Muqaddima

ning ishlashiAvtomatlashtirilgan boshqariladigan avtomobil (AGV)yoki anAvtonom mobil robot (AMR)asosan uning harakatlantiruvchi tizimining dizayni bilan belgilanadi. Integratsiyalashgan haydovchi tizimi to'rtta asosiy komponentdan iborat:AGV haydovchi g'ildiragi, past kuchlanishli servo vosita, tishli reduktor, vaservo haydovchi. Ular birgalikda avtomobilning tortishish qobiliyatini, tezlashuvini, ko‘tarilish qobiliyatini, joylashishni aniqlashning aniqligini, harakat barqarorligini va-uzoq muddatli operatsion ishonchliligini aniqlaydi.

Amaliy muhandislikda ko'plab qo'zg'alish tizimi bilan bog'liq muammolar vosita kuchining etarli emasligidan emas, balki avtomobil dinamikasi hisob-kitoblarining to'liq bo'lmaganligidan kelib chiqadi. Dvigatelni faqat foydali yukdan kelib chiqib, aylanma qarshiligi, qiyalik qarshiligi, tezlanish inersiyasi va g'ildirak{1}}yerga yopishishi hisobga olinmagan holda tanlash ko'pincha yomon ishga tushirishga, dvigatelning haddan tashqari yuklanishiga, g'ildirak sirpanishiga va ish samaradorligining pasayishiga olib keladi.

Plutools mobil robotlarni boshqarish tizimlarini Xitoyning yetakchi ishlab chiqaruvchilardan biri hisoblanadi, ishlab chiqish va ishlab chiqarishga ixtisoslashganAGV haydovchi g'ildiraklari, rul boshqaruv g'ildiraklari, differentsial qo'zg'aysan g'ildiraklari, past kuchlanishli servo motorlar, servo drayvlar va AGV va AMR uchun o'rnatilgan haydovchi echimlari. Katta muhandislik tajribasiga va maqolada keltirilgan tamoyillarga tayangan holdaMexanik dizayn qo'llanma, bu qoʻllanma AGV haydovchi tizimini tanlash uchun toʻliq dinamik hisoblash jarayonini tushuntirib, yuqori unumdorlikdagi mobil robot haydovchi tizimlarini loyihalashtiruvchi muhandislar uchun amaliy havolalar taqdim etadi.

1. AGV avtomobil haydash qarshiligini tahlil qilish

Quyidagi tezlikda ishlaydigan sanoat AGVlar uchun1 m/s, aerodinamik qarshilikni umuman e'tiborsiz qoldirish mumkin. Drayv tizimi birinchi navbatda uch turdagi qarshilikni engishi kerak:

Aylanma qarshilik

Nishab qarshiligi

Tezlashishga qarshilik

Harakatlantiruvchi kuch quyidagilarni qondirishi kerak:

Fdrive Ff + Fth + Fa dan katta yoki unga teng

Qayerda:

Mavjud tortish kuchi umumiy haydash qarshiligidan oshib ketgandagina AGV muammosiz ishga tushishi, barqaror ishlashi va qiyaliklarga xavfsiz ko'tarilishi mumkin.

2. Aylanish qarshiligini hisoblash

Rolling qarshilik g'ildirak va zamin yuzasi o'rtasidagi elastik deformatsiya natijasida hosil bo'ladi, bu esa AGV ishlashi paytida duch keladigan eng asosiy qarshilik hisoblanadi.

Formula

Ff=(f × G) / r

Qayerda:

Oddiy muhandislik qadriyatlari

Muhandislik maslahati

Ba'zi muhandislik ma'lumotnomalari aylanish qarshiligi koeffitsientini ifodalaydisantimetr (sm)o'rnigametr (m). 100 martadan oshib ketishi mumkin bo'lgan xatolarga yo'l qo'ymaslik uchun har doim hisoblashdan oldin birlikni aylantiring.

3. Nishab qarshiligini hisoblash

Sanoat AGVlari odatda toqqa chiqish qobiliyati bilan ishlab chiqilgan2%.

