Giới thiệu
Trong các hệ thống AGV và AMR hiện đại, bánh dẫn động là một trong những bộ phận quan trọng nhất quyết định hiệu suất của hệ thống. Khả năng tăng tốc khả năng chịu tải độ ổn định khi quay và độ tin cậy lâu dài đều bị ảnh hưởng trực tiếp bởi thiết kế hệ thống truyền động.
Trong nhiều dự án kỹ thuật, việc lựa chọn động cơ vẫn dựa trên trọng lượng xe hoặc kinh nghiệm thực nghiệm. Tuy nhiên, bánh dẫn động vi sai AGV hoạt động trong nhiều điều kiện động học và mỗi điều kiện đặt ra những yêu cầu khác nhau về việc kết hợp mô-men xoắn và quán tính của động cơ.
Một thiết kế hoàn chỉnh phải xem xét chuyển động thẳng, chuyển động cong và chuyển động quay tại chỗ. Trong số các điều kiện vận hành quay tại chỗ này thường yêu cầu mô-men xoắn cao nhất và trở thành yếu tố chính quyết định kích thước động cơ.
Bài viết này cung cấp một phương pháp kỹ thuật thực tế để tính toán mô-men xoắn và kết hợp quán tính cho AGV bánh dẫn động vi sai do Plutools và Thiết bị thông minh Yikong phát triển.
Cấu trúc hệ thống bánh xe truyền động vi sai
AGV dẫn động vi sai thường bao gồm hai bánh dẫn động trợ lực và nhiều bánh xe để hỗ trợ.
Chuyển động của xe được điều khiển bằng cách điều chỉnh chênh lệch tốc độ giữa bánh dẫn động bên trái và bên phải.
Vận tốc bằng nhau dẫn đến chuyển động thẳng
Tốc độ khác nhau dẫn đến chuyển động cong
Hướng ngược lại dẫn đến sự quay tại chỗ
ArchiPLTture này được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống kéo AGV AMR công nghiệp và nền tảng xử lý vật liệu tự động do cấu trúc đơn giản và độ tin cậy cao.
Mô hình kháng chuyển động
Tổng lực cản truyền động bao gồm ba thành phần chính
Lực cản lăn
F_roll=(m - m_drive) * g * mu
m là tổng khối lượng xe
m_drive được hỗ trợ tải bởi bánh dẫn động
mu là hệ số lực cản lăn phụ thuộc vào điều kiện sàn
Lực tăng tốc
F_acc=m * a
a là gia tốc của xe
Đây là yếu tố chính trong hiệu suất động, đặc biệt đối với các ứng dụng AMR tốc độ cao
sức đề kháng lớp
F_grade=m * g * sin(theta)
theta là góc dốc
Đối với các ứng dụng trong nhà bằng phẳng, giá trị này bằng 0
Tổng động lực
F_total=F_roll + F_acc + F_grade
Giá trị này được sử dụng làm cơ sở cho tất cả các tính toán mô-men xoắn
Mô-men xoắn vận hành đường thẳng
Trong chuyển động thẳng, cả hai bánh dẫn động đều chia tải trọng như nhau
Lực trên mỗi bánh xe
F_thẳng=F_total / 2
mô-men xoắn bánh xe
T_thẳng=F_thẳng * (D / 2)
D là đường kính bánh dẫn động
Điều kiện này dùng để kiểm tra khả năng hoạt động liên tục và độ ổn định nhiệt của hệ thống động cơ
Tình trạng quan trọng xoay vòng tại chỗ
Xoay tại chỗ là điều kiện làm việc đòi hỏi khắt khe nhất đối với AGV bánh dẫn động vi sai
Trong quá trình chuyển động này, một bánh dẫn động quay về phía trước trong khi bánh kia quay ngược lại
Bánh xe tạo ra lực cản lái tối đa làm tăng đáng kể nhu cầu mô-men xoắn
Kỹ thuật gần đúng của điện trở quay
F_spin=(2 * F_roll * sqrt(W^2 + L^2)) / W
W là khoảng cách bánh xe dẫn động
