Як вибрати правильний інтегрований безщітковий серводвигун для ультракомпактних AGV та AMR?

Ультракомпактні AGV та AMR змінюють спосіб розробки мобільних роботів для складів, фабрик, лікарень, роздрібних об’єктів, лабораторій та інших обмежених простором середовищ. На відміну від звичайних автономних мобільних роботів, які мають достатньо місця для двигунів, коробок передач, зовнішніх приводів, електропроводки та керуючої електроніки, надкомпактні платформи повинні забезпечувати ті самі основні функції руху всередині набагато меншого механічного корпусу.

Це робить систему приводу особливо важливою.

Для багатьох компактних мобільних роботів вбудований безщітковий серводвигун концентратора можна об’єднати двигун, електроніку приводу, систему зворотного зв’язку та колесо в єдиний компактний вузол. Замість проектування трансмісії навколо кількох окремих компонентів ми можемо побудувати систему руху навколо інтегрованого в колеса приводного модуля.

Але вибір правильного серводвигуна втулки — це не просто вибір найменшого двигуна, який підходить.

Нам потрібно враховувати діаметр колеса, номінальний крутний момент, максимальний крутний момент, вагу автомобіля, корисне навантаження, прискорення, робочу швидкість, напругу батареї, протокол керування, точність зворотного зв’язку, теплові характеристики, ступінь захисту, механічну установку, вимоги до гальмування та робочий цикл.

Цей посібник пояснює основні фактори вибору для надкомпактних AGV і AMR і показує, як оцінити інтегрований безщітковий серводвигун втулки з точки зору фактичної конструкції системи.

Що таке ультракомпактні AGV та AMR?

Ультракомпактні AGV та AMR — це автономні мобільні роботи, призначені для роботи там, де звичайні мобільні платформи важко встановлюються.

Типові програми включають:

• Малі складські транспортні роботи

• Роботи, що збирають від полиці до людини

• Роботи для доставки в лікарню

• Лабораторні транспортні платформи

• Роботи роздрібної інвентаризації

• Компактні інспекційні роботи

• Фабричні роботи-розвантажувачі матеріалів

• Автоматизовані візки

• Підстійні AMR

• Вузькопрохідні мобільні роботи

• Роботи для транспортування невеликих посилок

• Спільні мобільні платформи

Визначальною характеристикою є не просто загальний розмір робота. Трансмісія також повинна розміщуватися в дуже обмеженому механічному просторі.

Наприклад, компактному AMR може знадобитися розмістити ведучі колеса всередині шасі, залишивши достатній внутрішній об’єм для акумулятора, контролера, датчиків, комунікаційної електроніки, підйомного механізму та корисного навантаження.

Кожен міліметр має значення.

Традиційна архітектура з двигуном, коробкою передач, кодувальником, зовнішнім сервоприводом, гальмом і великим джгутом проводів може займати значний простір. Це одна з причин, чому вбудовані серводвигуни концентратора стали привабливими для компактної мобільної робототехніки.

Індивідуальні рухи сервомотора Jkongmotor

Універсальний постачальник інтегрованих серводвигунів постійного струму

Чому інтегровані безщіточні серводвигуни концентратора підходять для компактних мобільних роботів

Компактні AGV і AMR мають дуже різні вимоги до трансмісії, ніж більші автономні транспортні засоби. Коли робот повинен працювати у вузьких проходах, під стелажами, навколо людей або всередині обмеженого корпусу, кожен компонент повинен забезпечувати корисну функціональність, не займаючи зайвого місця.

Саме тут інтегрований безщітковий серводвигун втулки може надати практичну перевагу.

Замість використання окремого безщіткового двигуна, коробки передач, колеса, енкодера та зовнішнього сервоприводу вбудований серводвигун концентратора може об’єднати декілька з цих функцій в один компактний модуль приводу. Ця архітектура може спростити механічну інтеграцію, одночасно зменшуючи проводку та звільняючи цінний внутрішній простір для батарей, контролерів, датчиків, підйомних механізмів і корисного навантаження.

Що таке вбудований безщітковий серводвигун?

Інтегрований серводвигун безщіткової втулки — це вузол приводу коліс, побудований навколо безщіткового двигуна постійного струму з замкнутим контуром керування . Залежно від конструкції модуль двигуна може інтегрувати колесо, коробку передач, кодер, контролер, комунікаційний інтерфейс, гальма та функції захисту.

Двигун встановлено безпосередньо біля колеса, що дозволяє трансмісії стати більш компактною частиною шасі.

