pengenalan

Tunda AGV digunakan secara meluas dalam pembuatan pintar dan sistem logistik gudang. Salah satu cabaran teras dalam reka bentuk mereka terletak pada sama ada keupayaan cengkaman sistem pemacu sepadan dengan jumlah muatan kenderaan, dan sama ada tork tidak mencukupi berlaku semasa permulaan dan pecutan.

Dalam aplikasi kejuruteraan praktikal, banyak reka bentuk AGV tersuai masih banyak bergantung pada kaedah pemilihan motor empirikal, hanya menggunakan kuasa motor atau tork yang dinilai sebagai rujukan. Ini sering membawa kepada masalah berikut:

Kelebihan motor semasa permulaan

Daya tarikan yang tidak mencukupi menyebabkan kegagalan untuk menarik kereta dengan betul

Tindak balas pecutan perlahan

Kesan berlebihan atau kegagalan struktur penimbal

Oleh itu, adalah perlu untuk mewujudkan kaedah pemodelan dan pengiraan bersatu untuk beban pemacu, rintangan pecutan, dan sistem penimbalan spring berdasarkan prinsip mekanik klasik.

2. Definisi Beban Sistem AGV

Asas pengiraan kuasa tunda AGV ialah jumlah jisim sistem:

M=m_AGV + m_load

di mana:

m_AGV: Berat diri-AGV

m_load: Troli ditarik atau jisim muatan

M: Jumlah jisim sistem

Jumlah beban graviti kenderaan ialah:

W = M × g

Di mana g=9.8 m/s².

3. Analisis Rintangan Memacu (Asas Reka Bentuk Teras)

Semasa pergerakan mendatar lurus, rintangan utama yang bertindak pada AGV terdiri daripada rintangan gelek dan rintangan inersia pecutan.

3.1 Rintangan Berguling (Rintangan Keadaan-Tetap Utama)

Rintangan bergolek dijana oleh ubah bentuk antara roda dan permukaan sentuhan tanah:

Ff=f × M × g

Di mana f ialah pekali rintangan bergolek, biasanya antara 0.03 hingga 0.06.

Perlu diingatkan bahawa dalam keadaan membelok atau permukaan lantai yang tidak rata, rintangan ini biasanya meningkat sebanyak 5%–10%. Oleh itu, margin reka bentuk yang mencukupi mesti dikhaskan dalam aplikasi kejuruteraan untuk mengelakkan kuasa tidak mencukupi semasa selekoh.

3.2 Rintangan Udara (Diabaikan pada Kelajuan Rendah)

Dalam sistem AGV dalaman, kelajuan operasi biasanya rendah, jadi rintangan udara mempunyai pengaruh yang minimum:

Fw=0.5 × rho × Cd × A × v²

Dalam kebanyakan pengiraan kejuruteraan, istilah ini biasanya diabaikan.

3.3 Rintangan Inersia Pecutan (Kritis Semasa Permulaan)

Semasa permulaan atau pecutan, AGV mesti mengatasi inersia keseluruhan jisim sistem:

Fj=M × a

Jika inersia putaran motor, pengurang, dan komponen berputar lain dipertimbangkan, persamaan boleh dikembangkan sebagai:

Fj=M × a + Σ(Ji × alpha_i / ri)

Walau bagaimanapun, dalam reka bentuk kejuruteraan praktikal, model yang dipermudahkan biasanya digunakan:

Fj ≈ M × a

3.4 Jumlah Daya Penggerak Yang Diperlukan

Oleh itu, jumlah daya tarikan yang diperlukan untuk operasi AGV ialah:

F_jumlah=M × a + f × M × g

Persamaan ini berfungsi sebagai asas teras untuk pemilihan sistem pemacu.

4. Hubungan Antara Daya Roda Pemacu dan Tork

Roda pemacu adalah komponen utama yang bertanggungjawab untuk menukar tork motor kepada daya tarikan tanah.

4.1 Hubungan Mekanikal Asas

F = T / r

di mana:

F: Daya tarikan tanah

T: Tork keluaran roda pemacu

r: Jejari roda pemacu

Ia boleh dilihat bahawa jejari roda yang lebih kecil menghasilkan daya tarikan yang lebih besar di bawah keadaan tork yang sama, yang merupakan arah pengoptimuman penting dalam reka bentuk AGV yang ringan.