L là chiều dài thân xe
mô-men xoắn yêu cầu
Vòng quay T_{1}} Vòng quay F * (D / 2)
Trong hầu hết các ứng dụng AGV công nghiệp, mô-men quay tại chỗ thường cao hơn từ hai đến năm lần so với mô-men xoắn đường thẳng
Điều kiện này là tham chiếu chính cho việc lựa chọn động cơ trong hầu hết các dự án
Điều kiện chuyển động cong
Trong môi trường hoạt động thực tế, AGV dành phần lớn thời gian để chuyển động cong
Tốc độ bánh xe khác nhau và bánh xe tạo ra lực cản lái
Mối quan hệ mô-men xoắn
T_thẳng < Đường cong T < T_spin
Chuyển động cong chủ yếu được sử dụng để xác nhận độ ổn định chuyển động và điều chỉnh hệ thống điều khiển
Kết hợp quán tính tải và tỷ số truyền
Kết hợp quán tính đóng một vai trò quan trọng trong hiệu suất chuyển động và độ ổn định của điều khiển
Quán tính tải tương đương ở phía bánh xe
J_tải=(m / 2) * (D / 2) * (D / 2)
Quán tính phía động cơ sau khi giảm hộp số
J_motor=J_load / (i * i)
tôi là tỉ số truyền
Hướng dẫn tỷ lệ quán tính được đề xuất
Hệ thống servo dưới 5 đến 1
Hệ thống bước dưới 10 đến 1
Kết hợp quán tính thích hợp giúp cải thiện độ chính xác định vị phản ứng tăng tốc và độ ổn định của hệ thống
Cân nhắc kỹ thuật để lựa chọn bánh xe truyền động
Trong tính toán mô-men xoắn thiết kế hệ thống AGV thực tế là không đủ
Các yếu tố sau đây cũng phải được xem xét
hiệu suất lực kéo giữa bánh xe và sàn
tuổi thọ hộp số và hành vi nhiệt
khả năng hoạt động liên tục
sự thay đổi tình trạng sàn
phân bố tải trọng và dịch chuyển trọng tâm
Bỏ qua những yếu tố này có thể dẫn đến bánh xe bị trượt quá nhiệt hoặc điều khiển chuyển động không ổn định
Giải pháp bánh xe truyền động vi sai dòng PLT
Plutools và Thiết bị thông minh Yikong cung cấp hệ thống bánh dẫn động vi sai dòng PLT dưới dạng giải pháp tích hợp cho các nhà sản xuất AGV
Dòng PLT tích hợp hộp số chính xác của động cơ servo điện áp thấp và bánh dẫn động cấp công nghiệp vào một hệ thống mô-đun nhỏ gọn
Các mẫu điển hình bao gồm PLT85 PLT240 và PLT550 có nhiều mức công suất tải cho các ứng dụng AGV khác nhau
Các sản phẩm này được sử dụng rộng rãi trong
kho AGV
robot di động tự động
xe kéo AGV
nền tảng di động công nghiệp
hệ thống hậu cần hạng nặng
Bằng cách sử dụng giải pháp bánh xe truyền động tích hợp, các nhà sản xuất có thể giảm đáng kể độ phức tạp trong quá trình phát triển, cải thiện độ tin cậy của hệ thống và rút ngắn chu kỳ phát triển dự án
Phần kết luận
Kích thước động cơ AGV của bánh dẫn động vi sai phải dựa trên mô hình kỹ thuật đa điều kiện hoàn chỉnh thay vì ước tính trọng lượng đơn giản hóa
Chuyển động thẳng xác định yêu cầu mô-men xoắn liên tục
Chuyển động cong xác nhận sự ổn định của hệ thống
Xoay tại chỗ xác định yêu cầu mô-men xoắn tối đa
Bằng cách kết hợp kết hợp quán tính tính toán mô-men xoắn và các ràng buộc kỹ thuật thực tế, các nhà phát triển AGV có thể đạt được hiệu suất hệ thống ổn định, hiệu quả và đáng tin cậy trong môi trường công nghiệp
