1. Uvod
Na področju opreme za avtomatizacijo logistike so AGV (avtomatizirano vodena vozila) postali ena najpogosteje uporabljenih rešitev za transport materiala. Pogonski sistem AGV igra odločilno vlogo pri določanju njegove zmogljivosti gibanja, scenarijev uporabe, učinkovitosti delovanja in-dolgoročnih stroškov vzdrževanja.
Trenutno se v vozilih AGV pod vožnjo običajno uporabljata dve glavni pogonski konfiguraciji:diferencialni pogoninkrmilni pogon. Ta dva pristopa se bistveno razlikujeta v konstrukcijski zasnovi, načelih nadzora gibanja, sistemski integraciji in inženirski učinkovitosti.
Ta članek ponuja tehnično analizo obeh konfiguracij pogona z vidika strukturne sestave, principov gibanja, ključnih indikatorjev delovanja in omejitev praktične uporabe. Cilj je zagotoviti uporabne reference za načrtovanje sistema AGV, izbiro komponent in inženirsko izvedbo.
2. Struktura in načela gibanja dveh pogonskih sistemov
2.1 Diferencialna pogonska enota: modularna arhitektura gibanja
Diferencialna pogonska enota je običajno sestavljena iz neodvisnih pogonskih modulov, ki ustvarjajo gibanje vozila z usklajenim nadzorom več koles. Krmiljenje se doseže prekrazlika v hitrosti med levim in desnim pogonskim kolesom, ki sledi principu klasičnega diferencialnega krmiljenja, ki se uporablja v številnih mobilnih robotskih platformah.
Ko aenojna diferencialna pogonska enotauporablja, je običajno sestavljen iz para pogonskih koles skupaj z ustreznim motorjem, prenosnim mehanizmom in strukturno podporo. Zaradi razmeroma velikega razmika med kolesi v tej konfiguraciji lahko AGV običajno delujegibanje naprej in osnovni manevri obračanja, vendar zmožnost gibanja ostaja omejena. Ta konfiguracija se zato večinoma uporablja pri preprostih-enosmernih nalogah transporta materiala.
kdajdve diferencialni pogonski enotiso nameščeni na AGV, usklajen nadzor med sprednjimi in zadnjimi moduli omogoča vozilu doseganjedvosmerno gibanje in obračanje. Vendar je krmiljenje še vedno posledica razlik v hitrosti koles, kar pomeni, da vozilo vedno sledi aukrivljena trajektorija. Posledično ni mogoče doseči bočnega ali vsesmernega gibanja.
Vrtenje diferencialnega pogonskega sistema je določeno z razliko v linearni hitrosti med levim in desnim kolesom. Pri fiksni medosni razdalji se zaradi večje razlike v hitrosti zmanjša radij obračanja. Čeprav je to načelo preprosto in zanesljivo, postavlja višje zahteve glede natančnosti krmiljenja hitrosti, zlasti pri višjih delovnih hitrostih.
2.2 Krmilna pogonska enota: integrirana mehatronska rešitev
Krmilna pogonska enota združuje obojevlečne in krmilne funkcijev en sam mehatronski modul. Za razliko od diferencialnih sistemov krmilne pogonske enote uporabljajoneodvisni motorji za vožnjo in krmiljenje, kar omogoča aktivno krmiljenje usmerjenosti kolesa.
Ta zasnova odpravlja potrebo po krmiljenju zaradi razlik v hitrosti koles. Namesto tega se kolo samo zavrti v zahtevano smer, preden ustvari vlečno silo. Posledično postane nadzor gibanja bolj neposreden in natančen.
Sistemi krmilnega pogona AGV običajno sledijotri{0}}točkovno načelo podpore, ki zagotavlja stabilno konstrukcijo vozila in porazdelitev obremenitve. Pri večini modelov ta konfiguracija odpravlja potrebo po dodatnih sistemih vzmetenja.
Ko aenojna krmilna pogonska enotauporablja, lahko AGV že doseže premikanje naprej in nazaj ter obračanje. V primerjavi s sistemi diferencialnega pogona je odzivnost krmiljenja bolj neposredna, ker je usmerjenost koles aktivno nadzorovana in ne pasivno ustvarjena zaradi razlik v hitrosti.
kdajdve krmilni pogonski enotinameščeni, usklajen nadzor orientacije koles in hitrosti omogoča delovanje AGVvsesmerno gibanje, vključno z gibanjem naprej, nazaj,-rotacijo na mestu in stranskim premikom. To močno izboljša manevriranje v ozkih prehodih in skladiščnih okoljih z visoko-gostoto.
