超重型AGV 搬運(yùn)車的研究與設(shè)計(jì)

鄭大鯤，禹洋

（國網(wǎng)寧夏電力有限公司銀川供電公司，寧夏 銀川 750011）

自動(dòng)化，是當(dāng)代信息技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)中不斷融合的主要形態(tài)，它具有服務(wù)精準(zhǔn)度強(qiáng)、效率性高等特征。AGV 搬運(yùn)車，作為信息自動(dòng)化的技術(shù)代表，結(jié)合該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，逐步進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和調(diào)節(jié)，在提升機(jī)械設(shè)備應(yīng)用效率，拓展技術(shù)運(yùn)用效率中，發(fā)揮著不可忽視的作用。

1 AGV 搬運(yùn)車概述

AGV 搬運(yùn)車，即自動(dòng)引導(dǎo)運(yùn)輸車，它是在具有電磁、或者光學(xué)等自動(dòng)引導(dǎo)裝置結(jié)構(gòu)的牽引下，沿著規(guī)定的路徑行駛，從而實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)以及各種移栽功能的運(yùn)輸車。

AGV 搬運(yùn)車的運(yùn)輸和行走，主要是由計(jì)算機(jī)、電控設(shè)備、以及激光反射等裝置組合控制而成，且每個(gè)環(huán)節(jié)基本上都是由自動(dòng)化程序銜接組合而成，因此，它具有自動(dòng)化程度高的特征。其二，AGV 搬運(yùn)車的運(yùn)作過程，主要是借助鋰電池進(jìn)行能源供應(yīng)，因此，它具有自動(dòng)化充電和動(dòng)力管理的特點(diǎn)。其三，AGV 搬運(yùn)車整體美觀度較高，其結(jié)構(gòu)組合與調(diào)節(jié)上，采用流暢性矩形進(jìn)行調(diào)節(jié)，其整體美觀度較高。此外，AGV搬運(yùn)車核心程序結(jié)構(gòu)較為集中，具體操控和嵌入式安裝的靈活性較高。

2 超重型AGV 搬運(yùn)車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 AGV 搬運(yùn)車程序結(jié)構(gòu)設(shè)置

普通AGV 搬運(yùn)車設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中，技術(shù)人員直接將自動(dòng)化控制程序作為基礎(chǔ)，將已經(jīng)設(shè)定好運(yùn)行軌跡的指令程序嵌入其中即可。但超重型AGV 搬運(yùn)車設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮到傳統(tǒng)搬運(yùn)車程序指令流暢性執(zhí)行方面的特征，又需要對(duì)超重型搬運(yùn)車的外部結(jié)構(gòu)操作靈活性進(jìn)行綜合評(píng)估，從而確保AGV搬運(yùn)車的運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力充足性調(diào)節(jié)。

某電力企業(yè)利用AGV 搬運(yùn)車進(jìn)行日常電力安裝等系列材料運(yùn)輸過程中，為確保材料精準(zhǔn)運(yùn)輸，且后續(xù)具體實(shí)踐層面要點(diǎn)科學(xué)把握，技術(shù)人員所給予的程序操控程序設(shè)置方面的管控要點(diǎn)可歸納為：（1）依據(jù)電機(jī)輸入與行走、導(dǎo)向車輪轉(zhuǎn)速的非現(xiàn)象耦合關(guān)系，對(duì)導(dǎo)向車體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、路徑規(guī)劃以及程序控制系列規(guī)律，開展AGV 搬運(yùn)車運(yùn)行基本控制要點(diǎn)和模型基本狀況的綜合評(píng)估，從而確保AGV 搬運(yùn)車進(jìn)行內(nèi)部操控程序執(zhí)行狀態(tài)下，也保障外部運(yùn)行軌跡規(guī)范，不出現(xiàn)局部偏離的狀況。（2）運(yùn)用二維空間動(dòng)力模型，觀察AGV搬運(yùn)車程序模擬運(yùn)行時(shí)期，動(dòng)力模型的運(yùn)行狀態(tài)。如果動(dòng)力模型中AGV 搬運(yùn)車的做功運(yùn)行穩(wěn)定性較高，說明當(dāng)前AGV 搬運(yùn)車的重型結(jié)構(gòu)做功狀態(tài)良好；相反，說明重型AGV 搬運(yùn)車新的運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)效果不佳。（3）重型AGV 搬運(yùn)車操控與規(guī)制期間，為確保當(dāng)前工作科學(xué)有序的推行下去，除了在搬運(yùn)車上安裝基礎(chǔ)性驅(qū)動(dòng)程序外，還采用信息采樣子系統(tǒng)、超聲探測(cè)障礙子系統(tǒng)，進(jìn)行AGV 搬運(yùn)車的綜合運(yùn)輸和調(diào)控。同時(shí)，運(yùn)用中樞神經(jīng)程序結(jié)構(gòu)，實(shí)行AGV 搬運(yùn)車程序?qū)?yīng)化掌控。

