1. 소개

물류 자동화 장비 분야에서{0}}언더라이드 AGV(무인 가이드 차량)는 자재 운송에 가장 널리 사용되는 솔루션 중 하나가 되었습니다. AGV의 구동 시스템은 모션 기능, 적용 시나리오, 운영 효율성 및 장기 유지 관리 비용을 결정하는 데 결정적인 역할을 합니다.-

현재 언더라이드 AGV에는 두 가지 주요 드라이브 구성이 일반적으로 사용됩니다.-차동 드라이브그리고스티어링 드라이브. 이 두 가지 접근 방식은 구조 설계, 모션 제어 원리, 시스템 통합 및 엔지니어링 성능에서 크게 다릅니다.

이 기사에서는 구조적 구성, 모션 원리, 핵심 성능 지표 및 실제 적용 제한 사항의 관점에서 두 드라이브 구성에 대한 기술 분석을 제공합니다. 목표는 AGV 시스템 설계, 구성 요소 선택 및 엔지니어링 구현에 대한 유용한 참조를 제공하는 것입니다.

2. 두 구동 시스템의 구조와 운동 원리

2.1 차동 구동 장치: 모듈형 모션 아키텍처

차동 구동 장치는 일반적으로 여러 바퀴의 조정된 제어를 통해 차량 움직임을 생성하는 독립적인 구동 모듈로 구성됩니다. 조향은 다음을 통해 달성됩니다.왼쪽과 오른쪽 구동바퀴의 속도 차이이는 많은 모바일 로봇 플랫폼에서 사용되는 고전적인 차동 조향 원리를 따릅니다.

언제단일 차동 드라이브 유닛사용되는 경우 일반적으로 해당 모터, 변속기 메커니즘 및 구조적 지지대와 함께 한 쌍의 구동 휠로 구성됩니다. 이 구성에서는 상대적으로 큰 바퀴 간격으로 인해 AGV는 일반적으로 다음을 수행할 수 있습니다.전진 동작 및 기본 회전 기동, 그러나 모션 기능은 여전히 ​​제한되어 있습니다. 따라서 이 구성은 주로 간단한 단방향-자재 운송 작업에 사용됩니다.

언제두 개의 차동 드라이브 유닛AGV에 설치되어 전면 모듈과 후면 모듈 간의 조화로운 제어를 통해 차량이 다음을 달성할 수 있습니다.양방향 이동 및 회전. 그러나 스티어링은 여전히 ​​휠 속도 차이에 의해 생성됩니다. 즉, 차량은 항상 다음을 따릅니다.곡선 궤적. 결과적으로 측면 이동이나 전방향 이동이 불가능합니다.

차동 구동 시스템의 회전 동작은 왼쪽 바퀴와 오른쪽 바퀴 사이의 선형 속도 차이에 의해 결정됩니다. 휠베이스가 고정된 경우 속도 차이가 클수록 회전 반경이 작아집니다. 이 원리는 간단하고 신뢰할 수 있지만, 특히 더 높은 작동 속도에서는 속도 제어 정확성에 대한 요구가 더 높습니다.

2.2 조향 구동 장치: 통합 메카트로닉 솔루션

조향 구동 장치는 두 가지를 모두 통합합니다.견인 및 조향 기능단일 메카트로닉 모듈로 통합됩니다. 차동 시스템과 달리 조향 구동 장치는운전 및 조향을 위한 독립 모터, 휠 방향을 능동적으로 제어할 수 있습니다.

이 디자인은 휠 속도 차이를 통한 조향의 필요성을 제거합니다. 대신, 견인력을 생성하기 전에 휠 자체가 필요한 방향으로 회전합니다. 결과적으로 모션 제어가 더욱 직접적이고 정밀해졌습니다.

스티어링 드라이브 AGV 시스템은 일반적으로 다음을 따릅니다.3-포인트 지원 원칙, 안정적인 차량 구조와 하중 분산을 보장합니다. 대부분의 설계에서 이 구성을 사용하면 추가 서스펜션 시스템이 필요하지 않습니다.

언제단일 조향 구동 장치를 사용하면 AGV는 이미 전진 및 후진 이동과 회전이 가능합니다. 차동 구동 시스템에 비해 조향 반응은 속도 차이를 통해 수동적으로 생성되는 것이 아니라 휠 방향이 능동적으로 제어되기 때문에 더 직접적입니다.

