Essendo un componente fondamentale della movimentazione flessibile dei materiali, gli AGV con trasmissione differenziale sono ampiamente utilizzati in vari scenari logistici grazie alla loro struttura compatta, al controllo maturo e all'elevata flessibilità. Una profonda comprensione dei loro dettagli tecnici è fondamentale per una corretta selezione e progettazione.
1. Metodo di guida e struttura del sistema di ruote
Il principio fondamentale della trasmissione differenziale è ottenere la sterzata controllando in modo indipendente la differenza di velocità tra due ruote motrici fisse. In base al numero delle ruote motrici e alla loro integrazione funzionale si dividono principalmente in tre tipologie:
Trazione differenziale a doppia-ruota
Composizione del sistema di ruote: 2 ruote motrici azionate in modo indipendente (spesso con strutture smorzanti o oscillanti) + 2 o più ruote piroettanti passive.
Caratteristiche del movimento: Possiede la mobilità più completa, capace di percorsi curvi in avanti, indietro, arbitrari ezero-raggio in-rotazione del posto, offrendo una flessibilità estremamente elevata.
Adattamento del carico: Quando le ruote motrici sono dotate di smorzamento a molla, è necessario un contrappeso sufficiente per evitare scivolamenti. Se per le ruote motrici viene utilizzato un design a trave di equilibrio oscillante, l'adattabilità ai cambiamenti di carico è maggiore senza la necessità di peso aggiuntivo.
Sterzo differenziale unidirezionale
Composizione del sistema di ruote: 1 volante con differenziale integrato (che combina trazione e sterzo, con smorzamento) + 1 ruota direzionale fissa + 1 ruota piroettante.
Caratteristiche del movimento: La modalità movimento è simile a quella di un'auto, supporta solomovimento in avanti e rotazione durante l'avanzamento, non è possibile invertire. Adatto per percorsi-fissi e circuiti logistici unidirezionali.
Sterzo differenziale bidirezionale
Composizione del sistema di ruote: 1 volante differenziale reversibile (con smorzamento) + 2 ruote piroettanti.
Caratteristiche del movimento: Espande la funzionalità del volante unidirezionale, abilitandolotraslazione avanti, indietro e laterale, migliorando la manovrabilità in spazi ristretti.
2. Calcoli dei parametri chiave: forza di trazione e raggio di sterzata
Il funzionamento stabile dell'AGV si basa su una forza di trazione sufficiente e su un'adeguata capacità di sterzata. Ecco i principali metodi di calcolo.
Calcolo della forza di trazione
È fondamentale garantire che il sistema di azionamento possa superare la resistenza totale durante il funzionamento. La forza di trazione totale richiesta (F_traction) deve soddisfare:
F_trazione Maggiore o uguale a F_resistenza=F_rotolamento + F_pendenza + F_accelerazione
Resistenza al rotolamento (F_rolling): F_rotolamento=μ_rotolamento × m × g
μ_rolling: coefficiente di resistenza al rotolamento (0,01-0,02 per pavimenti di alta qualità)
m: Massa totale (tara AGV + carico nominale) in kg
g: Accelerazione gravitazionale (9,8 m/s²)
Resistenza gradiente (F_slope): Pendenza_F=m × g × sin(θ)
θ: Angolo di inclinazione massimo del percorso
Resistenza all'accelerazione (F_accelerazione): F_accelerazione=m × a
a: Accelerazione/decelerazione massima dell'AGV in m/s²
Verifica della coppia del motore: In base alla forza di trazione totale, verificare se la coppia del singolo motore è sufficiente.
Coppia motore singolo T Maggiore o uguale a (F_trazione × R_ruota) / (2 × η)
* R_wheel: raggio della ruota motrice in metri
* η: efficienza di trasmissione (tipicamente 0,8~0,9)
Calcolo del raggio di sterzata
Per AGV con differenziale a doppia ruota-: Il loro modello cinematico consenterotazione sul-posto, quindi ilil raggio di sterzata minimo teorico è 0. Nelle applicazioni pratiche viene pianificato un percorso di svolta ragionevole considerando stabilità ed efficienza.
Per AGV con sterzo differenziale: Il loro raggio di sterzata è determinato dal passo e dall'angolo massimo di sterzata, calcolato come:
Raggio di sterzata minimo R_min=L / tan( _max)
L: Interasse tra il centro del volante e l'asse follower
_max: Angolo massimo di sterzata del volante
Ne consegue cheaccorciando il passo e aumentando l'angolo di sterzata si migliora efficacemente la flessibilità di sterzata.
3. Considerazioni sulla selezione dei componenti principali
Motore di azionamento: Deve soddisfare entrambi icoppia nominale(garantendo una trazione continua) ecoppia di picco(soddisfare i requisiti di avvio, accelerazione e pendenza superabile). Il valore di coppia calcolato dalla suddetta forza di trazione costituisce la base diretta per la scelta del motore.
Sistema di smorzamento della molla: Il suo ruolo principale è mantenere il contatto continuo tra la ruota motrice e il terreno per fornire una trazione stabile. Il precarico della molla e il coefficiente di rigidità richiedono un calcolo e una selezione precisi in base alla tara dell'AGV, al carico nominale e alla planarità del pavimento, garantendo che la ruota motrice non scivoli a causa del sollevamento da terra sotto carichi variabili.
4. Riepilogo dello scenario applicativo
I sistemi di azionamento differenziale coprono uno spettro che va dall'elevata flessibilità alle applicazioni-economiche.
AGV con differenziale a doppia ruota-, grazie alla loro flessibilità superiore, sono la scelta preferita perofficine di saldatura automobilistica, linee di assemblaggio di componenti flessibili e magazzini di prelievo "merci-a-persona", particolarmente adatto per attività di trasporto di lotti-di piccole dimensioni e ad alta{0}}frequenza in scenari-con spazi-limitati o con percorsi-complessi.
AGV con sterzo differenzialesono più spesso utilizzatitrasporto di materiale unidirezionale o bidirezionale in cui i percorsi sono relativamente fissi ma richiedono comunque una certa manovrabilità, eccellendo in scenari come la fornitura di materiali-sul lato linea nelle officine di assemblaggio generale.
Conclusione: La selezione di un AGV con trasmissione differenziale è un processo sistematico a partire darequisiti dello scenario (flessibilità), verificando l'alimentazionecalcoli della forza di trazione, e quindi convalidare la fattibilitàraggio di sterzata e analisi spaziale. Calcoli precisi e una corrispondenza ragionevole sono la base per garantire il funzionamento efficiente e stabile del sistema AGV.
