giriiş
Modern AGV ve AMR sistemlerinde tahrik tekerleği sistem performansını belirleyen en kritik bileşenlerden biridir. Hızlanma kapasitesi, yük kapasitesi, dönüş stabilitesi ve uzun vadeli güvenilirliğin tümü doğrudan tahrik sistemi tasarımından etkilenir.
Birçok mühendislik projesinde motor seçimi hala araç ağırlığına veya ampirik deneyime dayanmaktadır. Ancak diferansiyel tahrik tekerleği AGV, birden fazla dinamik koşul altında çalışır ve her koşul, motor torku ve atalet uyumu konusunda farklı gereksinimler doğurur.
Tam bir tasarımda düz hareket, kavisli hareket ve yerinde dönüş dikkate alınmalıdır. Bu çalışma koşulları arasında yerinde dönüş, tipik olarak en yüksek torku gerektirir ve motor boyutlandırmasında anahtar faktör haline gelir.
Bu makale, Plutools ve Yikong Intelligent Equipment tarafından geliştirilen diferansiyel tahrik tekerleği AGV'leri için tork hesaplaması ve atalet eşleştirmesi için pratik bir mühendislik yöntemi sağlar.
Diferansiyel Tahrik Tekerleği Sistemi Yapısı
Diferansiyel tahrikli bir AGV tipik olarak iki adet tahrikli tahrik tekerleğinden ve destek için birden fazla döner tekerlekten oluşur.
Araç hareketi, sol ve sağ tahrik tekerlekleri arasındaki hız farkı ayarlanarak kontrol edilir.
Eşit hız düz hareketle sonuçlanır
Farklı hızlar kavisli harekete neden olur
Ters yön, yerinde dönüşle sonuçlanır
Bu mimari, basit yapısı ve yüksek güvenilirliği nedeniyle endüstriyel AGV'lerin AMR çekme sistemlerinde ve otomatik malzeme taşıma platformlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Hareket Direnci Modeli
Toplam sürüş direnci üç ana bileşenden oluşur
Yuvarlanma direnci
F_roll=(m - m_drive) * g * mu
m toplam araç kütlesidir
m_drive, tahrik tekerlekleri tarafından desteklenen yüktür
mu zemin koşullarına bağlı yuvarlanma direnci katsayısıdır
Hızlanma kuvveti
F_acc=m * a
a aracın ivmesidir
Bu, özellikle yüksek hızlı AMR uygulamaları için dinamik performansta önemli bir faktördür
Sınıf direnci
F_derece=m * g * sin(teta)
teta eğim açısıdır
Düz iç mekan uygulamaları için bu değer sıfırdır
Toplam itici güç
F_toplam=F_roll + F_acc + F_grade
Bu değer tüm tork hesaplamaları için temel olarak kullanılır
Düz hat çalışma torku
Düz harekette her iki tahrik tekerleği de yükü eşit olarak paylaşır
Tekerlek başına kuvvet
F_düz=F_toplam / 2
Tekerlek torku
T_düz=F_düz * (D / 2)
D tahrik tekerleği çapıdır
Bu koşul, motor sisteminin sürekli çalışma kapasitesini ve termal kararlılığını doğrulamak için kullanılır.
Yerinde rotasyon kritik durumu
Yerinde dönüş, diferansiyel tahrik tekerleği AGV'leri için en zorlu çalışma koşuludur
Bu hareket sırasında bir tahrik tekerleği ileri doğru dönerken diğeri geriye doğru döner.
Küçük tekerlekler, tork talebini önemli ölçüde artıran maksimum direksiyon direnci üretir
Dönme direncinin mühendislik yaklaşımı
F_spin=(2 * F_roll * sqrt(W^2 + L^2)) / W
W, tahrik tekerleği aralığıdır
L aracın gövde uzunluğudur
Gerekli tork
T_spin=F_spin * (D / 2)
Çoğu endüstriyel AGV uygulamasında yerinde dönme torku genellikle düz hat torkundan iki ila beş kat daha yüksektir
Bu durum çoğu projede motor seçimi için birincil referanstır
Kavisli hareket durumu
Gerçek çalışma ortamlarında AGV'ler zamanlarının çoğunu kavisli hareketle geçirir
Tekerlek hızları farklıdır ve küçük tekerlekler direksiyon direnci sağlar
Tork ilişkisi
T_düz < T_eğrisi < T_spin
Kavisli hareket esas olarak hareket kararlılığının doğrulanması ve kontrol sisteminin ayarlanması için kullanılır
Yük ataleti ve dişli oranı uyumu
Atalet eşleştirmesi, hareket performansında ve kontrol kararlılığında kritik bir rol oynar
Tekerlek tarafında eşdeğer yük ataleti
J_yük=(m / 2) * (D / 2) * (D / 2)
Şanzıman redüksiyonundan sonra motor tarafı ataleti
J_motor=J_yük / (i * i)
ben dişli oranıyım
Önerilen atalet oranı kuralları
Servo sistem 5'e 1'in altında
10'a 1'in altındaki step sistemi
Uygun atalet eşleştirmesi, hızlanma tepkisi konumlandırma doğruluğunu ve sistem kararlılığını artırır
Tahrik tekerleği seçiminde mühendislik hususları
Gerçek AGV sistem tasarımında tork hesaplaması tek başına yeterli değildir
Aşağıdaki faktörler de dikkate alınmalıdır
tekerlek ve zemin arasındaki çekiş performansı
şanzıman ömrü ve termal davranış
sürekli görevde çalışma yeteneği
zemin durumu değişimi
yük dağılımı ve ağırlık merkezi değişimi
Bu faktörlerin göz ardı edilmesi, tekerleğin aşırı ısınmasına veya dengesiz hareket kontrolüne yol açabilir
PLT serisi diferansiyel tahrik tekerleği çözümleri
Plutools ve Yikong Intelligent Equipment, AGV üreticileri için entegre çözümler olarak PLT serisi diferansiyel tahrik tekerleği sistemlerini sağlıyor
PLT serisi, alçak gerilim servo motorların hassas dişli kutularını ve endüstriyel sınıf tahrik tekerleklerini kompakt bir modüler sistemde birleştirir
Tipik modeller arasında farklı AGV uygulamaları için geniş bir yük kapasitesi aralığını kapsayan PLT85 PLT240 ve PLT550 bulunur.
Bu ürünler yaygın olarak kullanılmaktadır
depo AGV'leri
otonom mobil robotlar
römorkör AGV'leri
endüstriyel mobil platformlar
ağır hizmet lojistik sistemleri
Üreticiler entegre tahrik tekerleği çözümlerini kullanarak geliştirme karmaşıklığını önemli ölçüde azaltabilir, sistem güvenilirliğini artırabilir ve proje geliştirme döngülerini kısaltabilir
Çözüm
Diferansiyel tahrik tekerleği AGV motor boyutlandırması, basitleştirilmiş ağırlık tahmininden ziyade eksiksiz, çok koşullu bir mühendislik modeline dayanmalıdır.
Düz hareket sürekli tork gereksinimini tanımlar
Kavisli hareket sistem kararlılığını doğrular
Yerinde dönüş maksimum tork gereksinimini tanımlar
AGV geliştiricileri tork hesaplama atalet eşleştirmesi ile pratik mühendislik kısıtlamalarını birleştirerek endüstriyel ortamlarda istikrarlı, verimli ve güvenilir sistem performansı elde edebilirler