Natančnost krmiljenja takih sistemov običajno določaločljivost kodirnika in prestavno razmerjeki se uporablja v krmilnem mehanizmu. Z natančnimi povratnimi informacijami kodirnika in mehanskimi sistemi redukcije je mogoče doseči visoko-natančen nadzor krmilnega kota, kar znatno izboljša natančnost pozicioniranja AGV.
3. Primerjava osnovnih tehničnih značilnosti
Z inženirskega vidika kažejo diferencialni pogonski in krmilni pogonski sistemi opazne razlike v več ključnih vidikih delovanja.
V smislustrukturna velikost, sistemi diferencialnega pogona temeljijo na več neodvisnih modulih in dodatnih montažnih strukturah, kar na splošno vodi do večjih potreb po prostoru za namestitev. Po drugi strani krmilne pogonske enote integrirajo pogonski motor, krmilni mehanizem, menjalnik in kolesni sklop v en sam kompakten modul, kar ima za posledico bolj kompaktno celotno zasnovo.
Gledemožnost dvosmernega gibanja, diferencialni pogonski sistemi pogosto zahtevajo dva pogonska modula, da omogočijo učinkovito gibanje naprej in nazaj. Krmilne pogonske enote to dosežejo preprosto z obračanjem smeri vrtenja pogonskega motorja, kar poenostavi nadzorno arhitekturo.
Zavsesmerno gibanje, so diferencialni pogonski sistemi sami po sebi omejeni s svojim principom krmiljenja. Ker zavijanje povzročajo razlike v hitrosti, mora AGV slediti zakrivljeni poti. Krmilne pogonske enote lahko aktivno spreminjajo smer kolesa, kar omogoča resnično vsesmerno gibanje, vključno s stranskim gibanjem.
Pri obravnavivzdrževanje in zanesljivost, sistemi diferencialnega pogona so sestavljeni iz več med seboj povezanih mehanskih in električnih modulov. Večje število mehanskih vmesnikov lahko sčasoma poveča verjetnost obrabe ali težav z električno povezavo. Sistemi krmilnega pogona zmanjšajo število komponent z integrirano zasnovo, kar na splošno izboljša zanesljivost sistema in poenostavi vzdrževanje.
V smislunatančnost pozicioniranja, na AGV z diferencialnim pogonom vplivajo kumulativne napake pri hitrosti koles in mehanska zračnost v sistemu prenosa. Sistemi krmilnega pogona uporabljajo povratno informacijo kodirnika za pogonske in krmilne motorje, kar omogoča krmiljenje s-zanke in izboljšano natančnost pozicioniranja.
Zavlečna zmogljivost, diferencialni pogonski sistemi porazdelijo moč med več moduli, kar lahko povzroči izgube pri prenosu. Krmilne pogonske enote uporabljajo centralizirano vlečno strukturo, ki omogoča učinkovitejši prenos moči in večjo nosilnost.
Končno, v smislunajvečja potovalna hitrost, lahko sistemi diferencialnega pogona naletijo na izzive stabilnosti pri višjih hitrostih zaradi zanašanja na natančen nadzor hitrosti koles. Sistemi krmilnega pogona ohranjajo stabilno gibanje tudi pri višjih hitrostih, ker se krmiljenje in oprijem krmilita neodvisno.
4. Stanje uporabe pogonskih sistemov v Under-Ride AGV
4.1 Diferencialni pogon kot tradicionalna rešitev
Z zgodovinskega vidika so bili številni zgodnji-sistemi AGV, ki so se uporabljali na Kitajskem, uvedeni z Japonske, kjer je diferencialni pogon že dolgo prevladujoča pogonska konfiguracija za AGV.
Poleg tega so se zgodnje aplikacije AGV v avtomobilski industriji močno zanašale tudi na tehnologijo diferencialnega pogona. Ta zgodovinski razvoj je ustvaril močno odvisnost od tehnološke poti znotraj industrije, kar je povzročilo široko sprejetje diferencialnega pogona v-podvoznih AGV.
Čeprav se krmilni pogonski sistemi pogosto uporabljajo v težkih-vozilih AGV, ki so jih razvila podjetja, kot je SIASUN, so te platforme običajno namenjenevelika{0}}industrijska vozila z nosilnostjo, ki se bistveno razlikujejo odzahteve po nizkem-profilu in lahki zasnovipod{0}}voznih AGV.
4.2 Omejitve uporabe krmilnega pogona
Kljub svojim prednostim v zmogljivosti so se krmilni pogonski sistemi v preteklosti srečevali z več ovirami pri aplikacijah AGV pod vožnjo.
