1. Ievads
Loģistikas automatizācijas iekārtu jomā AGV (automatizētie vadāmie transportlīdzekļi) ir kļuvuši par vienu no visplašāk izmantotajiem risinājumiem materiālu pārvadāšanai. AGV piedziņas sistēmai ir izšķiroša nozīme, nosakot tā kustības iespējas, pielietojuma scenārijus, darbības efektivitāti un ilgtermiņa uzturēšanas izmaksas.
Pašlaik AGV, kas brauc zem braukšanas, parasti tiek izmantotas divas galvenās piedziņas konfigurācijas:diferenciāļa piedziņaunstūres piedziņa. Šīs divas pieejas būtiski atšķiras konstrukcijas projektēšanā, kustības kontroles principos, sistēmu integrācijā un inženiertehniskajā izpildījumā.
Šajā rakstā ir sniegta abu piedziņas konfigurāciju tehniskā analīze no strukturālā sastāva, kustības principu, galveno veiktspējas rādītāju un praktisko pielietojuma ierobežojumu viedokļa. Mērķis ir sniegt noderīgas atsauces AGV sistēmu projektēšanai, komponentu izvēlei un inženierijas ieviešanai.
2. Divu piedziņas sistēmu uzbūve un kustības principi
2.1 Diferenciālā piedziņas bloks: Modulāra kustības arhitektūra
Diferenciāļa piedziņas bloks parasti sastāv no neatkarīgiem braukšanas moduļiem, kas rada transportlīdzekļa kustību, koordinējot vairāku riteņu vadību. Stūre tiek panākta, izmantojotātruma starpība starp kreiso un labo piedziņas riteņiem, kas seko klasiskajam diferenciālās stūrēšanas principam, ko izmanto daudzās mobilajās robotu platformās.
Kad aviens diferenciāļa piedziņas blokstiek izmantots, tas parasti sastāv no piedziņas riteņu pāra kopā ar atbilstošo motoru, transmisijas mehānismu un konstrukcijas atbalstu. Tā kā šajā konfigurācijā riteņu attālums ir salīdzinoši liels, AGV parasti var darbotieskustība uz priekšu un pamata pagrieziena manevri, taču kustības spēja joprojām ir ierobežota. Tāpēc šī konfigurācija galvenokārt tiek izmantota vienkāršos-vienvirziena materiālu transportēšanas uzdevumos.
Kaddivi diferenciālie piedziņas blokiir uzstādīti uz AGV, koordinēta vadība starp priekšējiem un aizmugurējiem moduļiem ļauj transportlīdzeklim sasniegtdivvirzienu kustība un pagriešana. Tomēr stūrēšanu joprojām rada riteņu ātruma atšķirības, kas nozīmē, ka transportlīdzeklis vienmēr seko aizliekta trajektorija. Rezultātā nevar panākt sānu kustību vai visuvirziena kustību.
Diferenciāļa piedziņas sistēmas pagrieziena darbību nosaka lineārā ātruma atšķirība starp kreiso un labo riteņu. Ar fiksētu riteņu bāzi lielāka ātruma starpība rada mazāku pagrieziena rādiusu. Lai gan šis princips ir vienkāršs un uzticams, tas izvirza augstākas prasības ātruma kontroles precizitātei, jo īpaši pie lielākiem darbības ātrumiem.
2.2 Stūres piedziņas bloks: integrēts mehatronisks risinājums
Stūres piedziņas vienība apvieno abusvilces un stūres funkcijasvienā mehatroniskajā modulī. Atšķirībā no diferenciāļu sistēmām, tiek izmantotas stūres piedziņas vienībasneatkarīgi motori braukšanai un stūrēšanai, ļaujot aktīvi kontrolēt riteņa orientāciju.
Šis dizains novērš nepieciešamību vadīt stūri, izmantojot riteņu ātruma atšķirības. Tā vietā ritenis pats griežas vajadzīgajā virzienā, pirms tiek radīts vilces spēks. Rezultātā kustību vadība kļūst tiešāka un precīzāka.
Stūres piedziņas AGV sistēmas parasti ievērotrīs{0}}punktu atbalsta princips, kas nodrošina stabilu transportlīdzekļa konstrukciju un slodzes sadalījumu. Lielākajā daļā dizainu šī konfigurācija novērš nepieciešamību pēc papildu piekares sistēmām.
Kad aviens stūres piedziņas blokstiek izmantots, AGV jau var sasniegt kustību uz priekšu un atpakaļ, kā arī pagriešanos. Salīdzinot ar diferenciālās piedziņas sistēmām, stūres reakcija ir tiešāka, jo riteņu orientācija tiek aktīvi kontrolēta, nevis pasīvi ģenerēta ar ātruma atšķirībām.
Kaddivi stūres piedziņas blokiir uzstādīti, saskaņota riteņu orientācijas un ātruma kontrole ļauj AGV veikt darbībuvisvirziena kustība, ieskaitot kustību uz priekšu, kustību atpakaļ, -rotāciju vietā un sānu pārvietošanu. Tas ievērojami uzlabo manevrēšanas spēju šaurās ejās un liela{2}}blīvuma noliktavas vidē.
