1. Въведение
В областта на оборудването за автоматизация на логистиката AGV (автоматизирани управлявани превозни средства) се превърнаха в едно от най-широко използваните решения за транспортиране на материали. Задвижващата система на AGV играе решаваща роля при определянето на неговата способност за движение, сценарии на приложение, оперативна ефективност и-разходи за дългосрочна поддръжка.
Понастоящем две основни конфигурации на задвижване обикновено се използват в-автомобили AGV:диференциално задвижванеикормилно задвижване. Тези два подхода се различават значително по структурен дизайн, принципи за управление на движението, системна интеграция и инженерни характеристики.
Тази статия предоставя технически анализ на двете конфигурации на задвижване от гледна точка на структурен състав, принципи на движение, ключови показатели за ефективност и ограничения на практическото приложение. Целта е да се предоставят полезни справки за проектиране на AGV система, избор на компоненти и инженерно внедряване.
2. Структура и принципи на движение на двете задвижващи системи
2.1 Диференциално задвижващо устройство: Модулна архитектура на движение
Диференциалното задвижващо устройство обикновено се състои от независими задвижващи модули, които генерират движение на превозното средство чрез координирано управление на множество колела. Управлението се постига чрезразлика в скоростта между лявото и дясното задвижващо колело, който следва класическия принцип на диференциално управление, използван в много мобилни роботизирани платформи.
Когато аединично диференциално задвижващо устройствосе използва, той обикновено се състои от двойка задвижващи колела заедно със съответния двигател, трансмисионен механизъм и структурна опора. Поради сравнително голямото разстояние между колелата в тази конфигурация, AGV обикновено може да работидвижение напред и основни маневри за завиване, но възможността за движение остава ограничена. Следователно тази конфигурация се използва главно в прости-задачи за транспортиране на материали в една посока.
Когадва диференциални задвижващи агрегатаса инсталирани на AGV, координираното управление между предните и задните модули позволява на автомобила да постигнедвупосочно движение и завъртане. Въпреки това управлението все още се генерира от разликите в скоростта на колелата, което означава, че превозното средство винаги следва aкрива траектория. В резултат на това не може да се постигне странично движение или многопосочно движение.
Поведението при завиване на диференциална задвижваща система се определя от разликата в линейната скорост между лявото и дясното колело. При фиксирано междуосие по-голямата разлика в скоростта води до по-малък радиус на завиване. Докато този принцип е прост и надежден, той поставя по-високи изисквания към точността на управление на скоростта, особено при по-високи работни скорости.
2.2 Кормилно задвижващо устройство: Интегрирано мехатронно решение
Кормилното задвижване интегрира и двететеглителни и кормилни функциив един мехатронен модул. За разлика от диференциалните системи, кормилното задвижване използванезависими двигатели за шофиране и управление, което позволява активно да се контролира ориентацията на колелото.
Този дизайн елиминира необходимостта от управление чрез разликите в скоростта на колелата. Вместо това самото колело се завърта до необходимата ориентация, преди да генерира теглителна сила. В резултат контролът на движението става по-директен и прецизен.
Кормилното задвижване AGV системите обикновено следваттри{0}}точков опорен принцип, което осигурява стабилна конструкция на автомобила и разпределение на товара. В повечето дизайни тази конфигурация премахва необходимостта от допълнителни системи за окачване.
Когато аединично кормилно задвижванесе използва, AGV вече може да постигне движение напред и назад, както и завиване. В сравнение с диференциалните системи за задвижване, реакцията на кормилното управление е по-директна, тъй като ориентацията на колелата се контролира активно, а не се генерира пасивно чрез разликите в скоростта.
Когадва кормилни задвижванияса инсталирани, координираният контрол на ориентацията на колелата и скоростта позволява на AGV да работивсепосочно движение, включително движение напред, движение назад,-въртене на място и странично преместване. Това значително подобрява маневреността в тесни коридори и складови среди с висока-гъстота.
