כמרכיב ליבה של טיפול בחומרים גמישים, AGVs עם הנעה דיפרנציאלית נמצאים בשימוש נרחב בתרחישים לוגיסטיים שונים בשל המבנה הקומפקטי שלהם, השליטה הבוגרת והגמישות הגבוהה שלהם. הבנה מעמיקה של הפרטים הטכניים שלהם חיונית לבחירה ועיצוב נכון.
1. שיטת הנעה ומבנה מערכת הגלגלים
עקרון הליבה של הנעה דיפרנציאלית הוא השגת היגוי על ידי שליטה עצמאית בהפרש המהירות בין שני גלגלי הנעה קבועים. בהתבסס על מספר גלגלי ההינע והשילוב הפונקציונלי שלהם, הם מחולקים בעיקר לשלושה סוגים:
הנעה דיפרנציאלית גלגלית כפולה{{0}
הרכב מערכת גלגלים: 2 גלגלי הנעה המונעים באופן עצמאי (לעתים קרובות עם מבני שיכוך או נדנדה) + 2 או יותר גלגלי גלגלים פסיביים.
מאפייני תנועה: בעל הניידות השלמה ביותר, המסוגלת קדימה, אחורה, נתיבים מעוקלים שרירותיים, ואפס-רדיוס בסיבוב-מקום, המציע גמישות גבוהה במיוחד.
התאמת עומס: כאשר לגלגלי הנעה יש שיכוך קפיץ, יש צורך במשקל נגד מספיק כדי למנוע החלקה. אם נעשה שימוש בעיצוב קרן איזון נדנדה עבור גלגלי ההינע, יכולת ההסתגלות לשינויי עומס חזקה יותר ללא צורך במשקל נוסף.
כונן היגוי דיפרנציאלי חד כיווני
הרכב מערכת גלגלים: הגה דיפרנציאלי משולב אחד (משלב הנעה והיגוי, עם שיכוך) + 1 גלגל כיווני קבוע + 1 גלגל גלגלי.
מאפייני תנועה: מצב התנועה דומה לרכב, תומך בלבדתנועה קדימה ופנייה תוך כדי תנועה קדימה, לא יכול להפוך. מתאים ללולאות לוגיסטיות חד-כיווניות- קבועות.
כונן היגוי דיפרנציאלי דו-כיווני
הרכב מערכת גלגלים: הגה דיפרנציאל הפיך אחד (עם שיכוך) + 2 גלגלים גלגלים.
מאפייני תנועה: מרחיב את הפונקציונליות של ההגה החד-כיווני, ומאפשרתרגום קדימה, אחורה ולרוחב, שיפור יכולת התמרון במקומות סגורים.
2. חישובי פרמטר מפתח: כוח המתיחה ורדיוס הסיבוב
פעולת AGV יציבה מסתמכת על כוח מתיחה מספיק ויכולת פנייה מתאימה. להלן שיטות החישוב העיקריות.
חישוב כוח המתיחה
הבטחת מערכת ההנעה יכולה להתגבר על ההתנגדות הכוללת במהלך הפעולה היא קריטית. כוח המתיחה הכולל הנדרש (F_traction) חייב לעמוד ב:
F_traction גדול או שווה ל-F_resistance=F_rolling + F_slope + F_acceleration
התנגדות גלגול (F_rolling): F_rolling=μ_rolling × m × g
μ_גלגול: מקדם התנגדות גלגול (0.01-0.02 עבור רצפות באיכות גבוהה)
מ': מסה כוללת (משקל טרה של AGV + עומס מדורג) בק"ג
g: תאוצת כבידה (9.8 מ"ר לשנייה)
התנגדות שיפוע (F_slope): F_slope=m × g × sin(θ)
θ: זווית שיפוע מקסימלית של הנתיב
התנגדות תאוצה (F_acceleration): F_acceleration=מ' × א
ת: האצה/האטה מקסימלית של ה-AGV ב-m/s²
אימות מומנט מנוע: בהתבסס על כוח המתיחה הכולל, ודא אם המומנט של מנוע בודד מספיק.
מומנט מנוע יחיד T גדול או שווה ל-(F_traction × R_wheel) / (2 × η)
* R_wheel: רדיוס גלגל הנעה במטרים
* η: יעילות שידור (בדרך כלל 0.8~0.9)
חישוב רדיוס מפנה
ל-AGVs עם דיפרנציאלים דו-גלגליים-: המודל הקינמטי שלהם מאפשרב-סיבוב במקום, ובכך הרדיוס סיבוב מינימלי תיאורטי הוא 0. ביישומים מעשיים, מתוכנן נתיב פנייה סביר בהתחשב ביציבות ויעילות.
עבור AGVs עם כונן היגוי דיפרנציאלי: רדיוס הסיבוב שלהם נקבע על פי בסיס הגלגלים וזווית ההיגוי המקסימלית, מחושב כך:
רדיוס סיבוב מינימלי R_min=ליטר / tan( _max)
L: בסיס גלגלים בין מרכז ההגה לציר העוקב
_max: זווית היגוי מקסימלית של גלגל ההגה
זה נובע מכךקיצור בסיס הגלגלים והגדלת זווית ההיגוי משפרים ביעילות את גמישות הפנייה.
3. שיקולי בחירת רכיבי ליבה
מנוע כונן: חייב לפגוש גם אתמומנט מדורג(הבטחת מתיחה רציפה בריצה) ושיא מומנט(עמידה בדרישות הפעלה, האצה ודירוג) דרישות. ערך המומנט המחושב מכוח המתיחה הנ"ל הוא הבסיס הישיר לבחירת מנוע.
מערכת שיכוך קפיצים: תפקידו העיקרי הוא לשמור על מגע רציף בין הגלגל המניע לקרקע כדי לספק מתיחה יציבה. מקדם העומס והקשיחות של הקפיץ זקוקים לחישוב ובחירה מדויקים בהתבסס על משקל האגרה של ה-AGV, העומס המדורג ושטיחות הרצפה, כדי להבטיח שהגלגל המניע לא יחליק עקב התרוממות הקרקע בעומסים משתנים.
4. סיכום תרחיש יישומים
מערכות הנעה דיפרנציאליות מכסות קשת מגמישות גבוהה ועד ליישומים חסכוניים-.
AGVs דיפרנציאליים כפולים-גלגלים, בשל הגמישות המעולה שלהם, הם הבחירה המועדפת עבורחנויות לריתוך רכבים, קווי ייצור גמישים של רכיבים ומחסני איסוף "סחורה-ל-אדם", מתאים במיוחד עבור-תדירות גבוהה,-משימות הובלה אצווה קטנות בתרחישי נתיב- מוגבלים או מורכבים- בחלל.
AGVs עם כונן היגוי דיפרנציאלימשמשים לעתים קרובות יותר עבורהובלת חומרים חד כיוונית או דו כיוונית שבה נתיבים קבועים יחסית אך עדיין דורשים יכולת תמרון מסוימת, מצטיינים בתרחישים כמו-אספקת חומרים צדדיים בסדנאות להרכבה כללית.
מַסְקָנָה: בחירת AGV כונן דיפרנציאלי הוא תהליך שיטתי שמתחיל מדרישות תרחיש (גמישות), אימות כוח דרךחישובי כוח המתיחה, ולאחר מכן אימות היתכנות באמצעותרדיוס סיבוב וניתוח מרחבי. חישוב מדויק והתאמה סבירה הם הבסיס להבטחת תפעול יעיל ויציב של מערכת AGV.