Šādu sistēmu stūrēšanas precizitāti parasti nosakakodētāja izšķirtspēja un pārnesumu pārnesuma attiecībaizmanto stūres mehānismā. Izmantojot precīzas kodētāja atgriezeniskās saites un mehāniskās samazināšanas sistēmas, var panākt augstas-precizitātes stūres leņķa kontroli, ievērojami uzlabojot AGV pozicionēšanas precizitāti.
3. Pamattehnisko raksturlielumu salīdzinājums
No inženiertehniskā viedokļa diferenciāļa piedziņas un stūres piedziņas sistēmām ir ievērojamas atšķirības vairākos galvenajos veiktspējas aspektos.
Runājot parstrukturālais izmērs, diferenciālās piedziņas sistēmas balstās uz vairākiem neatkarīgiem moduļiem un papildu montāžas konstrukcijām, kas parasti rada lielākas uzstādīšanas vietas prasības. No otras puses, stūres piedziņas bloki integrē piedziņas motoru, stūres mehānismu, pārnesumkārbu un riteņu komplektu vienā kompaktā modulī, tādējādi iegūstot kompaktāku kopējo dizainu.
Attiecībā uzdivvirzienu kustības spēja, diferenciālās piedziņas sistēmām bieži ir nepieciešami divi piedziņas moduļi, lai nodrošinātu efektīvu kustību uz priekšu un atpakaļ. Stūres piedziņas vienības to panāk, vienkārši mainot vilces motora griešanās virzienu, vienkāršojot vadības arhitektūru.
Parvisvirziena kustība, diferenciāļa piedziņas sistēmas pēc būtības ierobežo to stūrēšanas princips. Tā kā pagriezienus rada ātruma atšķirības, AGV ir jāiet pa izliektu ceļu. Stūres piedziņas vienības var aktīvi mainīt riteņa virzienu, nodrošinot patiesu visvirziena kustību, tostarp sānu kustību.
Apsverotapkope un uzticamība, diferenciālās piedziņas sistēmas sastāv no vairākiem kopā savienotiem mehāniskiem un elektriskiem moduļiem. Lielāks mehānisko saskarņu skaits laika gaitā var palielināt nodiluma vai elektrisko savienojumu problēmu iespējamību. Stūres piedziņas sistēmas samazina komponentu skaitu, pateicoties integrētai konstrukcijai, kas kopumā uzlabo sistēmas uzticamību un vienkāršo apkopi.
Runājot parpozicionēšanas precizitāte, diferenciālpiedziņas AGV ietekmē kumulatīvās riteņu ātruma kļūdas un mehāniskā pretdarbība transmisijas sistēmā. Stūres piedziņas sistēmās tiek izmantota kodētāja atgriezeniskā saite gan braukšanas, gan stūrēšanas motoriem, nodrošinot slēgtas -cilpas vadību un uzlabotu pozicionēšanas precizitāti.
Parvilces veiktspēja, diferenciālās piedziņas sistēmas sadala jaudu pa vairākiem moduļiem, kas var izraisīt pārraides zudumus. Stūres piedziņas bloki izmanto centralizētu vilces struktūru, kas ļauj efektīvāk pārvadīt spēku un palielināt kravnesību.
Visbeidzot, runājot parmaksimālais braukšanas ātrums, diferenciāļa piedziņas sistēmas var saskarties ar stabilitātes problēmām, braucot ar lielāku ātrumu, jo ir atkarīga precīza riteņu ātruma kontrole. Stūres piedziņas sistēmas saglabā stabilu kustību pat lielā ātrumā, jo stūrēšana un saķere tiek kontrolēta neatkarīgi.
4. Piedziņas sistēmu lietojumprogrammas statuss zem-auto AGV
4.1 Diferenciālā piedziņa kā tradicionāls galvenais risinājums
Raugoties no vēsturiskā perspektīvas, daudzas Ķīnā izmantotās agrīnās AGV sistēmas tika ieviestas Japānā, kur diferenciālā piedziņa jau sen ir bijusi dominējošā AGV piedziņas konfigurācija.
Turklāt agrīnie AGV lietojumi automobiļu ražošanas nozarē arī lielā mērā balstījās uz diferenciālās piedziņas tehnoloģiju. Šī vēsturiskā attīstība radīja spēcīgu tehnoloģisko atkarību nozarē, kā rezultātā tika plaši izmantota diferenciālā piedziņa zem-braucošajiem AGV.
Lai gan stūres piedziņas sistēmas tiek plaši izmantotas lieljaudas{0}}AGV, ko izstrādājuši tādi uzņēmumi kā SIASUN, šīs platformas parasti ir paredzētaslielas-kravas rūpnieciskos transportlīdzekļus, kas būtiski atšķiras nozema-profila un viegla dizaina prasībaszem{0}}braucošo AGV.
4.2. Stūres piedziņas izmantošanas ierobežojumi
Neraugoties uz to veiktspējas priekšrocībām, stūres piedziņas sistēmas vēsturiski saskārās ar vairākiem šķēršļiem zem-auto AGV lietojumos.