Точността на управление на такива системи обикновено се определя отразделителна способност на енкодера и предавателно отношение на предавкатаизползвани в кормилния механизъм. Чрез прецизна обратна връзка на енкодера и механични системи за намаляване може да се постигне високо-прецизен контрол на ъгъла на завиване, което значително подобрява точността на позициониране на AGV.
3. Сравнение на основните технически характеристики
От инженерна гледна точка диференциалното задвижване и системите за задвижване на кормилното управление показват забележителни разлики в няколко ключови аспекта на производителността.
По отношение наструктурен размер, диференциалните задвижващи системи разчитат на множество независими модули и допълнителни монтажни конструкции, което обикновено води до по-големи изисквания за монтажно пространство. Задвижващите модули на кормилното управление, от друга страна, интегрират задвижващия мотор, кормилния механизъм, скоростната кутия и колелото в един компактен модул, което води до по-компактен цялостен дизайн.
Относновъзможност за двупосочно движение, диференциалните задвижващи системи често изискват два задвижващи модула, за да позволят ефективно движение напред и назад. Задвижващите модули за управление постигат това просто чрез обръщане на посоката на въртене на тяговия двигател, опростявайки архитектурата на управление.
Завсепосочно движение, системите за диференциално задвижване са присъщо ограничени от техния принцип на управление. Тъй като завиването се генерира от разликите в скоростта, AGV трябва да следва извита траектория. Задвижващите модули на кормилното управление могат активно да променят посоката на колелата, позволявайки истинско многопосочно движение, включително странично движение.
При разглежданеподдръжка и надеждност, диференциалните задвижващи системи се състоят от множество механични и електрически модули, свързани заедно. По-големият брой механични интерфейси може да увеличи вероятността от износване или проблеми с електрическата връзка с течение на времето. Системите за кормилно задвижване намаляват броя на компонентите чрез интегриран дизайн, което като цяло подобрява надеждността на системата и опростява поддръжката.
По отношение наточност на позициониранеAGV с диференциално задвижване се влияят от кумулативни грешки в скоростта на колелата и механична хлабина в трансмисионната система. Системите за задвижване на кормилното управление използват обратна връзка от енкодера както за задвижващи, така и за кормилни двигатели, позволявайки управление по затворен-контур и подобрена прецизност на позициониране.
Запроизводителност на сцепление, диференциалните задвижващи системи разпределят мощността между множество модули, което може да доведе до загуби при предаване. Задвижващите модули на кормилното управление използват централизирана тягова структура, позволяваща по-ефективно предаване на мощността и по-голяма товароносимост.
И накрая, по отношение намаксимална скорост на движение, системите за диференциално задвижване може да се сблъскат с предизвикателства по отношение на стабилността при по-високи скорости поради зависимостта от прецизен контрол на скоростта на колелата. Системите за кормилно задвижване поддържат стабилно движение дори при по-високи скорости, тъй като управлението и сцеплението се контролират независимо.
4. Състояние на приложението на задвижващи системи в Under-Ride AGV
4.1 Диференциално задвижване като традиционно основно решение
От историческа гледна точка много ранни AGV системи-, използвани в Китай, са въведени от Япония, където диференциалното задвижване отдавна е доминиращата конфигурация на задвижване за AGV.
В допълнение, ранните приложения на AGV в автомобилната промишленост също разчитаха в голяма степен на технологията за диференциално задвижване. Това историческо развитие създаде силна зависимост от технологичния път в рамките на индустрията, което доведе до широкото приемане на диференциално задвижване в-автомобили AGV.
Въпреки че системите за кормилно задвижване се използват широко в тежкотоварни AGV, разработени от компании като SIASUN, тези платформи обикновено са насоченипромишлени превозни средства с голям-полезен товар, които се различават значително отизисквания за нисък-профил и лек дизайнот-под управлението на AGV.
4.2 Ограничения на приемането на кормилното задвижване
Въпреки предимствата си в производителността, системите за кормилно задвижване исторически са се сблъсквали с няколко препятствия в-приложенията на AGV при возене.
