1. บทนำ

ในด้านอุปกรณ์อัตโนมัติด้านลอจิสติกส์ ภายใต้- AGV แบบนั่งรถ (ยานพาหนะนำทางอัตโนมัติ) ได้กลายเป็นหนึ่งในโซลูชันที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดสำหรับการขนส่งวัสดุ ระบบขับเคลื่อนของ AGV มีบทบาทสำคัญในการกำหนดความสามารถในการเคลื่อนที่ สถานการณ์การใช้งาน ประสิทธิภาพการดำเนินงาน และ-ค่าบำรุงรักษาในระยะยาว

ในปัจจุบัน การกำหนดค่าไดรฟ์หลักสองแบบมักใช้ใน- AGV การขับขี่:ไดรฟ์ที่แตกต่างและพวงมาลัยพาวเวอร์. แนวทางทั้งสองนี้แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในการออกแบบโครงสร้าง หลักการควบคุมการเคลื่อนไหว การรวมระบบ และประสิทธิภาพทางวิศวกรรม

บทความนี้นำเสนอการวิเคราะห์ทางเทคนิคของการกำหนดค่าไดรฟ์ทั้งสองจากมุมมองขององค์ประกอบโครงสร้าง หลักการเคลื่อนไหว ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลัก และข้อจำกัดในการใช้งานจริง จุดมุ่งหมายคือเพื่อให้ข้อมูลอ้างอิงที่เป็นประโยชน์สำหรับการออกแบบระบบ AGV การเลือกส่วนประกอบ และการใช้งานทางวิศวกรรม

2. โครงสร้างและหลักการเคลื่อนที่ของระบบขับเคลื่อนทั้งสอง

2.1 หน่วยขับเคลื่อนดิฟเฟอเรนเชียล: สถาปัตยกรรมการเคลื่อนที่แบบโมดูลาร์

โดยทั่วไปหน่วยขับเคลื่อนแบบดิฟเฟอเรนเชียลจะประกอบด้วยโมดูลการขับขี่อิสระที่สร้างการเคลื่อนที่ของยานพาหนะผ่านการควบคุมที่ประสานกันของล้อหลายล้อ การบังคับเลี้ยวทำได้โดยการความเร็วที่แตกต่างกันระหว่างล้อขับเคลื่อนซ้ายและขวาซึ่งเป็นไปตามหลักการบังคับเลี้ยวแบบดิฟเฟอเรนเชียลแบบคลาสสิกที่ใช้ในแพลตฟอร์มหุ่นยนต์เคลื่อนที่จำนวนมาก

เมื่อกหน่วยขับเคลื่อนเฟืองท้ายเดี่ยวโดยทั่วไปจะประกอบด้วยล้อขับเคลื่อนคู่หนึ่งพร้อมกับมอเตอร์ กลไกการส่งกำลัง และการรองรับโครงสร้างที่สอดคล้องกัน เนื่องจากระยะห่างระหว่างล้อค่อนข้างใหญ่ในการกำหนดค่านี้ AGV จึงสามารถทำงานได้ตามปกติการเคลื่อนไหวไปข้างหน้าและการซ้อมรบขั้นพื้นฐานแต่ความสามารถในการเคลื่อนไหวยังคงมีจำกัด ดังนั้นการกำหนดค่านี้จึงใช้ในงานขนส่งวัสดุแบบทิศทางเดียว-เป็นหลัก

เมื่อไรหน่วยขับเคลื่อนที่แตกต่างกันสองชุดได้รับการติดตั้งบน AGV การควบคุมที่ประสานกันระหว่างโมดูลด้านหน้าและด้านหลังช่วยให้ยานพาหนะบรรลุผลสำเร็จการเคลื่อนไหวและการหมุนแบบสองทิศทาง. อย่างไรก็ตาม การบังคับเลี้ยวยังคงเกิดจากการที่ความเร็วล้อต่างกัน ซึ่งหมายความว่ารถจะตาม ก เสมอวิถีโค้ง. ส่งผลให้ไม่สามารถเคลื่อนที่ด้านข้างหรือเคลื่อนที่รอบทิศทางได้

ลักษณะการเลี้ยวของระบบขับเคลื่อนเฟืองท้ายถูกกำหนดโดยความแตกต่างในความเร็วเชิงเส้นระหว่างล้อซ้ายและขวา ด้วยฐานล้อคงที่ ความเร็วที่ต่างกันมากขึ้นส่งผลให้รัศมีวงเลี้ยวแคบลง แม้ว่าหลักการนี้จะเรียบง่ายและเชื่อถือได้ แต่ก็มีความต้องการความแม่นยำในการควบคุมความเร็วที่สูงกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเร็วการทำงานที่สูงขึ้น

