舵輪,如下圖1所示,專業(yè)又陌生的名字,是一個新興的智能高科技產(chǎn)業(yè)鏈。之所以稱之為舵輪,是因為它集成了驅(qū)動電機、轉(zhuǎn)向電機、減速機等一體化的機械結(jié)構(gòu),集產(chǎn)品、行走、牽引和轉(zhuǎn)向功能為一體,可以荷載和牽引較重貨物??煽焖俨渴餉GV、移動式機器人等。完美滿足AGV的應(yīng)用需求。因此,舵輪驅(qū)動是AGV應(yīng)用的發(fā)展方向。相比傳統(tǒng)AGV小車差速控制方式,舵輪集成化高,適配性強,配合伺服系統(tǒng)使用精度更高,響應(yīng)更快。
舵輪主要由電機、齒輪箱、減速機、編碼器、減速機、車輪、制動器、限位開關(guān)等零件組成。如下圖2所示。
驅(qū)動輪機構(gòu)組成:
驅(qū)動部分采用直流電機和傳動箱組合,反對稱安裝方式。這種方式可以在使輪對同軸,提供較大動力(通常電機外形尺寸和功率成一定比例)的情況下,大大縮短輪距,節(jié)約空間,以使機器人體積小型化。由于采用這種安裝方式,電機的選擇就可比較廣泛,齒輪變速箱的作用可以提升扭矩,減小轉(zhuǎn)速,也可以利用之間的摩擦自鎖在需要停止時起到剎車作用,同時延長軸距以滿足輪對安裝需要。
產(chǎn)品特點:
體積小巧:采用一體化設(shè)計,體積小,重量輕;
操作簡單:集成自動居中功能;
適應(yīng)性強:針對機器的可移動需求,核心組件配備防震系統(tǒng),有效防止設(shè)備運輸、使用過程中因意外沖擊對機器核心部件造成害;
形式多樣:臥式和立式/交流或直流電源;驅(qū)動加轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。
根據(jù)電機的安裝位置可以將舵輪分為兩種:臥式和立式,分別如下圖3所示。臥式舵輪的驅(qū)動電機橫向安裝,因此整體高度很低,有些AGV對高度有要求(例如潛入式的AGV要很矮才能鉆到貨物底下),這時就適合使用臥式舵輪;立式舵輪的驅(qū)動電機豎著安裝,其整體高度偏高,它的優(yōu)點是方便將電機隔離起來,在有些場合(例如危險品工廠),要求舵輪電機與外部環(huán)境隔離,這時就適合使用立式舵輪,因為它容易做防爆處理。
兩者在驅(qū)動結(jié)構(gòu)上都配有大功率行進舵機以及上方的齒輪盤,在控制方式上都是采用大功率驅(qū)動電機控制舵輪的行進,采用小功率的轉(zhuǎn)向電機控制舵輪的轉(zhuǎn)向。舵機有兩種供電方式:交流供電和直流供電。直流供電比交流供電穩(wěn)定性強,控制簡單,臥式舵輪比立式舵輪結(jié)構(gòu)更緊湊,但價格上更高。
AGV小車的底盤結(jié)構(gòu)常采用單舵輪、雙舵輪、四舵輪形式,為系統(tǒng)控制舵輪的行走轉(zhuǎn)向做鋪墊,同時控制小車的行走和轉(zhuǎn)向,實現(xiàn)全方位的行走。驅(qū)動輪分別與伺服電機相連,調(diào)節(jié)輪的速度同時可改變輪的轉(zhuǎn)動方向,從而改變小車的速度和前進方向。此種結(jié)構(gòu)能夠充分保證小車的平衡性與穩(wěn)定性及工廠對于載重的高需求。
注:
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