Kichik qiyaliklar uchun:

sinth ≈ tanth ≈ nishab nisbati

Shuning uchun:

Fθ = 0.02 × G

Misol

500 kg AGV uchun:

Avtomobil og'irligi:

G = 500 × 9.81 = 4905 N

Nishab qarshiligi:

Fθ = 98.1 N

Tik qiyaliklarda aniqroq hisob-kitoblar uchun haqiqiy trigonometrik funktsiyalardan foydalanish kerak.

4. Tezlanish qarshiligini hisoblash

Tez-tez tezlashuv va sekinlashuv haydovchi tizimini loyihalashda e'tiborga olinishi kerak bo'lgan inertial yuklarni hosil qiladi.

Nyutonning ikkinchi qonuniga ko'ra:

Fa=M × a

Qayerda:

Tavsiya etilgan qiymatlar

Pastroq tezlashuv eng yuqori yuklarni kamaytiradi va haydovchi tizimining uzoq-vaqt ishonchliligini yaxshilaydi.

5. Avtomobil qarshiligini hisoblash misoli

Dizayn parametrlari

Hisoblash natijalari

Dizayn tavsiyasi

Haydash tizimi taxminan minimal tortishish kuchini ta'minlashi kerak499 N. Muhandislik amaliyotida a20-50% xavfsizlik chegarasiishga tushirish ta'sirini, notekis zamin sharoitlarini va uzoq-mexanik eskirishni qoplash uchun tavsiya etiladi.

6. Drayv g'ildiragining chiqish momentini hisoblash

AGV qo'zg'aysan g'ildiragining chiqish momenti nominal vosita momenti vites qutisi tomonidan kuchaytirilgandan so'ng olinadi.

Formula

Twheel=Tmotor × i × ķ

Qayerda:

Odatda vites qutisi samaradorligi

Turli vites qutilari turlari sezilarli darajada farqli uzatish samaradorligiga ega. Noto'g'ri samaradorlik qiymatidan foydalanish momentni noto'g'ri hisoblash va noto'g'ri vosita tanlashga olib kelishi mumkin.

7. Drayv g'ildiragining tortish kuchini hisoblash

Drayv g'ildiragidan chiqadigan momentni quyidagi munosabat yordamida tortish kuchiga aylantirish mumkin:

F = T / r

Qayerda:

F=tortish kuchi (N)

T=haydovchi g'ildiragining chiqish momenti (Nm)

r=g'ildirak radiusi (m)

Ikkita haydovchi AGV-tizimlari uchun:

Fjami=2 × F

Ko'p haydovchi konfiguratsiyalar uchun jami tortish kuchi barcha haydash g'ildiraklarining yig'indisiga teng.

Misol

Berilgan:

Dvigatelning nominal momenti: 0,4 Nm

Vites nisbati: 30

Vites qutisi samaradorligi: 0,85

G'ildirak radiusi: 65 mm (0,065 m)

Keyin:

Chiqish momenti:

G'ildirak=0.4 × 30 × 0.85=10.2 Nm

Bir g'ildirakning tortish kuchi:

F = 10.2 / 0.065 ≈ 157 N

Ushbu parametr to'g'ridan-to'g'ri AGV tizimning umumiy qarshiligini engib o'tishini aniqlaydi.

8. Maksimal ish tezligini hisoblash

AGV ning nazariy maksimal tezligi vosita tezligi va vites nisbati bilan belgilanadi:

V = (2 × π × r × n) / i

Qayerda:

V=chiziqli tezlik (m/min)

r=g'ildirak radiusi (m)

n=dvigatel tezligi (devr/daq)

i=vites nisbati

Misol

Dvigatel tezligi: 2500 rpm

Vites nisbati: 30

G'ildirak radiusi: 65 mm

V ≈ 34 m/min (≈ 0,57 m/s)

Agar kerakli tezlikka erishilmasa, vosita tezligini oshirish yoki vites nisbatini kamaytirish mumkin. Biroq, moment va tortish kuchi mos ravishda-qayta tekshirilishi kerak.