2.2 ชุดขับเคลื่อนพวงมาลัย: โซลูชันเมคคาทรอนิกส์แบบรวม

หน่วยขับเคลื่อนพวงมาลัยจะรวมทั้งสองอย่างเข้าด้วยกันฟังก์ชั่นการยึดเกาะและการบังคับเลี้ยวให้เป็นโมดูลเมคคาทรอนิกส์เดียว ต่างจากระบบเฟืองท้ายตรงที่ใช้ชุดขับเคลื่อนพวงมาลัยมอเตอร์อิสระสำหรับการขับขี่และการบังคับเลี้ยวช่วยให้สามารถควบคุมการวางแนวล้อได้อย่างแข็งขัน

การออกแบบนี้ช่วยลดความจำเป็นในการบังคับเลี้ยวผ่านความแตกต่างของความเร็วล้อ แต่ตัวล้อจะหมุนไปในทิศทางที่ต้องการก่อนที่จะสร้างแรงฉุด ส่งผลให้การควบคุมการเคลื่อนไหวมีความตรงและแม่นยำยิ่งขึ้น

ระบบขับเคลื่อนพวงมาลัย AGV โดยทั่วไปจะเป็นไปตามหลักการสนับสนุนสาม-จุดซึ่งรับประกันโครงสร้างยานพาหนะที่มั่นคงและการกระจายน้ำหนักบรรทุก ในการออกแบบส่วนใหญ่ การกำหนดค่านี้ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้ระบบกันสะเทือนเพิ่มเติม

เมื่อกหน่วยขับเคลื่อนพวงมาลัยเดียวเมื่อใช้ AGV สามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและข้างหลังรวมถึงการเลี้ยวได้แล้ว เมื่อเปรียบเทียบกับระบบขับเคลื่อนแบบดิฟเฟอเรนเชียล การตอบสนองของพวงมาลัยจะตรงกว่า เนื่องจากการวางแนวของล้อจะถูกควบคุมอย่างแข็งขัน แทนที่จะสร้างขึ้นแบบพาสซีฟผ่านความแตกต่างของความเร็ว

เมื่อไรชุดขับเคลื่อนพวงมาลัยสองชุดได้รับการติดตั้ง การควบคุมการวางแนวล้อและความเร็วที่ประสานกันทำให้ AGV สามารถทำงานได้การเคลื่อนไหวรอบทิศทางรวมถึงการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า การเคลื่อนที่ถอยหลัง -การหมุนในตำแหน่ง และการแปลด้านข้าง ซึ่งช่วยเพิ่มความคล่องตัวอย่างมากในทางเดินแคบและสภาพแวดล้อมคลังสินค้าที่มีความหนาแน่นสูง-

โดยทั่วไปความแม่นยำในการบังคับเลี้ยวของระบบดังกล่าวจะถูกกำหนดโดยความละเอียดของตัวเข้ารหัสและอัตราทดเกียร์ใช้ในกลไกการบังคับเลี้ยว ด้วยการตอบสนองของตัวเข้ารหัสที่แม่นยำและระบบการลดกลไก ทำให้สามารถควบคุมมุมบังคับเลี้ยวที่มีความแม่นยำสูง-ได้ ซึ่งช่วยเพิ่มความแม่นยำในการวางตำแหน่งของ AGV ได้อย่างมาก

3. การเปรียบเทียบลักษณะทางเทคนิคหลัก

จากมุมมองทางวิศวกรรม ระบบขับเคลื่อนแบบดิฟเฟอเรนเชียลและระบบขับเคลื่อนแบบบังคับเลี้ยวแสดงให้เห็นความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนในด้านประสิทธิภาพที่สำคัญหลายประการ

ในแง่ของขนาดโครงสร้างระบบขับเคลื่อนแบบดิฟเฟอเรนเชียลอาศัยโมดูลอิสระหลายตัวและโครงสร้างการติดตั้งเพิ่มเติม ซึ่งโดยทั่วไปจะนำไปสู่ความต้องการพื้นที่การติดตั้งที่ใหญ่ขึ้น ในทางกลับกัน ชุดขับเคลื่อนพวงมาลัยจะรวมมอเตอร์ขับเคลื่อน กลไกการบังคับเลี้ยว กระปุกเกียร์ และชุดล้อไว้ในโมดูลเดียวที่มีขนาดกะทัดรัด ส่งผลให้การออกแบบโดยรวมมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น