Prva omejitev jefizična velikost. Tradicionalne krmilne pogonske enote so bile zasnovane predvsem za težka-vozila AGV in so zato imele razmeroma velike vgradne višine. Vendar pa AGV-ji pod vožnjo običajno zahtevajo izjemno nizke višine podvozja, zaradi česar je težko integrirati izdelke za zgodnje krmiljenje.
Druga omejitev jestroški. V preteklosti so bile visoko{1}}zmogljive krmilne pogonske enote večinoma uvoženi izdelki, katerih cene so bile znatno višje kot modularni diferencialni pogonski sistemi. Za lahke -obremenitve AGV, uporabljene v velikih količinah, so takšne razlike v stroških močno vplivale na ekonomsko izvedljivost.
Tretji dejavnik jedojemanje industrije. Zaradi dolgoročne-prevlade sistemov diferencialnega pogona so številni proizvajalci AGV sprva domnevali, da je diferencialni pogon najprimernejša rešitev za-podvozje AGV, kar je upočasnilo sprejemanje tehnologij krmilnega pogona.
5. Nastajajoči trendi uporabe krmilnih pogonskih sistemov
Z nenehnim tehnološkim napredkom v industriji AGV in hitrim razvojem domačih pogonskih komponent postajajo krmilni pogonski sistemi postopoma bolj praktični za-vozilne AGV.
Eden od pomembnih prebojev je razvojnizko{0}}profilne krmilne pogonske enote. Izdelki, kot jeVodoravni volan Plutools PLT120predstavljajo novo generacijo kompaktnih krmilnih pogonskih rešitev, posebej zasnovanih za platforme AGV z nizko-višino.
PLT120 ima kompaktno integrirano strukturo, optimizirano za-aplikacije AGV pod vožnjo. Modul združuje vlečni motor, krmilni mehanizem, menjalnik, kolesni sklop in sistem dajalnika v eno samo kompaktno enoto, hkrati pa ohranja visoko vlečno zmogljivost in natančen nadzor gibanja.
S to zasnovo lahko ena krmilna pogonska enota že podpira funkcije gibanja naprej, vzvratnega gibanja in obračanja za-podvozje AGV. Ko sta nameščeni dve enoti, lahko AGV doseže popolno vsesmerno mobilnost, vključno s stranskim premikom in-rotacijo na mestu, kar znatno izboljša operativno prilagodljivost v gosto zaprtih skladiščnih okoljih.
Hkrati so številni proizvajalci AGV okrepili svojeneodvisne oblikovalske sposobnosti, kar jim omogoča učinkovitejšo integracijo krmilnih pogonskih sistemov v nizko{0}}platforme AGV in razvoj optimiziranih algoritmov za nadzor gibanja.
Posledično tehnologija krmilnega pogona postopoma presega prejšnje omejitve glede velikosti in stroškov.
6. Tehnični povzetek
Diferencialni pogonski in krmilni pogonski sistemi predstavljajo dva različna inženirska pristopa k gibalnim sistemom AGV:modularna pogonska arhitekturainarhitektura integriranega mehatronskega pogona.
Diferencialni pogon ostaja široko uporabljena rešitev zaradi svoje tehnološke zrelosti in dolge zgodovine industrijske uporabe. Vendar pa je zaradi njegovih omejitev v smislu fleksibilnosti gibanja, natančnosti pozicioniranja in integracije sistema manj primeren za zelo dinamična logistična okolja.
Sistemi krmilnega pogona ponujajo prednosti, kot so integrirana zasnova, vsesmerna mobilnost, večja natančnost pozicioniranja in manj-dolgotrajne zahteve za vzdrževanje. S pojavom kompaktnih izdelkov, kot jeVodoravni volan Plutools PLT120, prejšnje ovire, povezane z višino namestitve in stroški, postopoma odpravljajo.
Za razvijalce in sistemske integratorje AGV mora izbira pogonske tehnologije temeljiti na celoviti oceni delovnega okolja, zahtevah glede nosilnosti, prostorskih omejitvah in ekonomskih vidikih. Diferencialni pogon lahko ostane primeren za preproste transportne naloge, medtem ko krmilni pogonski sistemi zagotavljajo očitne prednosti v aplikacijah, ki zahtevajo visoko manevriranje, gosto razporeditev in prilagodljivo delovanje.
Z nadaljnjim tehnološkim napredkom se pričakuje, da bodo imele rešitve krmilnega pogona čedalje pomembnejšo vlogo v naslednji generaciji opreme za avtomatizacijo logistike.
