AGV輪邊驅動都會用到何種減速機?

出品 | 高工移動機器人

作者 | 段超



AGV輪邊驅動都會用到何種減速機?


小小的AGV何以能拖動成百上千公斤的重物運行,並能達到毫米級別的精度,這與AGV的輪邊驅動模式密切相關。

AGV的輪邊驅動主要分為差速和舵輪兩種結構方式,由於原理不同,所以這兩種結構方式各有利弊,簡單點來說就是差速驅動能耗較高,但價格較低,適合百公斤負載的AGV使用,而舵輪型能耗低,承壓更高,適合重負載,即過噸級別的AGV、叉車使用。

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差速的結構方式,可以參考汽車,即動力驅動行星輪架,再由行星齒輪帶動左、右兩條驅動半軸,分別驅動左、右車輪。當車子直行時,左、右車輪與行星輪架三者的轉速相等,處於平行狀態。

當轉彎時,由於外側輪有滑拖的現象,內側輪有滑轉的現象,兩個驅動輪此時就會產生兩個方向相反的附加力,導致兩邊車輪的轉速不同,並通過半油反映到半軸齒輪上,迫使行星齒輪產生自轉,使外側半軸轉速加快,內側半軸轉速減慢,從而實現兩邊車輪轉速的差異。

之前市面上主要採用平行軸結構的方式,但是平行軸結構的體積較大,而且精度不夠,後來逐漸被行星結構代替。例如中大力德、恆翼通、來福諧波、海尚集團等都有此類產品。

來福諧波所研發的AGV用輪胎部減速機,其優點是體積小、結構緊湊,擁有兩級減速,能更好的提升電機扭矩,擁有高剛性、大比數、低噪音值,已經在測試之中。

AGV輪邊驅動都會用到何種減速機?

來福AGV用行星減速機


海尚“差速輪轂驅動模組”,以海尚“矢量擺線減速機”為核心,輪轂採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,經過縝密的設計驗算和計算機仿真分析,以及嚴苛的場地10萬公里實際驗證,具有性能可靠、方便安裝、便於維護等特點,同時儘可能滿足客戶的應用需求,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動電機、轉向電機、減速機等一體化的機械結構,相比於差速結構方式,舵輪集成化高,適配性強,配合控制器和低壓伺服驅動器,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,差速的結構方式會浪費一部分的能耗,隨著負載的不斷增加,能耗的損失就會越來越大,這也是為什麼舵輪比差速更適合重負載型的物流車原因。

舵輪型的市面上主要有行星、擺線、少齒差、平行軸等幾種結構方式,各有各的優缺點。


AGV輪邊驅動都會用到何種減速機?


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除此之外,麥克納姆輪有作為一種特立獨行的驅動方式也慢慢嶄露頭角。

麥克納姆輪,最早由瑞典人BengtIlon於1973年,在名為Mecanum的公司發明,它由若干個可自由轉動的小輥子,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,當輪子繞著車輪中心軸轉動時,各個小輥子的包絡線為圓柱面,所以車輪能夠連續地向前滾動。

相比於其他的驅動方式,麥輪的精度更高,但是其技術難度、加工工藝、使用環境、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並不多,例如納博特斯克、海尚集團、匯聚自動化等。

這其中,納博特斯克應該是第一家也是唯一一家能夠使用RV減速機配套生產,(如果業內有哪位同仁做出來,煩請告知),其餘的廠家大部分採用行星結構,如匯聚自動化。

AGV輪邊驅動都會用到何種減速機?

海尚一體式麥克納姆輪AGV輪轂驅動模組


海尚一體式麥克納姆輪AGV輪轂驅動模組,用的是自己研發的矢量擺線減速機,輪轂採用五軸加工中心整體加工成型,同時輪轂螺孔內嵌不鏽鋼自攻螺套,保證負載可靠的同時,避免了螺紋滑牙的擔憂,同時安裝和維護成本極低,小輥子設計採用了便於快速拆裝的結構,無需拆下整個車輪,即可快速完成拆裝。

綜上,行星減速機由於其結構比較緊湊,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上的使用高於其他品類的減速機。(歡迎企業技術人員“拍磚”)


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