소개
최신 AGV 및 AMR 시스템에서 구동 휠은 시스템 성능을 결정하는 가장 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 가속 능력 부하 용량 선회 안정성과 장기 신뢰성은 모두 드라이브 시스템 설계의 직접적인 영향을 받습니다.
많은 엔지니어링 프로젝트에서 모터 선택은 여전히 차량 중량이나 경험적 경험을 기반으로 합니다. 그러나 차동 구동 휠 AGV는 여러 동적 조건에서 작동하며 각 조건은 모터 토크 및 관성 일치에 대한 요구 사항이 다릅니다.
완전한 디자인은 직선 운동과 곡선 운동 및 제자리 회전을 고려해야 합니다. 이러한 작동 조건 중에서 회전에는 일반적으로 가장 높은 토크가 필요하며 모터 크기를 결정하는 핵심 요소가 됩니다.
이 기사에서는 Plutools와 Yikong Intelligent Equipment가 개발한 차동 구동 휠 AGV의 토크 계산 및 관성 매칭을 위한 실용적인 엔지니어링 방법을 제공합니다.
차동 구동 휠 시스템 구조
차동 구동 AGV는 일반적으로 2개의 전동 구동 휠과 지지용 다중 캐스터 휠로 구성됩니다.
차량의 움직임은 왼쪽과 오른쪽 구동륜 사이의 속도 차이를 조정하여 제어됩니다.
동일한 속도로 직선 이동이 가능합니다.
속도가 다르면 곡선 움직임이 발생합니다.
반대 방향은 제자리 회전을 초래합니다.
이 아키텍처는 단순한 구조와 높은 신뢰성으로 인해 산업용 AGV, AMR 터거 시스템 및 자동화된 자재 취급 플랫폼에 널리 사용됩니다.
모션 저항 모델
총 주행 저항은 세 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.
구름 저항
F_roll=(m - m_drive) * g * mu
m은 총 차량 질량
m_drive는 구동 휠이 지지하는 하중입니다.
mu는 바닥 상태에 따른 구름 저항 계수입니다.
가속력
F_acc=m * a
a는 차량의 가속도이다.
이는 특히 고속 AMR 애플리케이션의 동적 성능에 있어 핵심 요소입니다.
등급 저항
F_등급=m * g * sin(세타)
세타는 경사각이다
평평한 실내 응용 분야의 경우 이 값은 0입니다.
총 추진력
F_총계=F_roll + F_acc + F_grade
이 값은 모든 토크 계산의 기초로 사용됩니다.
직선 운전 토크
직선 운동에서는 두 구동 휠 모두 하중을 동일하게 공유합니다.
바퀴당 힘
F_straight=F_total / 2
휠 토크
T_straight=F_straight * (D / 2)
D는 구동 휠 직경입니다.
이 조건은 모터 시스템의 연속 운전 능력과 열 안정성을 검증하는 데 사용됩니다.
제자리 회전 위험 조건
제자리 회전은 차동 구동 휠 AGV의 가장 까다로운 작업 조건입니다.
이 동작 동안 하나의 구동 휠은 앞으로 회전하고 다른 하나는 역방향으로 회전합니다.
캐스터 휠은 최대 조향 저항을 생성하여 토크 요구 사항을 크게 증가시킵니다.
회전 저항의 공학적 근사
F_spin=(2 * F_roll * sqrt(W^2 + L^2)) / W
W는 구동 휠 간격입니다.
L은 차체 길이
필요 토크
T_spin=F_spin * (D / 2)
대부분의 산업용 AGV 응용 분야에서 회전 토크는 일반적으로 직선 토크보다 2~5배 더 높습니다.
이 조건은 대부분의 프로젝트에서 모터 선택을 위한 기본 기준입니다.
곡선 모션 조건
실제 작동 환경에서 AGV는 대부분의 시간을 곡선 동작에서 보냅니다.
휠 속도가 다르고 캐스터 휠이 조향 저항을 발생시킵니다.
토크 관계
T_직선 < T_곡선 < T_spin
곡선 모션은 주로 모션 안정성 검증 및 제어 시스템 튜닝에 사용됩니다.
부하 관성과 기어비 매칭
관성 매칭은 모션 성능과 제어 안정성에 중요한 역할을 합니다.
휠 측의 등가 부하 관성
J_load=(m / 2) * (D / 2) * (D / 2)
기어박스 감소 후 모터측 관성
J_모터=J_load / (i * i)
나는 기어비
권장 관성비 지침
5 대 1 이하의 서보 시스템
10 대 1 이하의 스테퍼 시스템
적절한 관성 일치는 가속 응답 위치 정확도와 시스템 안정성을 향상시킵니다.
구동 휠 선택을 위한 엔지니어링 고려 사항
실제 AGV 시스템 설계에서는 토크 계산만으로는 충분하지 않습니다.
다음 요소도 고려해야 합니다.
바퀴와 바닥 사이의 견인 성능
기어박스 수명 및 열적 거동
지속적인 의무 운영 능력
바닥 상태 변화
하중분배 및 무게중심 이동
이러한 요소를 무시하면 휠 미끄러짐 과열 또는 불안정한 모션 제어가 발생할 수 있습니다.
PLT 시리즈 차동 구동 휠 솔루션
Plutools 및 Yikong Intelligent Equipment는 AGV 제조업체를 위한 통합 솔루션으로 PLT 시리즈 차동 구동 휠 시스템을 제공합니다.
PLT 시리즈는 저전압 서보 모터 정밀 기어박스와 산업용 등급 구동 휠을 소형 모듈형 시스템에 통합합니다.
일반적인 모델에는 다양한 AGV 애플리케이션에 대한 광범위한 부하 용량을 포괄하는 PLT85 PLT240 및 PLT550이 포함됩니다.
이 제품은 다음과 같이 널리 사용됩니다.
창고형 AGV
자율 이동 로봇
터거 AGV
산업용 모바일 플랫폼
중장비 물류 시스템
제조업체는 통합 구동 휠 솔루션을 사용하여 개발 복잡성을 크게 줄이고 시스템 신뢰성을 향상하고 프로젝트 개발 주기를 단축할 수 있습니다.
결론
차동 구동 휠 AGV 모터 크기는 단순화된 중량 추정이 아닌 완전한 다중 조건 엔지니어링 모델을 기반으로 해야 합니다.
직선 모션은 지속적인 토크 요구 사항을 정의합니다.
곡선 모션으로 시스템 안정성 검증
제자리 회전은 최대 토크 요구 사항을 정의합니다.
토크 계산 관성 일치와 실제 엔지니어링 제약 조건을 결합함으로써 AGV 개발자는 산업 환경에서 안정적이고 효율적이며 신뢰할 수 있는 시스템 성능을 달성할 수 있습니다.
