Rhagymadrodd
Defnyddir AGVs tynnu yn eang mewn gweithgynhyrchu deallus a systemau logisteg warws. Un o'r heriau craidd yn eu dyluniad yw a yw gallu tyniant y system yrru yn cyfateb i gyfanswm llwyth y cerbyd, ac a yw torque annigonol yn digwydd yn ystod cychwyn a chyflymiad.
Mewn cymwysiadau peirianneg ymarferol, mae llawer o ddyluniadau AGV wedi'u haddasu yn dal i ddibynnu'n fawr ar ddulliau dethol modur empirig, gan ddefnyddio pŵer modur yn unig neu torque graddedig fel cyfeiriadau. Mae hyn yn aml yn arwain at y problemau canlynol:
Gorlwytho modur yn ystod cychwyn
Diffyg tyniant yn achosi methiant i dynnu troliau yn gywir
Ymateb cyflymiad araf
Effaith ormodol neu fethiant strwythurau byffro
Felly, mae angen sefydlu dull modelu a chyfrifo unedig ar gyfer llwyth gyrru, ymwrthedd cyflymiad, a systemau byffro gwanwyn yn seiliedig ar egwyddorion mecaneg clasurol.
2. Diffiniad Llwyth System AGV
Sylfaen tynnu cyfrifiad pŵer AGV yw cyfanswm màs y system:
M=m_AGV + m_load
Lle:
m_AGV: AGV pwysau hunan-
m_load: Cert wedi'i dynnu neu fàs llwyth tâl
M: Cyfanswm màs y system
Cyfanswm llwyth disgyrchiant y cerbyd yw:
W = M × g
Lle g=9.8 m/s².
3. Dadansoddiad Gwrthsafiad Gyrru (Sail Dylunio Craidd)
Yn ystod symudiad llorweddol syth, mae'r gwrthiannau cynradd sy'n gweithredu ar AGV yn cynnwys gwrthiant treigl a gwrthiant anadweithiol cyflymiad.
3.1 Ymwrthedd Treigl (Gwrthsafiad Sylfaenol-Gwrthsefyll y Wladwriaeth)
Mae ymwrthedd rholio yn cael ei gynhyrchu gan anffurfiad rhwng yr olwyn a'r arwyneb cyswllt daear:
Ff=f × M × g
Lle f yw'r cyfernod gwrthiant treigl, sy'n amrywio fel arfer o 0.03 i 0.06.
Dylid nodi, o dan amodau troi neu arwynebau llawr anwastad, bod y gwrthiant hwn fel arfer yn cynyddu 5%-10%. Felly, rhaid cadw digon o ymyl dylunio mewn cymwysiadau peirianneg i osgoi pŵer annigonol yn ystod cornelu.
3.2 Gwrthiant Aer (Dibwys ar Gyflymder Isel)
Mewn systemau AGV dan do, mae cyflymder gweithredu yn gyffredinol isel, felly ychydig iawn o ddylanwad sydd gan wrthwynebiad aer:
Fw=0.5 × rho × Cd × A × v²
Yn y rhan fwyaf o gyfrifiadau peirianneg, mae'r term hwn fel arfer yn cael ei esgeuluso.
3.3 Ymwrthedd Anadweithiol Cyflymiad (Hanfodol Wrth Gychwyn)
Wrth gychwyn neu gyflymu, rhaid i'r AGV oresgyn syrthni màs y system gyfan:
Fj=M × a
Os ystyrir syrthni cylchdro moduron, gostyngwyr, a chydrannau cylchdroi eraill, gellir ehangu'r hafaliad fel:
Fj=M × a + Σ(Ji × alffa_i / ri)
Fodd bynnag, mewn dylunio peirianneg ymarferol, mae'r model symlach yn cael ei fabwysiadu'n gyffredin:
Fj ≈ M × a
3.4 Cyfanswm Grym Gyrru Angenrheidiol
Felly, cyfanswm y grym tyniant sydd ei angen ar gyfer gweithrediad AGV yw:
F_cyfanswm=M × a + f × M × g
Mae'r hafaliad hwn yn sail graidd ar gyfer dewis system gyrru.
4. Perthynas Rhwng Drive Wheel Force a Torque
Yr olwyn yrru yw'r elfen allweddol sy'n gyfrifol am drosi torque modur yn rym tyniant daear.
4.1 Perthynas Fecanyddol Sylfaenol
F = T / r
Lle:
F: Grym tyniant daear
T: Torque allbwn olwyn gyrru
r: Radiws olwyn gyrru
Gellir gweld bod radiws olwyn llai yn cynhyrchu mwy o rym tyniant o dan yr un cyflwr torque, sy'n gyfeiriad optimization pwysig mewn dyluniad AGV ysgafn.