Първото ограничение ефизически размер. Традиционните кормилни задвижващи модули са проектирани предимно за тежкотоварни AGV-и поради това имат относително големи монтажни височини. Под -езда AGV обаче обикновено изискват изключително ниски височини на шасито, което затруднява интегрирането на ранните кормилни задвижващи продукти.
Второто ограничение ецена. В миналото високопроизводителните задвижващи модули за кормилно управление бяха основно вносни продукти с цени, значително по-високи от модулните диференциални задвижващи системи. За леко{3}}натоварени AGV, разгърнати в големи количества, такива разлики в разходите значително повлияха на икономическата осъществимост.
Третият фактор евъзприемане на индустрията. Поради дългосрочното-доминиране на системите за диференциално задвижване, много производители на AGV първоначално приеха, че диференциалното задвижване е най-подходящото решение за-задвижващи се AGV, което забави приемането на технологии за кормилно задвижване.
5. Нововъзникващи тенденции в приложението на кормилните задвижващи системи
С непрекъснатия технологичен напредък в индустрията на AGV и бързото развитие на вътрешните задвижващи компоненти, системите за кормилно задвижване постепенно стават все по-практични за-задвижващи се AGV.
Важен пробив е развитието наниско{0}}профилни кормилни задвижващи модули. Продукти катоPlutools PLT120 хоризонтален волан за задвижванепредставляват ново поколение компактни решения за кормилно задвижване, специално проектирани за AGV платформи с ниска-височина.
PLT120 приема компактна интегрирана структура, оптимизирана за-приложения на AGV. Модулът интегрира тяговия двигател, кормилния механизъм, скоростната кутия, колелото и енкодерната система в едно компактно устройство, като същевременно поддържа висока производителност на сцепление и прецизен контрол на движението.
С този дизайн единичен кормилен задвижващ модул вече може да поддържа функции за движение напред, движение назад и завъртане за AGV отдолу. Когато са инсталирани две единици, AGV може да постигне пълна всепосочна мобилност, включително странично преместване и-въртене на място, което значително подобрява оперативната гъвкавост в гъста складова среда.
В същото време много производители на AGV засилиха своитенезависими възможности за проектиране, което им позволява да интегрират по-ефективно системите за кормилно задвижване в ниско{0}}профилни AGV платформи и да разработят оптимизирани алгоритми за управление на движението.
В резултат на това технологията на кормилното задвижване постепенно преодолява предишните ограничения, свързани с размера и цената.
6. Техническо резюме
Диференциалното задвижване и системите за задвижване на кормилното управление представляват два различни инженерни подхода към системите за движение на AGV:модулна архитектура на задвижванетоиинтегрирана мехатронна задвижваща архитектура.
Диференциалното задвижване остава широко използвано решение поради своята технологична зрялост и дълга история на индустриални приложения. Въпреки това, неговите ограничения по отношение на гъвкавостта на движението, точността на позициониране и системната интеграция го правят по-малко подходящ за силно динамични логистични среди.
Системите за кормилно задвижване предлагат предимства като интегриран дизайн, всепосочна мобилност, по-висока точност на позициониране и по-ниски -изисквания за дългосрочна поддръжка. С появата на компактни продукти катоPlutools PLT120 хоризонтален волан за задвижване, предишните бариери, свързани с височината на монтажа и цената, постепенно се елиминират.
За разработчиците и системните интегратори на AGV изборът на задвижваща технология трябва да се основава на цялостна оценка на работната среда, изискванията за полезен товар, пространствените ограничения и икономическите съображения. Диференциалното задвижване може да остане подходящо за прости транспортни задачи, докато системите за задвижване на кормилното управление предоставят ясни предимства в приложения, изискващи висока маневреност, плътни оформления и гъвкава работа.
С непрекъснатия технологичен напредък се очаква решенията за кормилно задвижване да играят все по-важна роля в следващото поколение оборудване за логистична автоматизация.
