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最全 AGV机器人专用驱动轮大赏

活动时间:2020-11-09 02:52:00

转自:https://mp.weixin.qq.com/s/4E3zoRKacPUZ25xUV5hTsw

在过去的几年里,随着AGV机器人的不断演进,对AGV的行走方式也做出了诸多探讨,最终驱动系统以驱动轮+从动轮的结构简单、移动速度快、运行平稳、成本低等优势成为移动机器人的应用主基调。

AGV之所以能拖动成百上千公斤的重物以毫米级别的精度自主平稳运行与AGV的“腿”即专用轮密切相关。常规AGV行走主要靠的是驱动轮+从动轮的共同作用,行走动力来自于AGV驱动轮,而从动轮起着承载重力和转向灵活性的辅助作用。

AGV驱动轮——多样化下如何选择?

常见的AGV转向驱动轮结构主要分为以下四大类:

1、单舵轮型

单舵轮型AGV多为三轮车型(部分AGV为了更强的稳定性会安装多个从动轮,但转向驱动装置仅为一个舵轮),主要是依靠AGV前部的一个铰轴转向车轮作为驱动轮,搭配后两个从动轮,由前轮控制转向。单舵轮转向驱动的优点是结构简单、成本低,由于是单轮驱动,无需考虑电机配合问题,因三轮结构的抓地性好,对地表面要求一般,适用于广泛的环境和场合。缺点是灵活性较差,转向存在转弯半径,能实现的动作相对简单。

适用AGV类型:牵引式AGV、叉车式AGV。

适用场景:大吨位货物搬运,适用场景广泛。

2、双舵轮型

双舵轮型AGV为全向型AGV,车体前后各安装一个舵轮,搭配左右两侧的从动轮,由前后舵轮控制转向。双舵轮型转向驱动的优点是可以实现360°回转功能,也可以实现万向横移,灵活性高且具有精确的运行精度。缺点是两套舵轮成本较高,而且AGV运行中经常需要两个舵轮差动,这对电机的运动控制算法要求较高,而且因为四轮或以上的车轮结构,容易导致一轮悬空而影响运行,(对车体设计要求较高,需对舵轮设计悬挂浮动装置,以克服地面不平所带来的悬空打滑现象)所以对地面平整度要求严格。但是由于底部轮子更多,受力更均衡,所以这种驱动方式的稳定性比单舵轮型AGV更高。

适用AGV类型:重载潜伏式AGV或停车机器人。

适用场景:大吨位的物料搬运,适用于汽车制造工厂、停车场等场景。

3、差速轮型

差速轮型AGV的结构是车体左右两侧安装差速轮作为驱动轮,其他为随动轮,与双舵轮型不同的是,差速轮不配置转向电机,也就是说驱动轮本身并不能旋转,而是完全靠内外驱动轮之间的速度差来实现转向。这种驱动方式的优点是灵活性高,同样可实现360°回转,但由于差速轮本身不具备转向性,所以这种驱动类型的AGV无法做到万向横移。此外,差速轮对电机和控制精度要求不高,因而成本相对低廉,而缺点是差速轮对地面平整度要求苛刻,负重较轻,一般负载在1吨以下,无法适应精度要求过高的场合。大家熟悉的亚马逊KIVA机器人就是使用差速轮转向驱动方式。

适用AGV类型:潜伏式AGV。

适用场景:适用于环境较好的电商、零售等仓库场景。

4、麦克纳姆轮型

麦克纳姆轮设计新颖,这种全方位移动方式是基于一个有许多位于机轮周边的轮轴的中心轮的原理上,这些成角度的周边轮轴把一部分的机轮转向力转化到一个机轮法向力上面。简单来说,就是在轮毂上安装斜向辊子,通过协同运动以实现移动或旋转。麦克纳姆轮的优点是具有10吨以上的载重能力,灵活性高,可以实现360°回转功能和万向横移,更适合在高精度要求及有限空间内的运动。缺点是成本相对较高,结构形式相对复杂,对控制、制造、地面等的要求较高。

适用AGV类型:重载型移动平台、户外移动机器人

适用场景:飞机、高铁等生产制造场景、户外机器人运输场景。不同的转向驱动类型对应着不同场景下的应用需求,需要根据环境、负载等因素进行综合评估选定。根据应用场景的环境需要,选用最合适的转向驱动方式,只有这样才能保证不同作业场景下AGV运行的可靠性、稳定性和精确性。国产核心驱动轮的崛起

国产驱动轮在国产核心供应链的地位仅次于导航控制。随着国产AGV专用轮企业的百花齐放,国产AGV在降本增效上随之也取得了相当程度的进展。

过去,市面上主要采用平行轴结构方式的差速轮型驱动,但是平行轴结构的体积较大,而且精度不够,后来逐渐被行星结构代替;而舵轮的发展更是百花齐放,市面上目前已经出现行星、摆线、少齿差、平行轴等几种结构方式,并成为主流。

国产供应链中以驱动轮为主的企业悄然崛起,并迅速占领国产AGV主要市场,有的甚至已经开始走出国门,远销海外。

综上,无论是驱动轮还是从动轮,轮子对于AGV机器人而言至关重要,不同类型的产品、不同的应用场景对于轮子的要求也不尽相同,但需要注意的是,未来AGV机器人产业的壮大,对于专用轮的性能要求与价格将会愈加关注,因此企业也需持续优化,不断完善。

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