多樣化進(jìn)行系統(tǒng)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)科學(xué)性調(diào)節(jié)與分析期間，有序進(jìn)行生產(chǎn)系統(tǒng)安排環(huán)節(jié)上，內(nèi)部控制系統(tǒng)方面的最優(yōu)化處理和系統(tǒng)分析中，進(jìn)行多重管理因素的協(xié)調(diào)分析和評(píng)定時(shí)，內(nèi)部程序方面的對(duì)應(yīng)優(yōu)化和自主調(diào)節(jié)，為后續(xù)工作的深入推進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇

伺服電動(dòng)機(jī)，是AGV 搬運(yùn)車日常做功的主要?jiǎng)恿碓?。為確保AGV 搬運(yùn)車能夠協(xié)調(diào)有序地進(jìn)行系列生產(chǎn)工作方面的安排，電動(dòng)機(jī)選擇是否到位，與其結(jié)構(gòu)基本情況之間關(guān)聯(lián)密切。為科學(xué)地進(jìn)行伺服電機(jī)方面工作的調(diào)節(jié)和規(guī)制安排，技術(shù)人員既要依據(jù)自主控制轉(zhuǎn)向電機(jī)進(jìn)行對(duì)應(yīng)性選擇，還要依據(jù)伺服的做功周期進(jìn)行驅(qū)動(dòng)情況的綜合性評(píng)定。

某電力企業(yè)主要是通過設(shè)計(jì)重型AGV 搬運(yùn)車結(jié)構(gòu)，輔助電力施工人員進(jìn)行材料搬運(yùn)、電力運(yùn)維等基礎(chǔ)設(shè)備的運(yùn)輸，以確保在當(dāng)前電力生產(chǎn)和開發(fā)系列活動(dòng)下，提升和保障電力企業(yè)的服務(wù)品質(zhì)。其一，AGV 搬運(yùn)車搬運(yùn)工作具體實(shí)施期間，依據(jù)后驅(qū)動(dòng)輪的原動(dòng)力機(jī)構(gòu)變化情況，控制AGV 搬運(yùn)車整體的電動(dòng)機(jī)做功強(qiáng)度大小。其二，AGV 搬運(yùn)車伺服電機(jī)做功周期判斷時(shí)，依據(jù)伺服電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)以及伺服電機(jī)本身所帶有的重力情況，判斷AGV 搬運(yùn)車重型結(jié)構(gòu)的做功狀態(tài)。本次伺服電機(jī)的外形結(jié)構(gòu)大小為800mm×590mm×300mm，本次將電機(jī)的附加重點(diǎn)評(píng)估為45kg，其重量在普通重型結(jié)構(gòu)控制范圍之內(nèi)。為此，技術(shù)人員進(jìn)行評(píng)定和分析時(shí)，將其額定功率定義為1.5kW，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的整體強(qiáng)度為1500 ～2000W，電機(jī)轉(zhuǎn)速控制在1500 ～2000rpm。

超重型AGV 搬運(yùn)車設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中，為適應(yīng)當(dāng)前電力企業(yè)運(yùn)輸調(diào)節(jié)的具體需求，伺服電機(jī)部分采用了電動(dòng)機(jī)自主選擇法進(jìn)行掌控。此種結(jié)合外部需求，進(jìn)行伺服電機(jī)做功大小、做功周期情況調(diào)節(jié)的方式，迎合了當(dāng)前環(huán)境整體建設(shè)的需求。

2.3 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與調(diào)節(jié)

AGV 搬運(yùn)車中的軸結(jié)構(gòu)，主要的功能是傳遞功能、實(shí)現(xiàn)支持零件方面的預(yù)防和調(diào)控，以確保AGV 搬運(yùn)車順利完成外部操控和管控系列要點(diǎn)方面的對(duì)應(yīng)規(guī)制和優(yōu)化調(diào)整。因此，超重型AGV 搬運(yùn)車設(shè)計(jì)時(shí)，主軸結(jié)構(gòu)部分則采用高強(qiáng)度約束性條件和同類機(jī)械類比法，將AGV 搬運(yùn)車在超重型形態(tài)下做功的軸損耗比重控制到最低。同時(shí)，AGV 搬運(yùn)車主軸部分分析和研究過程中，軸上零件定位和安裝組合配置時(shí)，主軸部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和幾何尺寸的調(diào)整，對(duì)應(yīng)給予結(jié)構(gòu)軸上的方案規(guī)制與優(yōu)化，以確保在不同的結(jié)構(gòu)體系上，完成軸結(jié)構(gòu)的物理性調(diào)節(jié)與最優(yōu)化調(diào)節(jié)。

某電力企業(yè)借助超重型AGV 搬運(yùn)車進(jìn)行操控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)與分析過程中，為適應(yīng)當(dāng)前工作實(shí)踐的具體需求，技術(shù)人員所給予的主軸調(diào)節(jié)要點(diǎn)可概括為：