4.2 Sistem Roda Berbilang-

Untuk sistem dengan n roda pemacu:

T_jumlah=n × T_roda

Mempertimbangkan kecekapan penghantaran dan pengurangan kotak gear:

T_roda=(T_motor × i × eta) / n

di mana:

i: Nisbah pengurangan gear

eta: Kecekapan penghantaran (biasanya 0.9–0.95)

5. Pecutan dan Pengesahan Tork Motor

Reka bentuk AGV bukan sahaja harus menentukan sama ada kenderaan itu boleh bergerak, tetapi juga mengesahkan sama ada ia boleh mencapai prestasi pecutan sasaran.

5.1 Formula Pecutan

Menggantikan daya penggerak ke dalam Hukum Kedua Newton:

a=(F_jumlah - f × M × g) / M

Diperluaskan lagi:

a = (n × T / r - f × M × g) / M

Formula ini digunakan untuk menilai keupayaan pecutan sebenar sistem.

5.2 Keperluan Tork Permulaan

Fasa permulaan adalah yang paling kritikal kerana sistem mesti pada masa yang sama mengatasi geseran statik dan inersia:

T_mula=((M × a + f × M × g) × r) / n

5.3 Stabil-Tork Larian Keadaan

Di bawah operasi-kelajuan malar, hanya rintangan bergolek perlu diatasi:

T_tetap=(f × M × g × r) / n

6. Analisis Contoh Kejuruteraan (Pengiraan Dibetulkan)

Mengambil keadaan operasi AGV biasa sebagai contoh:

M=100 kg

r = 0.015 m

f = 0.05

n = 2

Pecutan sasaran:

a = 0.5 m/s²

6.1 Rintangan bergolek

Ff=100 × 9.8 × 0.05=49 N

6.2 Jumlah Daya Penggerak

F_jumlah=M × a + f × M × g

F_jumlah=100 × 0.5 + 49=99 N

6.3 Keperluan Tork Roda Tunggal

T=(F_jumlah × r) / n

T = (99 × 0.015) / 2 = 0.7425 N·m

Kesimpulan Kejuruteraan

Keputusan di atas menunjukkan bahawa:

Reka bentuk sistem kuasa AGV mesti berdasarkan sasaran pecutan sebenar

Pemilihan motor tidak boleh bergantung semata-mata pada kuasa motor atau tork terkadar

Jika tidak, situasi mungkin berlaku di mana reka bentuk kelihatan boleh dilaksanakan secara teori tetapi gagal dalam keadaan operasi sebenar

7. Reka Bentuk Pemilihan Spring Penampan

Semasa proses dok atau anti-perlanggaran, penundaan AGV memerlukan sistem spring untuk menyerap tenaga hentaman.

7.1 Model Asas (Hukum Hooke)

F = k × x

di mana:

k: Kekakuan spring

x: Anjakan mampatan

7.2 Pelbagai-Reka Bentuk Pengagihan Beban Musim Bunga

Jika sistem menggunakan mata air n_s:

Beban spring tunggal:

F_spring=(M × g) / n_s

Reka bentuk kekakuan musim bunga:

k=F_spring / x

7.3 Prinsip Rekaan

Prinsip teras reka bentuk sistem spring bukanlah "lebih kaku, lebih baik," tetapi sebaliknya:

Beban mesti diagihkan sama rata

Lejang mampatan yang mencukupi mesti dijamin

Penghantaran hentaman tegar ke struktur kenderaan mesti dielakkan

8. Ringkasan Reka Bentuk Teras

Reka bentuk sistem kuasa AGV menunda mesti mengikut prinsip di bawah:

Reka bentuk sistem pemacu pada asasnya adalah keseimbangan antara daya tarikan, rintangan dan inersia

Jejari roda r, tork motor, dan nisbah pengurangan bersama-sama menentukan prestasi sistem

Pecutan mesti dimasukkan sebagai sasaran reka bentuk dan bukan sekadar hasil pengesahan

Kuasa tidak boleh menggantikan analisis tork

Sistem penampan mesti direka bentuk secara struktur berdasarkan jumlah pengagihan beban