4.2 Aml-Systemau Drive Wheel
Ar gyfer system ag olwynion gyriant n:
T_cyfanswm=n × T_wheel
Ystyried effeithlonrwydd trosglwyddo a lleihau blwch gêr:
T_wheel=(T_motor × i × eta) / n
Lle:
i: Cymhareb lleihau gêr
eta: Effeithlonrwydd trawsyrru (0.9–0.95 fel arfer)
5. Cyflymiad a Gwirio Torque Modur
Dylai dyluniad AGV nid yn unig benderfynu a all y cerbyd symud, ond hefyd wirio a all gyrraedd y perfformiad cyflymu targed.
5.1 Fformiwla Cyflymu
Amnewid y grym gyrru yn Ail Ddeddf Newton:
a=(F_cyfanswm - f × M × g) / M
Wedi'i ehangu ymhellach:
a = (n × T / r - f × M × g) / M
Defnyddir y fformiwla hon i werthuso gallu cyflymu gwirioneddol y system.
5.2 Gofyniad Torque Cychwyn
Y cam cychwyn yw'r mwyaf hanfodol oherwydd mae'n rhaid i'r system oresgyn ffrithiant statig a syrthni ar yr un pryd:
T_start=((M × a + f × M × g) × r) / n
5.3 Trorym Rhedeg y Wladwriaeth-Sad
O dan weithrediad cyflymder cyson, dim ond gwrthiant treigl sydd angen ei oresgyn:
T_steady=(f × M × g × r) / n
6. Dadansoddiad Enghreifftiol Peirianneg (Cyfrifiad Cywir)
Gan gymryd amod gweithredu AGV nodweddiadol fel enghraifft:
M=100 kg
r = 0.015 m
f = 0.05
n = 2
Cyflymiad targed:
a = 0.5 m/s²
6.1 Ymwrthedd Treigl
Ff=100 × 9.8 × 0.05=49 N
6.2 Grym Gyrru Cyfanswm
F_cyfanswm=M × a + f × M × g
F_cyfanswm=100 × 0.5 + 49=99 N
6.3 Gofyniad Torque Olwyn Sengl
T=(F_total × r) / n
T = (99 × 0.015) / 2 = 0.7425 N·m
Casgliad Peirianneg
Mae’r canlyniad uchod yn dangos bod:
Rhaid i ddyluniad system pŵer AGV fod yn seiliedig ar dargedau cyflymu gwirioneddol
Ni all detholiad modur ddibynnu ar bŵer modur neu torque graddedig yn unig
Fel arall, gall sefyllfaoedd godi lle mae'r dyluniad yn ymddangos yn ddamcaniaethol ymarferol ond yn methu o dan amodau gweithredu gwirioneddol
7. Dyluniad Dewis Gwanwyn Clustog
Yn ystod prosesau tocio neu wrthdrawiadau, mae angen systemau sbring ar gyfer AGVau tynnu i amsugno egni trawiad.
7.1 Model Sylfaenol (Cyfraith Hooke)
F = k × x
Lle:
k: Anystwythder y gwanwyn
x: dadleoliad cywasgu
7.2 Dyluniad Dosbarthu Llwyth Aml-Gwanwyn
Os yw'r system yn defnyddio sbringiau n_s:
Llwyth gwanwyn sengl:
F_spring=(M × g) / n_s
Dyluniad stiffrwydd y gwanwyn:
k=F_spring / x
7.3 Egwyddorion Dylunio
Nid egwyddor graidd dyluniad system y gwanwyn yw "y llymach, y gorau," ond yn hytrach:
Rhaid i'r llwyth gael ei ddosbarthu'n gyfartal
Rhaid gwarantu digon o strôc cywasgu
Rhaid osgoi trosglwyddo effaith anhyblyg i strwythur y cerbyd
8. Crynodeb Dylunio Craidd
Rhaid i ddyluniad systemau pŵer tynnu AGV ddilyn yr egwyddorion isod:
Yn ei hanfod, mae dyluniad system gyrru yn gydbwysedd rhwng grym tyniant, ymwrthedd, a syrthni
Mae radiws olwyn r, trorym modur, a chymhareb lleihau ar y cyd yn pennu perfformiad y system
Rhaid cynnwys cyflymiad fel targed dylunio yn hytrach na chanlyniad dilysu yn unig
Ni all pŵer ddisodli dadansoddiad torque
Rhaid i systemau clustogi gael eu dylunio'n strwythurol yn seiliedig ar gyfanswm dosbarthiad llwyth