언제두 개의 스티어링 드라이브 유닛장착되면 바퀴 방향과 속도를 조정하여 AGV가 수행할 수 있습니다.전방향 운동, 전진 모션, 후진 모션,-내부 회전 및 측면 변환을 포함합니다. 이는 좁은 통로와 고밀도 창고 환경에서 기동성을 크게 향상시킵니다.-

이러한 시스템의 조향 정확도는 일반적으로 다음에 의해 결정됩니다.엔코더 분해능 및 기어 변속비스티어링 메커니즘에 사용됩니다. 정밀한 인코더 피드백과 기계적 감소 시스템을 통해-고정밀 조향 각도 제어가 가능하여 AGV의 위치 정확도가 크게 향상됩니다.

3. 핵심기술적 특성 비교

엔지니어링 관점에서 볼 때 차동 구동 및 조향 구동 시스템은 몇 가지 주요 성능 측면에서 눈에 띄는 차이를 나타냅니다.

측면에서구조적 크기, 차동 드라이브 시스템은 여러 개의 독립 모듈과 추가 장착 구조에 의존하므로 일반적으로 설치 공간 요구 사항이 더 커집니다. 반면 조향 구동 장치는 구동 모터, 조향 메커니즘, 기어박스 및 휠 어셈블리를 단일 컴팩트 모듈에 통합하여 전체 디자인을 더욱 컴팩트하게 만듭니다.

에 관하여양방향 이동 기능, 차동 드라이브 시스템에는 정방향 및 역방향 모션을 효율적으로 활성화하기 위해 두 개의 드라이브 모듈이 필요한 경우가 많습니다. 조향 구동 장치는 트랙션 모터의 회전 방향을 반전시켜 제어 아키텍처를 단순화함으로써 이를 달성합니다.

을 위한전방향 모션, 차동 구동 시스템은 본질적으로 조향 원리에 의해 제한됩니다. 회전은 속도 차이에 의해 발생하기 때문에 AGV는 곡선 경로를 따라야 합니다. 조향 구동 장치는 휠 방향을 능동적으로 변경할 수 있어 측면 이동을 포함한 진정한 전방향 이동이 가능합니다.

고려할 때유지보수 및 신뢰성, 차동 구동 시스템은 서로 연결된 여러 개의 기계 및 전기 모듈로 구성됩니다. 기계적 인터페이스 수가 많을수록 시간이 지남에 따라 마모 또는 전기 연결 문제가 발생할 가능성이 높아질 수 있습니다. 조향 구동 시스템은 통합 설계를 통해 구성 요소 수를 줄여 일반적으로 시스템 신뢰성을 향상시키고 유지 관리를 단순화합니다.

측면에서위치 정확도, 차동 구동 AGV는 변속기 시스템의 누적 휠 속도 오류와 기계적 백래시의 영향을 받습니다. 조향 구동 시스템은 구동 모터와 조향 모터 모두에 인코더 피드백을 활용하여 폐쇄-루프 제어를 가능하게 하고 위치 결정 정밀도를 향상시킵니다.

을 위한견인 성능, 차동 드라이브 시스템은 여러 모듈에 전력을 분배하므로 전송 손실이 발생할 수 있습니다. 조향 구동 장치는 중앙 집중식 견인 구조를 사용하여 보다 효율적인 동력 전달과 더 높은 부하 용량을 가능하게 합니다.

마지막으로,최대 이동 속도, 차동 구동 시스템은 정밀한 휠 속도 제어에 의존하기 때문에 고속에서 안정성 문제에 직면할 수 있습니다. 조향 구동 시스템은 조향과 견인력이 독립적으로 제어되므로 고속에서도 안정적인 동작을 유지합니다.

4. 언더라이드 AGV의 구동 시스템 적용 상태-

4.1 전통적인 주류 솔루션으로서의 차동 드라이브

역사적 관점에서 볼 때, 중국에서 사용되는 많은 초기 언더라이드 AGV 시스템은 일본에서 도입되었으며, 일본에서는 차동 구동이 오랫동안 AGV의 지배적인 구동 구성이었습니다.

또한 자동차 제조 산업의 초기 AGV 애플리케이션 역시 차동 구동 기술에 크게 의존했습니다. 이러한 역사적 발전으로 인해 업계 내에서 강력한 기술 경로 의존성이 형성되었고 그 결과 언더라이드 AGV에 차동 구동이 널리 채택되었습니다.-

조향 구동 시스템은 SIASUN과 같은 회사에서 개발한{0}}대형 AGV에 널리 사용되지만 이러한 플랫폼은 일반적으로 다음을 목표로 합니다.대형-탑재량 산업용 차량, 이는낮은-높이와 경량 설계 요구사항AGV 아래에- 탑승합니다.