Pirmais ierobežojums irfiziskais izmērs. Tradicionālās stūres piedziņas vienības galvenokārt tika izstrādātas lieljaudas AGV, un tāpēc tām bija salīdzinoši liels uzstādīšanas augstums. Tomēr under-ride AGV parasti prasa ārkārtīgi zemu šasijas augstumu, tāpēc agrīnās stūrēšanas piedziņas produktus ir grūti integrēt.
Otrais ierobežojums irizmaksas. Agrāk augstas veiktspējas-stūres piedziņas bloki galvenokārt bija importēti produkti, kuru cenas bija ievērojami augstākas nekā moduļu diferenciāļa piedziņas sistēmas. Mazas-slodzes AGV, ko izmanto lielos daudzumos, šādas izmaksu atšķirības lielā mērā ietekmēja ekonomisko iespējamību.
Trešais faktors irnozares uztvere. Tā kā diferenciāļa piedziņas sistēmas dominē-ilgtermiņā, daudzi AGV ražotāji sākotnēji uzskatīja, ka diferenciāļa piedziņa ir vispiemērotākais risinājums zembraukšanas AGV, kas palēnināja stūres piedziņas tehnoloģiju ieviešanu.
5. Jaunās stūres piedziņas sistēmu pielietojuma tendences
Ar nepārtrauktu tehnoloģisko progresu AGV nozarē un strauji attīstoties iekšzemes piedziņas komponentiem, stūres piedziņas sistēmas pakāpeniski kļūst praktiskākas zembraucamajiem AGV.
Viens svarīgs sasniegums ir attīstībazema-profila stūres piedziņas vienības. Produkti, piemēram,Plutools PLT120 horizontālā stūres piedziņas ratspārstāv jaunas paaudzes kompakto stūres piedziņas risinājumus, kas īpaši izstrādāti zema{0}}augstuma AGV platformām.
PLT120 ir izmantota kompakta integrēta struktūra, kas ir optimizēta AGV transportlīdzekļiem ar zemi{1}}braukšanu. Modulis integrē vilces motoru, stūres mehānismu, pārnesumkārbu, riteņu komplektu un kodēšanas sistēmu vienā kompaktā vienībā, vienlaikus saglabājot augstu vilces veiktspēju un precīzu kustības vadību.
Izmantojot šo konstrukciju, viena stūres piedziņas vienība jau var atbalstīt kustību uz priekšu, kustību atpakaļ un pagrieziena funkcijas zem{0}}braucošam AGV. Ja ir uzstādītas divas vienības, AGV var nodrošināt pilnīgu mobilitāti visur, tostarp sānu pārvietošanu un -rotāciju vietā, kas ievērojami uzlabo darbības elastību blīvās noliktavas vidēs.
Tajā pašā laikā daudzi AGV ražotāji ir pastiprinājuši savuneatkarīgas dizaina iespējas, ļaujot viņiem efektīvāk integrēt stūres piedziņas sistēmas zema-profila AGV platformās un izstrādāt optimizētus kustības kontroles algoritmus.
Rezultātā stūres piedziņas tehnoloģija pakāpeniski pārvar iepriekšējos ierobežojumus, kas saistīti ar izmēru un izmaksām.
6. Tehniskais kopsavilkums
Diferenciālās piedziņas un stūres piedziņas sistēmas ir divas dažādas inženiertehniskās pieejas AGV kustības sistēmām:moduļu piedziņas arhitektūraunintegrēta mehatroniskā piedziņas arhitektūra.
Diferenciāļa piedziņa joprojām ir plaši izmantots risinājums, pateicoties tā tehnoloģiskajam briedumam un ilgajai rūpniecisko lietojumu vēsturei. Tomēr tā ierobežojumi kustības elastības, pozicionēšanas precizitātes un sistēmas integrācijas ziņā padara to mazāk piemērotu ļoti dinamiskai loģistikas videi.
Stūres piedziņas sistēmas piedāvā tādas priekšrocības kā integrēts dizains, daudzvirzienu mobilitāte, augstāka pozicionēšanas precizitāte un zemākas ilgtermiņa apkopes prasības. Līdz ar tādu kompaktu produktu parādīšanos kāPlutools PLT120 horizontālā stūres piedziņas rats, pamazām tiek novērsti līdzšinējie šķēršļi, kas saistīti ar uzstādīšanas augstumu un izmaksām.
AGV izstrādātājiem un sistēmu integratoriem piedziņas tehnoloģijas izvēlei jābūt balstītai uz visaptverošu darbības vides, lietderīgās slodzes prasību, telpas ierobežojumu un ekonomisku apsvērumu novērtējumu. Diferenciālā piedziņa var palikt piemērota vienkāršiem transportēšanas uzdevumiem, savukārt stūres piedziņas sistēmas nodrošina nepārprotamas priekšrocības lietojumos, kuros nepieciešama augsta manevrēšanas spēja, blīvs izkārtojums un elastīga darbība.
Sagaidāms, ka, turpinoties tehnoloģiskajiem sasniegumiem, stūres piedziņas risinājumiem būs arvien lielāka nozīme nākamās paaudzes loģistikas automatizācijas iekārtās.
