AGV差速驱动单元的减震结构设计

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所属分类:AGV设计资料
摘要

介绍了AGV差速驱动单元的减震结构在实际应用中的作用。分别从整体减震、独立减震和整体与独立相结合三种角度分析了AGV差速驱动单元的减震设计方案,并总结了每种方案的优缺点,为AGV差速驱动单元的减震设计提供理论依据。

1 AGV差速驱动单元减震结构的应用

我国国家标准《物流术语》中对AGV(Automatedguidedvehicle)的定义为:装有自动导引装置,能够沿规定的路径行驶,在车体上具有编程和停车选择装置、安全保护装置以及各种物料移载功能的搬运车辆[1]。随着现代化工厂的自动化、智能化,AGV在现代化生产、物流系统中的应用越来越广泛,并已出现模块化的发展趋势。AGV的差速驱动单元是差速驱动型AGV的核心部件之一,随着AGV差速驱动单元的结构不断变更,其减震结构的设计也不断创新。差速驱动单元的减震作用如下:

(1)解决AGV多个轮子的共同着地问题。实际应用中,2个差速驱动轮通常需要配合2个活动和2个固定脚轮,或者4个活动脚轮共同构成六轮结构AGV来使用,但6个轮子难以同时与地面形成有效接触。此时,就要利用2个驱动轮的减震特性,即实际安装中,将驱动轮的安装高度略低于其他4个脚轮,在AGV自重的作用下,压下驱动单元的减震弹簧,使4个脚轮和2个驱动轮共同接触地面,同时应保证2个驱动轮与地面的充分接触,以提供驱动所需的地面摩擦力。

(2)适应路面不平整的情况。上述分析中,在减震结构的作用下,2个驱动轮与地面形成弹性接触,当路面高低不平时(一定范围内),减震弹簧的作用力能够始终压着驱动轮使之随着路面高低情况调整自身的高度,并保持与地面的良好接触,避免了因路面不平整带来的驱动轮悬空而不能提供驱动力的情况。

(3)保护驱动单元,增强车身稳定性。AGV行走过程中,因路面不平整或者运行轨迹上有障碍物,驱动轮与地面之间会产生冲击现象,减震结构可以缓解冲击力对驱动单元的冲击破坏,有效保护驱动单元并延长驱动单元的使用寿命,增强整个AGV车身的导航和行走稳定性。

2 AGV差速驱动单元减震结构的设计方案

本文从整体减震、独立减震和整体与独立相结合减震三种角度分别研究AGV差速驱动单元的减震结构方案。

2.1 AGV差速驱动单元的整体减震

具有整体减震功能的AGV差速驱动单元的两个驱动轮是一个整体,其相对位置在减震过程中保持不变,同步升高或者降低,减震弹簧同时对两个驱动轮起减震作用,其减震原理如图1所示。该结构的减震功能是通过一个剪刀叉结构和两个减震弹簧共同实现[2],剪刀叉滑槽口的长度决定了该减震结构的减震行程范围。该减震结构具有结构简单、制作成本低的特点,当两个驱动轮同时遇到地面凸起或者凹陷的情况时,能够完美地实现减震,同时两个驱动轮的相对位置没有变化,但其不能实现两个驱动轮的独立减震,当一个驱动轮因路面凸起而被垫高之后,另外一个驱动轮也被迫升起而处于悬空状态,从而不能有效提供动力,使得动力传递不稳定,甚至引起AGV的车体出现异常转弯。

AGV差速驱动单元的减震结构设计

AGV差速驱动的整体减震原理

2.2 AGV差速驱动单元的独立减震

考虑到整体减震可能引起动力传递的不稳定性,可以将两个驱动轮分别做减震设计,即独立减震,其结构原理如图2所示。两个驱动轮1和2分别独立安装在两个减震轴1和2上,减震轴可以绕销轴转动,减震弹簧安装在销轴和驱动轮之间,从而实现两个驱动轮的独立减震[3]。由于两个驱动轮独立悬挂,减震时两个驱动轮的运动互相不干扰,当其中一个驱动轮因地面不平整而绕销轴减震运动时,另一个驱动轮仍然可以保持与地面紧密接触,从而避免了整体减震动力传递不稳定的情况。但当两个驱动轮同时因地面不平整而被垫高后,两个轮子相对位置会发生改变。实际运动中,两个驱动轮呈外八字形转动。

2.3 AGV差速驱动的整体与独立相结合减震

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