4.2 조향 구동 채택의 한계

성능 이점에도 불구하고 조향 드라이브 시스템은 역사적으로 언더라이드 AGV 애플리케이션에서 여러 가지 장애물에 직면했습니다.-

첫 번째 제한은물리적 크기. 기존 조향 구동 장치는 주로 대형-AGV용으로 설계되었으므로 설치 높이가 상대적으로 높았습니다. 그러나 언더라이드 AGV는 일반적으로 매우 낮은 섀시 높이를 요구하므로 조기 조향 드라이브 제품을 통합하기가 어렵습니다.

두 번째 제한은비용. 과거에는 고성능 조향 구동 장치가 주로 수입 제품이었으며, 모듈식 차동 구동 시스템보다 가격이 상당히 높았습니다. 대량으로 배치되는 경부하 AGV의 경우 이러한 비용 차이는 경제성에 큰 영향을 미쳤습니다.

세 번째 요소는업계 인식. 차동 구동 시스템의 장기적인 지배력으로 인해-많은 AGV 제조업체는 처음에 차동 구동이 언더라이드 AGV에 가장 적합한 솔루션이라고 가정하여 조향 구동 기술의 채택을 지연시켰습니다.

5. 조향 구동 시스템의 새로운 응용 동향

AGV 산업의 지속적인 기술 발전과 국내 구동 부품의 급속한 개발로 인해 조향 구동 시스템은 점차 언더라이드 AGV에 더욱 실용화되고 있습니다.{0}}

중요한 돌파구 중 하나는낮은-조향 구동 장치. 다음과 같은 제품Plutools PLT120 수평 조향 구동 휠낮은 높이의 AGV 플랫폼용으로 특별히 설계된 차세대 소형 조향 드라이브 솔루션을 대표합니다.-

PLT120은 언더라이드 AGV 애플리케이션에 최적화된 컴팩트한 통합 구조를 채택합니다.- 이 모듈은 트랙션 모터, 스티어링 메커니즘, 기어박스, 휠 어셈블리 및 인코더 시스템을 하나의 소형 장치에 통합하는 동시에 높은 트랙션 성능과 정밀한 모션 제어를 유지합니다.

이 설계를 사용하면 단일 조향 구동 장치가 이미 언더라이드 AGV의 전진 운동, 후진 운동 및 회전 기능을 지원할 수 있습니다.- 두 대의 장치를 설치하면 AGV는 측면 이동 및-내부 회전을 포함하여 완전한 전방향 이동성을 달성할 수 있어 밀집된 창고 환경에서 운영 유연성이 크게 향상됩니다.

동시에 많은 AGV 제조업체는독립적인 디자인 능력, 조향 드라이브 시스템을 로우 프로파일 AGV 플랫폼에 더욱 효과적으로 통합하고 최적화된 모션 제어 알고리즘을 개발할 수 있게 해줍니다.{0}}

이에 따라 조향 구동 기술은 기존의 크기와 비용의 한계를 점차 극복하고 있다.

6. 기술 요약

차동 구동 및 조향 구동 시스템은 AGV 모션 시스템에 대한 두 가지 엔지니어링 접근 방식을 나타냅니다.모듈식 드라이브 아키텍처그리고통합 메카트로닉 드라이브 아키텍처.

차동 드라이브는 기술적 성숙도와 산업 응용 분야의 오랜 역사로 인해 여전히 널리 사용되는 솔루션입니다. 그러나 모션 유연성, 위치 정확도 및 시스템 통합 측면에서 한계가 있어 매우 역동적인 물류 환경에는 적합하지 않습니다.

조향 구동 시스템은 통합 설계, 전방향 이동성, 더 높은 위치 정확도, 더 낮은 장기 유지 관리 요구사항과 같은 이점을 제공합니다-. 콤팩트한 제품이 등장하면서Plutools PLT120 수평 조향 구동 휠, 설치 높이 및 비용과 관련된 이전 장벽이 점차 제거되고 있습니다.

AGV 개발자 및 시스템 통합업체의 경우 드라이브 기술 선택은 운영 환경, 페이로드 요구 사항, 공간 제약 및 경제적 고려 사항에 대한 포괄적인 평가를 기반으로 해야 합니다. 차동 구동은 단순한 운송 작업에 적합할 수 있는 반면 조향 구동 시스템은 높은 기동성, 조밀한 레이아웃 및 유연한 작동이 필요한 응용 분야에서 확실한 이점을 제공합니다.

지속적인 기술 발전으로 스티어링 드라이브 솔루션은 차세대 물류 자동화 장비에서 점점 더 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다.