เกี่ยวกับความสามารถในการเคลื่อนที่แบบสองทิศทางระบบขับเคลื่อนเฟืองท้ายมักต้องใช้โมดูลขับเคลื่อนสองโมดูลเพื่อให้สามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและถอยหลังได้อย่างมีประสิทธิภาพ ชุดขับเคลื่อนพวงมาลัยบรรลุผลสำเร็จได้ง่ายๆ โดยการกลับทิศทางการหมุนของมอเตอร์ฉุด ซึ่งทำให้สถาปัตยกรรมการควบคุมง่ายขึ้น

สำหรับการเคลื่อนไหวรอบทิศทางระบบขับเคลื่อนแบบเฟืองท้ายมักถูกจำกัดโดยหลักการบังคับเลี้ยว เนื่องจากการเลี้ยวเกิดขึ้นจากความแตกต่างของความเร็ว AGV จึงต้องไปตามเส้นทางโค้ง ชุดขับเคลื่อนพวงมาลัยสามารถเปลี่ยนทิศทางของล้อได้ ช่วยให้สามารถเคลื่อนที่รอบทิศทางได้อย่างแท้จริง รวมถึงการเคลื่อนที่ด้านข้างด้วย

เมื่อพิจารณาการบำรุงรักษาและความน่าเชื่อถือระบบขับเคลื่อนเฟืองท้ายประกอบด้วยโมดูลเครื่องกลและไฟฟ้าหลายโมดูลที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกัน จำนวนอินเทอร์เฟซทางกลที่สูงขึ้นอาจเพิ่มโอกาสที่จะเกิดปัญหาการสึกหรอหรือการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าเมื่อเวลาผ่านไป ระบบขับเคลื่อนบังคับเลี้ยวลดจำนวนส่วนประกอบผ่านการออกแบบแบบรวม ซึ่งโดยทั่วไปจะช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบและทำให้การบำรุงรักษาง่ายขึ้น

ในแง่ของความแม่นยำของตำแหน่งAGV ขับเคลื่อนเฟืองท้ายจะได้รับผลกระทบจากข้อผิดพลาดความเร็วล้อสะสมและฟันเฟืองเชิงกลในระบบส่งกำลัง ระบบขับเคลื่อนพวงมาลัยใช้การตอบสนองของตัวเข้ารหัสสำหรับทั้งมอเตอร์ขับเคลื่อนและมอเตอร์บังคับเลี้ยว ช่วยให้สามารถควบคุม-ลูปแบบปิดและปรับปรุงความแม่นยำของตำแหน่งได้

สำหรับประสิทธิภาพการยึดเกาะระบบขับเคลื่อนแบบดิฟเฟอเรนเชียลจะกระจายกำลังไปยังโมดูลต่างๆ ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการสูญเสียการส่งกำลัง ชุดขับเคลื่อนพวงมาลัยใช้โครงสร้างการยึดเกาะแบบรวมศูนย์ ช่วยให้การส่งกำลังมีประสิทธิภาพมากขึ้นและความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกที่สูงขึ้น

สุดท้ายนี้ในแง่ของความเร็วในการเดินทางสูงสุดระบบขับเคลื่อนเฟืองท้ายอาจเผชิญกับความท้าทายด้านเสถียรภาพที่ความเร็วสูงขึ้นเนื่องจากการพึ่งพาการควบคุมความเร็วล้อที่แม่นยำ ระบบขับเคลื่อนพวงมาลัยรักษาการเคลื่อนไหวที่มั่นคงแม้ที่ความเร็วสูงเนื่องจากการบังคับเลี้ยวและการยึดเกาะถูกควบคุมอย่างอิสระ

4. สถานะการสมัครของระบบขับเคลื่อนภายใต้-Ride AGV

4.1 Differential Drive เป็นโซลูชันกระแสหลักแบบดั้งเดิม

จากมุมมองในอดีต ระบบ AGV ที่อยู่ภายใต้-การขับขี่ในช่วงต้นๆ จำนวนมากที่ใช้ในประเทศจีนถูกนำมาใช้จากญี่ปุ่น โดยที่ระบบขับเคลื่อนแบบเฟืองท้ายเป็นการกำหนดค่าระบบขับเคลื่อนที่โดดเด่นสำหรับ AGV มานานแล้ว