（1）AGV 搬運(yùn)車主軸部分，采用高強(qiáng)度扭動(dòng)約束條件，進(jìn)行同類型機(jī)械做功主軸半徑方面的對(duì)應(yīng)調(diào)整。同時(shí)，考慮到主軸零件配置和自主約束期間，為了確保軸結(jié)構(gòu)的幾何調(diào)節(jié)狀態(tài)良好，后續(xù)進(jìn)行主軸結(jié)構(gòu)調(diào)整時(shí)，技術(shù)人員依據(jù)超重型軸結(jié)構(gòu)的基本做功情況，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行軸結(jié)構(gòu)做功方案的優(yōu)化處理，從而確保主軸整體承載環(huán)節(jié)之內(nèi)，減少AGV 搬運(yùn)車的做功壓力。

（2）在超重型AGV 搬運(yùn)車主軸做功結(jié)構(gòu)科學(xué)定位的基礎(chǔ)上，繼續(xù)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)后輪部分的運(yùn)轉(zhuǎn)速率、運(yùn)轉(zhuǎn)軸心距方面的對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)。

（3）保障后軸與前軸（主軸）之間保持相互平行的狀態(tài)。如果后軸與前軸之間非平行狀態(tài)，AGV 搬運(yùn)車做功運(yùn)輸期間，外部損耗動(dòng)力的比例就會(huì)大大增加。

（4）超重型AGV 搬運(yùn)車做功過程中，前軸與后軸之間的結(jié)受力均衡性調(diào)節(jié)，也與軸自身材質(zhì)選擇之間有著一定的關(guān)聯(lián)。本次技術(shù)人員進(jìn)行周動(dòng)力分析時(shí)，一方面，是從垂直面反力進(jìn)行重力情況的綜合評(píng)定與分析；另一方面，是從合成彎矩部分應(yīng)力變化情況進(jìn)行分析評(píng)定。本次設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)中的彎曲矩力大小控制在150 ～70MPa。

（5）超重型AGV 搬運(yùn)車承載情況綜合評(píng)估和研究期間，車輪軸承受力分析和校驗(yàn)等活動(dòng)實(shí)施期間，AGV 搬運(yùn)車核心承重區(qū)域，內(nèi)采用滾動(dòng)型軸承進(jìn)行重力分擔(dān)，其余部分均采用小型軸承進(jìn)行輔助性調(diào)節(jié)法解決問題。同時(shí)，由于本次AGV 搬運(yùn)車的設(shè)計(jì)為超重型軸承體系，后續(xù)進(jìn)行軸承壽命指數(shù)設(shè)定為90%，常規(guī)做功轉(zhuǎn)動(dòng)壽命為一百萬轉(zhuǎn)，此種規(guī)制安排方式，可以實(shí)現(xiàn)AGV 搬運(yùn)車安全、穩(wěn)定性傳輸?shù)淖龉Α?/p>

2.4 齒輪的組合與選擇

超重型AGV 搬運(yùn)車做功情況的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性，在一定程度上也受到咬合齒輪的做功穩(wěn)定程度影響。一方面，超重型AGV 搬運(yùn)車的做功齒輪調(diào)節(jié)上，主要是從齒輪咬合轉(zhuǎn)動(dòng)的平穩(wěn)性上進(jìn)行分析和評(píng)定。另一方面，超重型AGV 搬運(yùn)車結(jié)構(gòu)的承重能力評(píng)估上，注重齒輪做功時(shí)的強(qiáng)度和磨損度分析，也是科學(xué)進(jìn)行使用前期合理化調(diào)節(jié)的主要方面。

某電力企業(yè)采用超重型AGV 搬運(yùn)車操控和處理過程中，為適應(yīng)當(dāng)代工作實(shí)施的具體需求，各個(gè)方面工作要點(diǎn)具體實(shí)施層面的系列工作安排如下：（1）超重型AGV 搬運(yùn)車車輛做功時(shí)期，首先，采用大數(shù)據(jù)模型，跟蹤記錄超重型AGV 搬運(yùn)車做功的齒輪做功變化情況，并對(duì)其中波動(dòng)頻率較高的內(nèi)容，進(jìn)行對(duì)應(yīng)性評(píng)估和分析。（2）電力企業(yè)采用超重型AGV搬運(yùn)車做功時(shí)期，操控工具部分運(yùn)用承重性體系；同時(shí)，也運(yùn)用跟蹤性儀器，記錄不同齒輪做功時(shí)的磨損情況。如果其結(jié)構(gòu)磨損程度在可控范圍內(nèi)，技術(shù)人員則可以確定本次超重型AGV 搬運(yùn)車的齒輪運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語

綜上所述，超重型AGV 搬運(yùn)車的研究與設(shè)計(jì)，是現(xiàn)代化手段與社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)協(xié)調(diào)結(jié)合的理論歸納。在此基礎(chǔ)上，本文通過AGV 搬運(yùn)車程序結(jié)構(gòu)設(shè)置、伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇、軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與調(diào)節(jié)、齒輪的組合與選擇等方面，探究超重型AGV 搬運(yùn)車的研究要點(diǎn)。因此，本文研究結(jié)果，為信息手段自主化調(diào)節(jié)提供了新思路。