AGV小车的轮系布局分析——驱动轮轮距的影响
当AGV车上含有两个及以上驱动轮时,驱动轮的轮距将给AGV小车带来多方面的影响。下面我们简单聊聊几个比较关键的点。
一、摩擦力的影响,适当的轮距可以确保轮胎与地面之间有足够的接触面积,从而增加摩擦力,提升牵引力。
二、压力分布的影响,较大的轮距可以分散轮胎之间的压力,减少对地面的集中压力,有助于在松软地面上行驶时减少轮胎下陷和土壤压实,进而保持一定的牵引力。过小的轮距可能导致轮胎在地面上的投影过于集中,虽然可能增加局部摩擦力,但也可能导致轮胎过快磨损和地面损伤。
三、车体姿态稳定性的影响,在相同的控制精度下,轮距的大小也会影响车体倾角大小及纠偏稳定性和响应速度。
四、牵引力的影响,驱动轮的轮距就是AGV小车在地面上的投影点,其距离越大,其投影的动力臂也就越大。力臂的大小虽然在直线运行时的影响不大,但在急拐弯,尤其是原地旋转或者横移时,其影响将被放大到不可忽略的因素之一。
上述的第一点和第二点理解起来比较直观,下面我们着重分析一下第三和第四点的数据模型。
如下图所示,O点为车体中心点,AB和CD分别为同一车辆的不同驱动轮距假设,最右侧为ABCD四个驱动轮在地面上的投影。
当车辆走直线时,因为驱动轮的驱动特性,其具有最小位移距离,假设该AGV小车的驱动轮最小位移距离为5mm,在不同的轮距下,OA点与OC点在相同的位移时,其偏离直线的夹角是距离大的夹角小,如图中的Oa绿色夹角小于OC红色夹角。这说明轮距大的时候在走直线时车体与运动直线的倾角要小,直线运行时的车体左右晃动幅度要小。从另一面来说,如果在驱动轮的相同的稳定响应速度前提下,车体偏转相同的角度,轮距大的比轮距小的所需的时间要长,这就得出取舍的选择条件,轮距大时稳定性好,轮距小时转弯响应快,通常情况下我们更多的是选择稳定性好的条件来进行设计。
当AGV小车需要原地旋转或者横移时,OA的动力臂大于OC的动力臂,说明在相同的载重时,轮距小的设计所需要的力矩更大,在相同的驱动轮配置下,说明在原地旋转或者横移时轮距大的电机电流比轮距小的电机电流要小,从这个角度来说轮距大的稳定性要好于轮距小的。
总结:
最合适的驱动轮轮距应该根据具体的工作条件、地面类型、轮胎性能等因素来确定,以确保在保持足够牵引力的同时,减少对地面的损伤和轮胎的磨损,通常是具体问题具体分析。我们在工作中要多累积现场数据、多总结现场经验,理论联系实践,如果理论是左脚,那么实践就是右脚,这样才能一步一个脚印走好走稳每一步。
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