9. Dvigatel quvvatini tekshirish

Momentni hisoblashdan so'ng, vosita quvvati ham tekshirilishi kerak.

Formula

P = (T × n) / 9550

Qayerda:

P=quvvat (kVt)

T=moment (Nm)

n=tezlik (devr/daq)

Misol

Moment: 0,4 Nm

Tezlik: 2500 rpm

P ≈ 0,105 kVt

Muhandislik bo'yicha tavsiya

Moment xavfsizlik omili:1.2–1.5×

Quvvat xavfsizligi chegarasi:20–50%

Bu uzluksiz va eng yuqori{0}}yuklash sharoitida ishonchli ishlashni taʼminlaydi.

10. G'ildirakning yopishishi va oldindan yuklanish kuchini hisoblash

G'ildirak sirpanishini oldini olish uchun quyidagi shartni bajarish kerak:

m × FN F dan katta yoki unga teng

Shunday qilib:

FN F / m dan katta yoki teng

Qayerda:

m=g'ildirak va pol orasidagi ishqalanish koeffitsienti

FN=normal yuklash kuchi

Misol

Bir g'ildirakning tortish kuchi: 157 N

Ishqalanish koeffitsienti: 0,54

Keyin:

FN ≈ 291 N

Amaliy dizaynda a10% xavfsizlik chegarasitavsiya etiladi, shuning uchun taxminan bir bahor oldindan yuklash320 Nvaqt o'tishi bilan charchoqni qoplash uchun tanlanadi.

Odatda ishqalanish koeffitsientlari

11. AGV Drive tizimini tanlash tartibi

To'liq AGV haydovchi tizimining dizayni odatda quyidagi bosqichlardan iborat:

Avtomobil parametrlarini aniqlang: og'irligi, tezligi, tezlashishi, nishab, g'ildirak diametri

Prokat, qiyalik va tezlanish qarshiligini hisoblang

Umumiy haydash qarshiligini oling

Bir g'ildirakning tortishish kuchini aniqlang

Kerakli chiqish momentini hisoblang

Vites qutisi nisbatini tanlang

Past kuchlanishli servo motorni moslang

Servo haydovchi quvvatini tekshiring

Tezlik ishlashini tekshiring

G'ildirakning yopishishini va oldindan yuklanish kuchini tekshiring

12. Muhandislik loyihalash masalalari

AGV tizimini ishlab chiqishda haydovchining ishlashiga faqat dvigatel kuchi emas, balki bir nechta omillar ta'sir qiladi.

Asosiy fikrlarga quyidagilar kiradi:

Rolling qarshilik koeffitsienti va ishqalanish koeffitsientini chalkashtirmaslik kerak, chunki ular turli jismoniy ma'nolarni ifodalaydi.

Vites qutisi samaradorligi sayyora va qurt tishli tizimlari o'rtasida sezilarli darajada farq qiladi va doimiy qiymat sifatida qaralmasligi kerak.

Dvigatel va servo drayverni tanlashda uzluksiz ish davrlari, tez-tez ishga tushirish{0}}to'xtash shartlari va eng yuqori yuk ta'siri hisobga olinishi kerak.

Ko'p g'ildirakli tizimlar g'ildirakning sirpanishini va joylashuvining og'ishini oldini olish uchun etarli-er bilan aloqa kuchini ta'minlashi kerak.

Xulosa

AGV qo'zg'aysan tizimining dizayni oddiy motor tanlash emas, balki avtomobil dinamikasi, mexanik uzatish, elektr boshqaruvi va tizim integratsiyasini o'z ichiga olgan keng qamrovli muhandislik jarayonidir.

Qarshilikni modellashtirish va tortish kuchini hisoblashdan tortib servo motorni tanlash, vites qutisi konfiguratsiyasi, servo haydovchi moslashuvi va haydovchi g'ildirak dizaynigacha har bir parametr tizimning ishlashi va operatsion ishonchliligiga bevosita ta'sir qiladi.