Типова вбудована сервосистема концентратора може включати:

• Безщітковий двигун постійного струму

• Сервоконтролер

• Зворотний зв'язок кодувальника

• Колесо

• Зниження передач

• Зв'язок CAN або CANopen

• RS485 або інші інтерфейси керування

• Захист від перевантаження по струму

• Захист від перегріву

• Додаткове електромагнітне гальмо

Точна конфігурація залежить від вимог робота, але основна ідея залишається незмінною: перенести більше функцій трансмісії в сам модуль колеса.

Чому компактним мобільним роботам потрібна інша архітектура приводу

Звичайна трансмісія мобільного робота може використовувати двигун, встановлений усередині шасі та з’єднаний із коробкою передач і колесом через компоненти механічної трансмісії.

Ця архітектура може добре працювати, коли робот має достатній внутрішній простір.

Надкомпактні AMR часто цього не роблять.

У шасі може знадобитися:

• Акумуляторні блоки

• Головні щити управління

• ЛіДАР

• Фотоапарати

• Датчики безпеки

• Устаткування бездротового зв'язку

• Підйомні механізми

• Вантажні відсіки

• Зарядне обладнання

• Контролери двигунів

• Компоненти розподілу електроенергії

Якщо трансмісія займає велику кількість внутрішнього простору, доступний об’єм для інших систем зменшується.

Інтегрований серводвигун втулки змінює це розташування, переміщуючи більшу частину функцій приводу до колеса.

Це може зробити загальну архітектуру автомобіля більш гнучкою.

1. Компактна механічна конструкція

Найбільш очевидною перевагою є економія простору.

Традиційні системи можуть вимагати окремих місць монтажу для двигуна, коробки передач, кодера та електроніки приводу.

Інтегрований двигун-концентратор може об’єднати ці функції в одному вузлі.

Для невеликого AMR це може спростити механічну конструкцію та зменшити необхідний простір навколо ведучого колеса.

Це особливо корисно, коли робот має:

• Невелика висота шасі

• Вузьке тіло

• Обмежена внутрішня ширина

• Маленька колісна база

• Компактне відділення для електроніки

У цих програмах економія навіть відносно невеликої кількості механічного простору може істотно змінити кінцевий дизайн робота.

2. Зменшена зовнішня проводка

Електропроводка часто недооцінюється частиною конструкції мобільного робота.

У звичайній архітектурі для двигуна, кодера та зовнішнього приводу можуть знадобитися окремі кабелі живлення та сигналу. Ці кабелі повинні бути прокладені через рухому машину, яка постійно відчуває вібрацію, прискорення, рух керма та механічні перешкоди.

Інтегрований серводвигун може зменшити кількість зовнішніх з’єднань, необхідних навколо колеса.

Залежно від архітектури зовнішній інтерфейс може бути спрощений до:

• Живлення постійного струму

• спілкування

• Сигнали керування або введення/виведення

Це може зробити прокладку кабелю чистішою та зменшити кількість компонентів, які потрібно встановити всередині корпусу.

Для компактних AMR менша кількість кабелів також може спростити монтаж і обслуговування.

3. Більше внутрішнього простору для батарей і корисного навантаження

Для мобільних роботів внутрішній простір має пряме функціональне значення.

Менша архітектура трансмісії потенційно може звільнити місце для більшого акумулятора, додаткових датчиків або більшого корисного навантаження.

Це створює важливий взаємозв’язок дизайну:

Менший розмір трансмісії → більший корисний об'єм шасі → більша гнучкість упаковки

Наприклад, виробник AMR може використати додатковий простір для збільшення ємності батареї замість збільшення зовнішніх розмірів робота.

Інший виробник може використовувати той самий простір для збільшення відсіку корисного вантажу.

Найкраще використання залежить від застосування робота.

4. Управління рухом із замкнутим контуром

Вбудований безщітковий серводвигун втулки — це не просто колесо з двигуном.

Архітектура сервоприводу забезпечує керування рухом на основі зворотного зв’язку.

Кодер безперервно передає інформацію про рух до контролера, дозволяючи системі регулювати швидкість і положення точніше, ніж система двигуна з відкритим контуром.

Це важливо для AMR, оскільки точний рух колеса впливає на:

• Подорож по прямій

• Точність повороту

• Стиковка

• Позиціонування

• Слідування шляху

• Синхронізація коліс

• Низькошвидкісний рух

Для AMR з диференціальним приводом співвідношення між лівим і правим колесом є особливо важливим.

Якщо одне колесо постійно обертається швидше за інше, робот може поступово відхилятися від наміченої траєкторії.

Контроль із замкнутим контуром допомагає компенсувати коливання навантаження, тертя та робочих умов.

5. Краще керування низькою швидкістю

Компактні мобільні роботи часто працюють на відносно низьких швидкостях.