นอกจากนี้ การใช้งาน AGV ในระยะเริ่มแรกในอุตสาหกรรมการผลิตยานยนต์ยังต้องอาศัยเทคโนโลยีขับเคลื่อนเฟืองท้ายเป็นอย่างมาก การพัฒนาที่ผ่านมานี้ทำให้เกิดการพึ่งพาเส้นทางเทคโนโลยีที่แข็งแกร่งภายในอุตสาหกรรม ส่งผลให้เกิดการนำระบบขับเคลื่อนแบบดิฟเฟอเรนเชียลมาใช้อย่างกว้างขวาง- AGV

แม้ว่าระบบขับเคลื่อนพวงมาลัยจะใช้กันอย่างแพร่หลายใน-AGV งานหนักที่พัฒนาโดยบริษัทต่างๆ เช่น SIASUN แต่โดยทั่วไปแล้วแพลตฟอร์มเหล่านั้นมุ่งเป้าหมายไปที่ยานพาหนะอุตสาหกรรมขนาดใหญ่-ซึ่งมีความแตกต่างอย่างมากจากข้อกำหนดการออกแบบโปรไฟล์ต่ำ-และน้ำหนักเบาน้อยกว่า- AGV

4.2 ข้อจำกัดของการนำระบบขับเคลื่อนพวงมาลัยมาใช้

แม้จะมีข้อได้เปรียบในด้านประสิทธิภาพ แต่ระบบขับเคลื่อนพวงมาลัยก็ต้องเผชิญกับอุปสรรคหลายประการในการใช้งาน- AGV ในการขับขี่

ข้อจำกัดประการแรกคือขนาดทางกายภาพ. ชุดขับเคลื่อนพวงมาลัยแบบเดิมได้รับการออกแบบมาเพื่อ-รถ AGV ที่ใช้งานหนักเป็นหลัก ดังนั้นจึงมีความสูงในการติดตั้งค่อนข้างมาก อย่างไรก็ตาม AGV ที่ขับขี่ต่ำกว่า- โดยทั่วไปจะต้องมีความสูงของแชสซีที่ต่ำมาก ซึ่งทำให้ผลิตภัณฑ์ระบบขับเคลื่อนพวงมาลัยในยุคแรกๆ ยากที่จะบูรณาการ

ข้อจำกัดประการที่สองคือค่าใช้จ่าย. ในอดีต ชุดขับเคลื่อนพวงมาลัยประสิทธิภาพสูง-ส่วนใหญ่เป็นผลิตภัณฑ์นำเข้า โดยมีราคาสูงกว่าระบบขับเคลื่อนเฟืองท้ายแบบโมดูลาร์อย่างมาก สำหรับ AGV ที่บรรทุกเบา-ที่ใช้งานในปริมาณมาก ความแตกต่างของต้นทุนดังกล่าวส่งผลกระทบอย่างมากต่อความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจ

ปัจจัยที่สามคือการรับรู้ของอุตสาหกรรม. เนื่องจากความเหนือกว่า-ระบบขับเคลื่อนเฟืองท้ายที่ครอบงำในระยะยาว ผู้ผลิต AGV หลายรายจึงสันนิษฐานว่าระบบขับเคลื่อนเฟืองท้ายเป็นวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมที่สุดสำหรับ- AGV ที่ขับขี่ต่ำกว่า ซึ่งทำให้การนำเทคโนโลยีขับเคลื่อนพวงมาลัยช้าลง

5. แนวโน้มการใช้งานที่เกิดขึ้นใหม่ของระบบขับเคลื่อนพวงมาลัย

ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องในอุตสาหกรรม AGV และการพัฒนาอย่างรวดเร็วของส่วนประกอบระบบขับเคลื่อนในประเทศ ระบบขับเคลื่อนแบบบังคับเลี้ยวจึงค่อยๆ กลายเป็นประโยชน์มากขึ้นสำหรับ AGV ที่ขับขี่ต่ำกว่า{0}}

ความก้าวหน้าที่สำคัญประการหนึ่งคือการพัฒนาของชุดขับเคลื่อนพวงมาลัยโปรไฟล์ต่ำ-. สินค้าอาทิเช่นPlutools PLT120 พวงมาลัยพาวเวอร์แนวนอนเป็นตัวแทนของโซลูชันระบบขับเคลื่อนพวงมาลัยขนาดกะทัดรัดรุ่นใหม่ที่ออกแบบโดยเฉพาะสำหรับแพลตฟอร์ม AGV ที่มีความสูงต่ำ-

