Introduction
Dans les systèmes AGV et AMR modernes, la roue motrice est l'un des composants les plus critiques déterminant les performances du système. La capacité d'accélération, la capacité de charge, la stabilité en virage et la fiabilité à long terme sont toutes directement influencées par la conception du système d'entraînement.
Dans de nombreux projets d'ingénierie, la sélection du moteur repose encore sur le poids du véhicule ou sur l'expérience empirique. Cependant, un AGV à roue motrice différentielle fonctionne dans plusieurs conditions dynamiques et chaque condition impose des exigences différentes en matière de couple moteur et d'adaptation d'inertie.
Une conception complète doit prendre en compte le mouvement droit, le mouvement incurvé et la rotation sur place. Parmi ces conditions de fonctionnement, la rotation sur place nécessite généralement le couple le plus élevé et devient le facteur clé du dimensionnement du moteur.
Cet article fournit une méthode d'ingénierie pratique pour le calcul du couple et l'adaptation de l'inertie pour les AGV à roues motrices différentielles développées par Plutools et Yikong Intelligent Equipment.
Structure du système de roue motrice différentielle
Un AGV à entraînement différentiel se compose généralement de deux roues motrices motorisées et de plusieurs roulettes pour le support.
Le mouvement du véhicule est contrôlé en ajustant la différence de vitesse entre les roues motrices gauche et droite.
Une vitesse égale entraîne un mouvement rectiligne
Des vitesses différentes entraînent un mouvement courbe
La direction opposée entraîne une rotation sur place
Cette archiPLTture est largement utilisée dans les systèmes de remorqueurs industriels AGV AMR et les plates-formes automatisées de manutention en raison de sa structure simple et de sa grande fiabilité.
Modèle de résistance au mouvement
La résistance totale à la conduite se compose de trois composants principaux
Résistance au roulement
F_roll=(m - m_drive) * g * mu
m est la masse totale du véhicule
m_drive est une charge supportée par les roues motrices
mu est le coefficient de résistance au roulement en fonction des conditions du sol
Force d'accélération
F_acc=m * une
a est l'accélération du véhicule
Il s'agit d'un facteur clé dans les performances dynamiques, en particulier pour les applications AMR à grande vitesse.
Résistance de qualité
F_grade=m * g * sin(thêta)
thêta est l'angle de la pente
Pour les applications intérieures plates, cette valeur est nulle
Force motrice totale
F_total=F_roll + F_acc + F_grade
Cette valeur est utilisée comme base pour tous les calculs de couple
Couple de fonctionnement en ligne droite
En mouvement rectiligne, les deux roues motrices partagent la charge de manière égale
Force par roue
F_droit=F_total / 2
Couple de roue
T_droit=F_droit * (D/2)
D est le diamètre de la roue motrice
Cette condition est utilisée pour vérifier la capacité de fonctionnement continu et la stabilité thermique du système moteur.
Condition critique de rotation sur place
La rotation sur place est la condition de travail la plus exigeante pour les AGV à roues motrices différentielles
Pendant ce mouvement, une roue motrice tourne vers l'avant tandis que l'autre tourne en arrière.
Les roulettes génèrent une résistance de direction maximale, ce qui augmente considérablement la demande de couple
approximation technique de la résistance à la rotation
F_spin=(2 * F_roll * sqrt(W^2 + L^2)) / W
W est l'espacement des roues motrices
L est la longueur de la carrosserie du véhicule
Couple requis
T_spin=F_spin * (D/2)
Dans la plupart des applications AGV industrielles, le couple de rotation sur place est généralement deux à cinq fois supérieur au couple en ligne droite.
Cette condition est la référence principale pour la sélection du moteur dans la plupart des projets
Condition de mouvement courbe
Dans des environnements opérationnels réels, les AGV passent la plupart de leur temps dans des mouvements courbes
Les vitesses des roues diffèrent et les roulettes introduisent une résistance à la direction
Relation de couple
T_droit < T_courbe < T_spin
Le mouvement courbe est principalement utilisé pour la validation de la stabilité du mouvement et le réglage du système de contrôle.
Inertie de charge et rapport de démultiplication adaptés
La correspondance d'inertie joue un rôle essentiel dans les performances de mouvement et la stabilité du contrôle
Inertie de charge équivalente côté roue
J_charge=(m/2) * (D/2) * (D/2)
Inertie côté moteur après réduction du réducteur
J_moteur=J_load / (i * i)
je suis le rapport de démultiplication
Lignes directrices recommandées pour le rapport d’inertie
Système servo inférieur à 5 à 1
Système pas à pas en dessous de 10 à 1
Une bonne adaptation de l'inertie améliore la précision du positionnement de la réponse à l'accélération et la stabilité du système
Considérations techniques pour la sélection des roues motrices
Dans la conception réelle d'un système AGV, le calcul du couple à lui seul n'est pas suffisant
Les facteurs suivants doivent également être pris en compte
performance de traction entre la roue et le sol
durée de vie de la boîte de vitesses et comportement thermique
capacité de fonctionnement en service continu
variation de l'état du sol
répartition de la charge et déplacement du centre de gravité
Ignorer ces facteurs peut entraîner une surchauffe des roues ou un contrôle de mouvement instable.
Solutions de roues motrices différentielles série PLT
Plutools et Yikong Intelligent Equipment fournissent les systèmes de roues motrices différentielles de la série PLT en tant que solutions intégrées pour les fabricants d'AGV
La série PLT intègre des servomoteurs basse tension, des réducteurs de précision et des roues motrices de qualité industrielle dans un système modulaire compact.
Les modèles typiques incluent les PLT85, PLT240 et PLT550 couvrant une large gamme de capacités de charge pour différentes applications AGV.
Ces produits sont largement utilisés dans
AGV d'entrepôt
robots mobiles autonomes
AGV remorqueurs
plates-formes mobiles industrielles
systèmes logistiques lourds
En utilisant des solutions de roues motrices intégrées, les fabricants peuvent réduire considérablement la complexité du développement, améliorer la fiabilité du système et raccourcir les cycles de développement des projets.
Conclusion
Le dimensionnement du moteur AGV à roue motrice différentielle doit être basé sur un modèle d'ingénierie complet multi-conditions plutôt que sur une estimation simplifiée du poids.
Le mouvement rectiligne définit l'exigence de couple continu
Le mouvement incurvé valide la stabilité du système
La rotation sur place définit l'exigence de couple maximum
En combinant l'adaptation de l'inertie du calcul du couple et les contraintes d'ingénierie pratiques, les développeurs d'AGV peuvent obtenir des performances système stables, efficaces et fiables dans les environnements industriels.
