjimą išlenktą judėjimą ir sukimąsi vietoje. Tarp šių eksploatavimo sąlygų vietoje sukimasis paprastai reikalauja didžiausio sukimo momento ir tampa pagrindiniu variklio dydžio nustatymo veiksniu.
Šiame straipsnyje pateikiamas praktinis sukimo momento skaičiavimo ir inercijos derinimo metodas, skirtas diferencialinių varomųjų ratų AGV, kurį sukūrė Plutools ir Yikong Intelligent Equipment.
Diferencialo varomųjų ratų sistemos struktūra
Diferencialinės pavaros AGV paprastai susideda iš dviejų varomų ratų ir kelių ratukų, skirtų atramai.
Automobilio judėjimas valdomas reguliuojant greičio skirtumą tarp kairiųjų ir dešiniųjų varomųjų ratų.
Vienodas greitis lemia tiesų judėjimą
Skirtingas greitis lemia lenktą judėjimą
Priešinga kryptis lemia vietos sukimąsi
Dėl paprastos struktūros ir didelio patikimumo ši architektūra plačiai naudojama pramoninių AGV AMR vilkikų sistemose ir automatizuotose medžiagų tvarkymo platformose.
Judėjimo pasipriešinimo modelis
Bendras pasipriešinimas važiavimui susideda iš trijų pagrindinių komponentų
Pasipriešinimas riedėjimui
F_roll=(m - m_drive) * g * mu
m yra bendra transporto priemonės masė
m_drive yra apkrova, kurią palaiko varantieji ratai
mu yra pasipriešinimo riedėjimui koeficientas, priklausantis nuo grindų sąlygų
Pagreičio jėga
F_acc=m * a
a yra transporto priemonės pagreitis
Tai yra pagrindinis dinaminio veikimo veiksnys, ypač didelės spartos AMR programose
Atsparumas laipsniui
F_laipsnis=m * g * sin(teta)
teta yra nuolydžio kampas
Plokščiose patalpose ši vertė yra lygi nuliui
Bendra varomoji jėga
F_total=F_roll + F_acc + F_grade
Ši vertė naudojama kaip visų sukimo momento skaičiavimų pagrindas
Tiesios linijos veikimo sukimo momentas
Tiesiu judesiu abu varantieji ratai dalijasi apkrova vienodai
Jėga vienam ratui
F_tiesus=F_viso / 2
Ratų sukimo momentas
T_tiesus=F_tiesus * (D / 2)
D yra varančiojo rato skersmuo
Ši sąlyga naudojama norint patikrinti variklio sistemos nuolatinį veikimą ir šiluminį stabilumą
Vietos sukimosi kritinė būklė
Sukimosi vietoje – pati reikliausia darbo sąlyga diferencialinių varomųjų ratų AGV
Šio judesio metu vienas varomasis ratas sukasi į priekį, o kitas sukasi atbuline eiga
Ratai sukuria maksimalų pasipriešinimą vairavimui, o tai žymiai padidina sukimo momento poreikį
Inžinerinis sukimosi pasipriešinimo aproksimavimas
F_spin=(2 * F_roll * sqrt(W^2 + L^2)) / W
W yra tarpas tarp varančių ratų
L yra transporto priemonės kėbulo ilgis
Reikalingas sukimo momentas
T_spin=F_spin * (D / 2)
Daugumoje pramoninių AGV pritaikymo vietoje sukimo momentas paprastai yra nuo dviejų iki penkių kartų didesnis nei tiesios linijos sukimo momentas
Ši sąlyga yra pagrindinė variklio pasirinkimo nuoroda daugelyje projektų
Išlenkto judėjimo būklė
Realioje darbo aplinkoje AGV didžiąją laiko dalį praleidžia lenkdami
Skiriasi ratų greičiai, o ratukai sukuria pasipriešinimą vairavimui
Sukimo momento santykis
T_tiesus < T_kreivė < T_sukimas
Išlenktas judesys daugiausia naudojamas judesio stabilumo patvirtinimui ir valdymo sistemos derinimui
Apkrovos inercijos ir pavaros santykio suderinimas
Inercijos suderinimas vaidina svarbų vaidmenį užtikrinant judesio našumą ir valdymo stabilumą
Lygiavertė apkrovos inercija rato pusėje
J_krovimas=(m / 2) * (D / 2) * (D / 2)
Variklio pusės inercija sumažinus pavarų dėžę
J_motor=J_load / (i * i)
i yra pavarų skaičius
Rekomenduojamos inercijos santykio gairės
Servo sistema nuo 5 iki 1
Stepper sistema nuo 10 iki 1
Tinkamas inercijos suderinimas pagerina pagreičio reakcijos padėties nustatymo tikslumą ir sistemos stabilumą
Varomųjų ratų pasirinkimo inžineriniai aspektai
Tikroje AGV sistemos projekte vien sukimo momento skaičiavimo nepakanka
Taip pat reikia atsižvelgti į šiuos veiksnius
sukibimo tarp rato ir grindų savybės
pavarų dėžės tarnavimo laikas ir šiluminis elgesys
galimybė nuolat dirbti
grindų būklės kitimas
apkrovos paskirstymas ir svorio centro poslinkis
Jei nepaisysite šių veiksnių, ratas gali perkaisti arba gali būti nestabilus judesio valdymas
PLT serijos diferencialo varomųjų ratų sprendimai
Plutools ir Yikong Intelligent Equipment teikia PLT serijos diferencialo varomųjų ratų sistemas kaip integruotus sprendimus AGV gamintojams.
PLT serija sujungia žemos įtampos servovariklius tikslias pavarų dėžes ir pramoninės klasės varomuosius ratus į kompaktišką modulinę sistemą
Tipiški modeliai yra PLT85 PLT240 ir PLT550, apimantys platų apkrovos diapazoną įvairioms AGV reikmėms.
Šie produktai yra plačiai naudojami
sandėlio AGV
autonominiai mobilūs robotai
vilkikai AGV
pramoninės mobiliosios platformos
sunkiųjų logistikos sistemų
Naudodami integruotus varomųjų ratų sprendimus, gamintojai gali žymiai sumažinti kūrimo sudėtingumą, pagerinti sistemos patikimumą ir sutrumpinti projektų kūrimo ciklus
Išvada
Diferencialinio varančiojo rato AGV variklio dydis turi būti pagrįstas pilnu kelių sąlygų inžinerijos modeliu, o ne supaprastintu svorio įvertinimu
Tiesus judesys apibrėžia nuolatinį sukimo momento poreikį
Išlenktas judesys patvirtina sistemos stabilumą
Sukimas vietoje apibrėžia maksimalų sukimo momento poreikį
Derindami sukimo momento skaičiavimo inercijos suderinimą ir praktinius inžinerinius apribojimus AGV kūrėjai gali pasiekti stabilų efektyvų ir patikimą sistemos veikimą pramoninėje aplinkoje.
