【文/千千】小小的AGV何以能拖動成百上千公斤的重物運行,并能達(dá)到毫米級別的精度,這與AGV的輪邊驅(qū)動模式密切相關(guān)。
AGV的輪邊驅(qū)動主要分為差速和舵輪兩種結(jié)構(gòu)方式,由于原理不同,所以這兩種結(jié)構(gòu)方式各有利弊,簡單點來說就是差速驅(qū)動能耗較高,但價格較低,適合百公斤負(fù)載的AGV使用,而舵輪型能耗低,承壓更高,適合重負(fù)載,即過噸級別的AGV、叉車使用。
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差速的結(jié)構(gòu)方式,可以參考汽車,即動力驅(qū)動行星輪架,再由行星齒輪帶動左、右兩條驅(qū)動半軸,分別驅(qū)動左、右車輪。當(dāng)車子直行時,左、右車輪與行星輪架三者的轉(zhuǎn)速相等,處于平行狀態(tài)。
當(dāng)轉(zhuǎn)彎時,由于外側(cè)輪有滑拖的現(xiàn)象,內(nèi)側(cè)輪有滑轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,兩個驅(qū)動輪此時就會產(chǎn)生兩個方向相反的附加力,導(dǎo)致兩邊車輪的轉(zhuǎn)速不同,并通過半油反映到半軸齒輪上,迫使行星齒輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn),使外側(cè)半軸轉(zhuǎn)速加快,內(nèi)側(cè)半軸轉(zhuǎn)速減慢,從而實現(xiàn)兩邊車輪轉(zhuǎn)速的差異。
之前市面上主要采用平行軸結(jié)構(gòu)的方式,但是平行軸結(jié)構(gòu)的體積較大,而且精度不夠,后來逐漸被行星結(jié)構(gòu)代替。例如中大力德、恒翼通、來福諧波、海尚集團等都有此類產(chǎn)品。
來福諧波所研發(fā)的AGV用輪胎部減速機,其優(yōu)點是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊,擁有兩級減速,能更好的提升電機扭矩,擁有高剛性、大比數(shù)、低噪音值,已經(jīng)在測試之中。
海尚“差速輪轂驅(qū)動模組”,以海尚“矢量擺線減速機”為核心,輪轂采用與高端汽車輪轂相同牌號的鋁合金及低壓鑄造工藝,用進口聚氨酯材料包膠,經(jīng)過縝密的設(shè)計驗算和計算機仿真分析,以及嚴(yán)苛的場地10萬公里實際驗證,具有性能可靠、方便安裝、便于維護等特點,同時盡可能滿足客戶的應(yīng)用需求,在輕量化、高承載、大扭矩、高速度等方面為客戶提供可靠方案。
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舵輪型是指集成了驅(qū)動電機、轉(zhuǎn)向電機、減速機等一體化的機械結(jié)構(gòu),相比于差速結(jié)構(gòu)方式,舵輪集成化高,適配性強,配合控制器和低壓伺服驅(qū)動器,可快速部署各類AGV、物流車等。
舵輪通過跟車體作相對運動來控制轉(zhuǎn)向,所以在安裝了2個及2個以上舵輪的情況下,車子可以沿任意方向直行,也就是平移,所以安裝了兩個舵輪的AGV可以通過非常狹小的空間,這點是差速方式所不具備的。
還有一點就是耗能,差速的結(jié)構(gòu)方式會浪費一部分的能耗,隨著負(fù)載的不斷增加,能耗的損失就會越來越大,這也是為什么舵輪比差速更適合重負(fù)載型的物流車原因。
舵輪型的市面上主要有行星、擺線、少齒差、平行軸等幾種結(jié)構(gòu)方式,各有各的優(yōu)缺點。
除此之外,麥克納姆輪有作為一種特立獨行的驅(qū)動方式也慢慢嶄露頭角。
麥克納姆輪,最早由瑞典人BengtIlon于1973年,在名為Mecanum的公司發(fā)明,它由若干個可自由轉(zhuǎn)動的小輥子,均勻固定在車輪外圓柱面上,小輥子軸線與車輪軸線的夾角通常為45°,小輥子的母線很特殊,當(dāng)輪子繞著車輪中心軸轉(zhuǎn)動時,各個小輥子的包絡(luò)線為圓柱面,所以車輪能夠連續(xù)地向前滾動。
相比于其他的驅(qū)動方式,麥輪的精度更高,但是其技術(shù)難度、加工工藝、使用環(huán)境、成本也都較高,所以配有麥克納姆輪的減速機廠家目前市面上并不多,例如納博特斯克、海尚集團、匯聚自動化等。
這其中,納博特斯克應(yīng)該是第一家也是唯一一家能夠使用RV減速機配套生產(chǎn),(如果業(yè)內(nèi)有哪位同仁做出來,煩請告知),其余的廠家大部分采用行星結(jié)構(gòu),如匯聚自動化。
海尚一體式麥克納姆輪AGV輪轂驅(qū)動模組,用的是自己研發(fā)的矢量擺線減速機,輪轂采用五軸加工中心整體加工成型,同時輪轂螺孔內(nèi)嵌不銹鋼自攻螺套,保證負(fù)載可靠的同時,避免了螺紋滑牙的擔(dān)憂,同時安裝和維護成本極低,小輥子設(shè)計采用了便于快速拆裝的結(jié)構(gòu),無需拆下整個車輪,即可快速完成拆裝。
綜上,行星減速機由于其結(jié)構(gòu)比較緊湊,回程間隙小、精度較高,使用壽命很長,額定輸出扭矩大的原因,在AGV上的使用高于其他品類的減速機。(歡迎企業(yè)技術(shù)人員“拍磚”)