Technical Support

作为柔性搬运的核心，差速驱动AGV以其结构紧凑、控制成熟和高灵活性，在各类物流场景中广泛应用。深入理解其技术细节是正确选型与设计的关键。

一、 驱动方式与轮系结构

差速驱动的核心原理是通过独立控制两个固定驱动轮的转速差来实现转向。根据驱动轮的数量与功能集成度，主要分为三种形式：

1. 双轮差动驱动

   • 轮系组成：2个独立驱动的主动轮（常带减震或摆动结构） + 2个或多个万向从动轮。

   • 运动特性：具备最完整的运动能力，可实现前进、后退、任意曲线行驶及原地零半径旋转，灵活性极高。

   • 负载适配：驱动轮带弹簧减震时，需保证足够的本体配重以防打滑；若采用驱动轮摆动平衡桥设计，则对负载变化的适应性更强，无需额外增重。

   
   

2. 单向差速舵驱动

   • 轮系组成：1个集驱动与转向于一体的差速舵轮（带减震） + 1个定向轮 + 1个万向轮。

   • 运动特性：运动模式类似于汽车，仅支持前进及前进中的转弯，无法后退。适用于路径固定的单向物流循环。

   
   

3. 双向差速舵驱动

   • 轮系组成：1个可正反转的差速舵轮（带减震） + 2个万向轮。

   • 运动特性：扩展了单向舵轮的功能，可实现前进、后退和横向平移，提升了在狭窄空间内的机动性。

     
     

二、 关键参数计算：牵引力与转弯半径

AGV的稳定运行依赖于足够的牵引力和合适的转弯能力，以下是核心的计算方法。

1. 牵引力计算
   确保AGV的驱动系统能克服运行中的总阻力至关重要。总牵引力需求（F_traction）需满足：
   F_traction ≥ F_resistance = F_rolling + F_slope + F_acceleration

   • 滚动阻力 (F_rolling)：F_rolling = μ_rolling × m × g

     • μ_rolling：滚动阻力系数（优质地面取0.01-0.02）

     • m：总质量（AGV自重 + 额定负载），单位kg

     • g：重力加速度（9.8 m/s²）

   • 坡度阻力 (F_slope)：F_slope = m × g × sin(θ)

     • θ：运行路径的最大坡度角

   • 加速阻力 (F_acceleration)：F_acceleration = m × a

     • a：AGV启动/制动时的最大加速度，单位m/s²

   电机扭矩校验：根据总牵引力，校验单个电机扭矩是否足够。
   单电机扭矩 T ≥ (F_traction × R_wheel) / (2 × η)
   * R_wheel：驱动轮半径，单位m
   * η：传动效率（通常取0.8~0.9）

2. 转弯半径计算

   • 对于双轮差动AGV：其运动学模型允许它进行原地旋转，因此理论最小转弯半径为0。在实际应用中，出于稳定性与效率考虑，会规划一个合理的转弯路径。

   • 对于差速舵驱动AGV：其转弯半径由轴距和最大转向角决定，计算公式为：
     最小转弯半径 R_min = L / tan(α_max)

     • L：舵轮中心与随动桥之间的轴距

     • α_max：舵轮最大转向角

     • 可知，缩短轴距和增大转向角能有效提升转弯灵活性。

三、 核心部件选型考量

• 驱动电机：需同时满足额定扭矩（保障持续运行牵引力）和峰值扭矩（满足启动、加速和爬坡需求）的要求。根据前述牵引力计算出的扭矩值，是电机选型的直接依据。

• 弹簧减震系统：其主要作用是保持驱动轮与地面的持续接触，以提供稳定的牵引力。弹簧的预压量与刚度系数需要根据AGV的自重、额定负载以及地面平整度进行精确计算与选择，确保在负载变化时驱动轮不会因悬空而打滑。

  
  

四、 适用场景总结

差速驱动系统覆盖了从高柔性到低成本的应用频谱。

• 双轮差动AGV因其卓越的灵活性，是汽车焊装车间、零部件柔性装配线及“货到人”拣选仓库的首选，尤其适合在空间受限、路径复杂的场景中执行高频次、小批量的搬运任务。

• 差速舵驱动AGV则更多用于路径相对固定，但仍需一定机动性的单向或双向物流输送，在总装车间的线边物料供应等场景中表现出色。

总结：对差速驱动AGV的选型，是一个从场景需求（灵活性） 出发，通过牵引力计算核定动力，再通过转弯半径与空间分析验证可行性的系统过程。精确的计算与合理的匹配，是确保AGV系统高效、稳定运行的基础。