HERDAR禾达脚轮之前探讨了,“模块化AGV独立悬挂装置”以及“AGV底盘结构和驱动轮系”,这期HERDAR禾达脚轮继续拓展来谈谈AGV驱动轮和从动轮。
驱动轮、从动轮对于AGV机器人而言至关重要,不同类型的产品、不同的应用场景对于轮子的要求也不尽相同。在设计时候,需要对驱动轮需要确定材质、轮品表面、安装方式、承载力、轮宽、轮径等等。对从动轮需要确定高度、承载力、轮宽、轮径、旋转半径等基础物理指标。同时还需要考虑到实际的适用环境,包括路面的大小,障碍物,使用场地上是否有残留的物质等(例如铁屑,油脂等),工业领域所使用的机器人还需要能够考虑环境温度,车轮所能够承载等不同重量等。
一、AGV驱动轮:AGV机器人驱动轮常常使用AL铝合金轮毂(轮芯),常见的还有C中碳材料、CS铸铁、PA尼龙。铝合金材质较轻且有很强的承载功能,工艺上,轮毂还需要表面抛光工艺和耐腐蚀处理,保证品质和使用寿命。
AGV机器人驱动轮常见的多采用聚氨酯包胶材质或者橡胶轮胎面。聚氨酯包胶轮具有耐磨,减噪,防滑能力,适应于长时间高速运转,需要有高回弹性和高散热性。橡胶轮胎面拥有相对聚氨酯更强的抓地力和防滑等特点,橡胶轮可以做沟槽设计避免打滑,在很多应用也得到广泛的使用。如果对材料进行进一步细化,类型有:CPU浇注聚氨酯、IPU注塑聚氨酯、NR天然橡胶、CR氯丁橡胶、NRK抗老化橡胶、NBR丁腈橡胶、TPR人造胶、SIL硅胶、CPA浇注尼龙、IPA尼龙等等。
AGV驱动轮(聚氨酯包胶材质或者橡胶轮胎面)因防滑需求而在轮品表面添加防滑纹路,花纹设计,可以提升主动轮的摩擦力,防止打滑。橡胶轮胎面的花纹有较多的选择,常见轮面的有:无花纹、交叉直线型、直线条、凹坑型、同向齿型、纵向花纹、纵横兼有花纹、越野花纹、混合花纹等等。
根据需求可以选择的主要参数有轮径(常见的有1.5寸、1.6寸、2寸、2.5寸、3寸、4寸、5寸、6寸、8寸等等)主动轮常见的安装方式有法兰固定或者键槽固定,基于键槽安装方式AGV制造厂商一般会根据设计和对于零部件的选择对驱动轮进行定制。对于带键槽的驱动轮,需要在轮芯中间加上钢制键槽,以降低减速机扭力对键槽的冲击,提高使用寿命。
二、AGV从动轮:从动轮的负载设计标准是以移动设备以及设备负载总和的四分之三较好,以此来减少可能会遇到的超载等问题。每个AGV留给AGV随动轮的高度各不相同,从动轮确定安装高度,从动轮和驱动轮高度可能会不同,但要保证它们都是在一个平面上受力。根据AGV承载力不同,需配置不同的从动轮,并确定从动轮尺寸。AGV底盘空间有限,必须得测量和计算好脚轮的旋转半径,不要让几个轮子互相形成碰撞和干扰。工业避震结构设计保证避震性和稳定性非常重要,有“弹簧减震”的从动轮可以保障从动轮和驱动轮在一个平面上,避震轮面材质,确保驱动轮不打滑。动轮耐用性、静音性(不超过40分贝)也是重要的考量因素。灵活性也非常重要,因为AGV的动力高度依赖驱动轮,从动轮的灵活性影响着驱动轮动力系统。尤其是当AGV前进直接后退或左右拐弯时,从动轮流畅性不佳,AGV就容易遇到偏摆,导致移动出现问题,甚至会导致运输的货物掉落。
从下面的分解图可以非常直观的看到AGV的从动轮(万向脚轮)的组成。轮架一般都是采用双珠盘平面轴承结构设计保证360°旋转,保证灵活运转,可以节省AGV的耗能,这种双珠盘平面轴承结构是通过重型钢压制成型,并且能够对于球轨道进行了硬化处理,从而能够提高使用寿命。高强度底板可以保证承载能力,一般都是通过四孔固定。轮毂也是采用铝合金,或者其他强化材质。为了防止驱动轮悬空打滑,减震部件非常重要,一般由优质高弹力橡胶垫块配合弹簧减震使用。根据需求可以选择的主要参数有轮径(常见的有1.6寸、2寸、2.5寸、3寸、4寸、5寸、6寸、8寸等等)、高度、轮宽、底板尺寸、用来固定的孔距、孔径、轴承的类型、避震类型,以及载重重量(常见的有从几十公斤到1吨的都有)。
三、AGV脚轮材质:1、聚氨酯(PU)
聚氨酯(PU)俗称优力胶、弹簧胶。适合在多种地面上使用。广泛用于医疗、食品加工、工厂搬运、仓储物流、机械制造等行业。PU(热塑性策氨酯弹性体-TPU)是一种介于硬塑料和橡胶之间的弹性体,其优良的综合性能是普通的塑料和橡胶所不具备的。脚轮一般有两种类型注塑PU轮和浇铸PU轮。
2、注塑PU轮:
无毒,无味,不褪色,能保护地板,无痕,吸收震动,具有弹性,附摩擦,有良好的耐油、耐水(如果长时间放宣在水中或湿度大的环境中可能会加速劣化)和耐环境等性能,不耐化学药品(弱酸、碱)但只在特定条件下耐热水和水蒸汽。此外,它的滚动阻力小。适用温度范围:-35C至+80°C(在低于-20°C的环境温度下产品有脆性),短时最高温度+90°C。在高于+35°C的环境温度下承载能力降低。
3、浇铸PU轮:
无毒,无味,无痕,不褪色,不染色,非常保护地板,吸收震动,非常耐摩擦,具有弹性,抗紫外线。有良好的耐油、耐水(如果长时间放置在水中或湿度大的环境中,可能会加速劣化)和耐环境等性能,不耐化学药品(弱酸、碱),不耐热水、水蒸汽、湿热空气和芳香族溶剂。此外,它的操作舒适性非常高,永久变形程度非常低,滚动阻力小,承受动载时发热少。适用温度苑围:-35°C至+80°C(在低于-10°C的环境温度下刚性提高),短时最高温度+90°C。
4、天然橡胶(NR)
从橡胶树上采集的天然胶乳,经过凝固、干燥等加工工序而制成的弹性固状物。它有非常好的伸长率,最大可达1000%硬度在0-100度范围内,回弹性可达到50%-85%以上。通过生胶塑炼形成(硫化)。为了达到耐磨等特性,在硫化过程中增加二氧化硅、耐磨炭黑、补强纤维、石墨等促进剂。适合在多种地面上使用,广泛用于工厂搬运、仓储物流、机械制造等。
特性:非常保护地面,吸收震动,高弹静音,承载能力高,耐摩擦,耐水,耐低温,耐化学药品(弱酸、碱),有一定的耐气候性,但它有气味不卫生,不耐油,长期在空气中会有促进剂溢出,在软质地板上具有特别低的起动阻力和滚动阻力。此外,地面状况差时,它们的操作舒适性极高,滚动阻力极低。适用的温度范围:-40°C至+80°C。短时可在+100°C的温度下使用。
以上为AGV驱动轮和从动轮的介绍,下期,我们来谈下HERDAR禾达防静电脚轮。