PLT120 ใช้โครงสร้างแบบรวมขนาดกะทัดรัดที่ปรับให้เหมาะกับการใช้งานภายใต้- AGV ที่ขับขี่ โมดูลนี้รวมมอเตอร์ฉุดลาก กลไกบังคับเลี้ยว กระปุกเกียร์ ชุดล้อ และระบบเข้ารหัสไว้ในหน่วยขนาดกะทัดรัดเพียงเครื่องเดียว ในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพการยึดเกาะสูงและการควบคุมการเคลื่อนไหวที่แม่นยำ

ด้วยการออกแบบนี้ หน่วยขับเคลื่อนพวงมาลัยเดี่ยวสามารถรองรับฟังก์ชันการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ถอยหลัง และเลี้ยวสำหรับ AGV ที่อยู่ภายใต้-การขับขี่ได้แล้ว เมื่อมีการติดตั้งสองยูนิต AGV จะสามารถเคลื่อนย้ายได้รอบทิศทางเต็มรูปแบบ รวมถึงการแปลด้านข้างและการหมุนเวียนในจุด- ซึ่งช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นในการปฏิบัติงานในสภาพแวดล้อมคลังสินค้าที่หนาแน่นได้อย่างมาก

ในเวลาเดียวกัน ผู้ผลิต AGV หลายรายก็ได้เสริมความแข็งแกร่งของตนความสามารถในการออกแบบที่เป็นอิสระช่วยให้สามารถบูรณาการระบบขับเคลื่อนพวงมาลัยได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในแพลตฟอร์ม AGV โปรไฟล์ต่ำ{0}} และพัฒนาอัลกอริธึมควบคุมการเคลื่อนไหวที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสม

เป็นผลให้เทคโนโลยีขับเคลื่อนพวงมาลัยค่อยๆ เอาชนะข้อจำกัดก่อนหน้านี้ที่เกี่ยวข้องกับขนาดและราคา

6. สรุปทางเทคนิค

ระบบขับเคลื่อนแบบดิฟเฟอเรนเชียลและพวงมาลัยนำเสนอแนวทางทางวิศวกรรมที่แตกต่างกันสองประการสำหรับระบบการเคลื่อนที่ของ AGV:สถาปัตยกรรมไดรฟ์แบบโมดูลาร์และสถาปัตยกรรมไดรฟ์เมคคาทรอนิกส์แบบรวม.

ระบบขับเคลื่อนแบบดิฟเฟอเรนเชียลยังคงเป็นโซลูชันที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีความพร้อมทางเทคโนโลยีและมีประวัติศาสตร์อันยาวนานในการใช้งานทางอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดในแง่ของความยืดหยุ่นในการเคลื่อนไหว ความแม่นยำของตำแหน่ง และการรวมระบบ ทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมโลจิสติกส์ที่มีไดนามิกสูง

ระบบขับเคลื่อนพวงมาลัยมีข้อได้เปรียบ เช่น การออกแบบแบบบูรณาการ ความคล่องตัวรอบทิศทาง ความแม่นยำของตำแหน่งที่สูงขึ้น และข้อกำหนดการบำรุงรักษาระยะยาว-ที่ต่ำกว่า ด้วยการเกิดขึ้นของผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดกะทัดรัดเช่นPlutools PLT120 พวงมาลัยพาวเวอร์แนวนอนอุปสรรคก่อนหน้านี้ที่เกี่ยวข้องกับความสูงในการติดตั้งและต้นทุนจะค่อยๆ หมดไป

สำหรับนักพัฒนา AGV และผู้วางระบบ การเลือกเทคโนโลยีไดรฟ์ควรขึ้นอยู่กับการประเมินสภาพแวดล้อมการทำงาน ข้อกำหนดน้ำหนักบรรทุก ข้อจำกัดด้านพื้นที่ และการพิจารณาด้านเศรษฐศาสตร์อย่างครอบคลุม ระบบขับเคลื่อนแบบเฟืองท้ายอาจยังคงเหมาะสำหรับงานขนส่งทั่วไป ในขณะที่ระบบขับเคลื่อนแบบพวงมาลัยมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในการใช้งานที่ต้องการความคล่องตัวสูง รูปแบบที่หนาแน่น และการทำงานที่ยืดหยุ่น

ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง โซลูชั่นการขับเคลื่อนพวงมาลัยคาดว่าจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในอุปกรณ์อัตโนมัติด้านโลจิสติกส์รุ่นต่อไป