Складський робот може повільно рухатися, наближаючись до стелажа. Роботу-доставнику в лікарні може знадобитися плавне пересування навколо людей. Компактний інспекційний робот може вимагати контрольованого руху під час розташування біля обладнання.

Правильно налаштований серводвигун може забезпечити стабільне регулювання швидкості в робочому діапазоні робота.

Це може бути особливо цінним під час:

• Стиковка

• Корекція положення

• токарні

• Вузькопрохідний рух

• Уникнення перешкод

• Підхід до станції

• Вирівнювання корисного навантаження

Метою є не просто високі оберти.

Метою є передбачувана поведінка коліс у всьому робочому діапазоні.

6. Спрощена координація кількох коліс

Багато AMR використовують два або більше ведучих колеса з незалежним керуванням.

За допомогою інтегрованих сервомодулів кожне колесо може мати власне локальне керування двигуном і зворотний зв’язок.

Тоді центральний контролер робота може координувати окремі модулі приводу через мережу промислового зв’язку.

Залежно від системи, це може використовувати:

• МОЖЕ

• CANopen

• RS485

• Modbus

• EtherCAT

Ця розподілена архітектура може зменшити потребу в довгій індивідуальній проводці керування двигуном.

Це також може зробити трансмісію більш модульною.

Виробник роботів може використовувати один і той самий базовий модуль приводу на кількох платформах транспортних засобів з різними розмірами шасі або вантажопідйомністю.

7. Краще пакування для низькопрофільних AMR

Деякі AMR призначені для роботи під стелажами, полицями, візками або піддонами.

У цих програмах висота робота може стати критичним обмеженням конструкції.

Для звичайної трансмісії може знадобитися значний вертикальний простір для двигуна та трансмісії.

Архітектура в стилі втулки може розмістити вузол приводу навколо колеса, допомагаючи дизайнерам розробити трансмісію з нижчим профілем.

Це не гарантує автоматично нижчий робот, оскільки діаметр коліс, підвіска, структура шасі, висота батареї та розміщення датчика все ще визначають остаточні розміри автомобіля.

Проте архітектура приводу, інтегрованого в колесо, надає більше свободи при проектуванні низькопрофільного робота.

8. Зменшені компоненти механічної трансмісії

Звичайна трансмісія може містити кілька механічних інтерфейсів:

Двигун → Муфта → Редуктор → Вал → Колесо

Кожен інтерфейс вводить додаткові вимоги до складання та потенційні міркування допуску.

Інтегрована сервоприводна архітектура концентратора може спростити цей ланцюжок.

Типова концепція наближається до:

Інтегрований сервопривід → Колесо

Залежно від конструкції продукту коробка передач все ще може бути включена всередину втулки.

Зменшення зовнішніх механічних інтерфейсів може спростити збірку та потенційно зменшити вимоги до вирівнювання.

Це особливо корисно для OEM-виробників, які виробляють мобільних роботів у великих кількостях.

9. Простіша розробка модульної трансмісії

Виробники AMR рідко розробляють лише одного робота назавжди.

Згодом компанія може виробляти:

• Малі складські АМР

• AMR середнього корисного навантаження

• Роботи-пересувачі полиць

• Інспекційні роботи

• Лікарняні роботи

• Автономні візки

Модульна моторна платформа може підтримувати цю стратегію розвитку продукту.

Різні версії можуть використовувати різні:

• Рівні потужності двигуна

• Діаметри коліс

• Передаточні числа

• Конфігурації кодувальника

• Протоколи зв'язку

• Інтерфейси кріплення

Це дозволяє виробнику підтримувати послідовну концепцію трансмісії, одночасно адаптуючи специфікації двигуна до різних платформ роботів.

10. Термоуправління може бути розроблено як частину модуля

Компактні роботи мають обмежений потік повітря.

Це робить тепловий дизайн особливо важливим.

Інтегрований двигун слід оцінювати відповідно до фактичного робочого циклу робота, а не лише його пікової потужності.

До важливих параметрів належать:

• Постійний крутний момент

• Піковий крутний момент

• Безперервний струм

• Піковий струм

• ККД двигуна

• Ефективність контролера

• Температура навколишнього середовища

• Тривалість експлуатації

• Шлях розсіювання тепла

Правильно розроблений вбудована сервосистема концентратора може включати моніторинг температури та захист.

Це може допомогти запобігти надмірному тепловому стресу під час складних умов експлуатації.

Однак саме шасі робота також може стати частиною шляху розсіювання тепла, тому механічну та термічну конструкцію слід розглядати разом.

11. Підходить для мобільних роботів, що живляться від батареї

Компактні AGV і AMR зазвичай працюють від акумулятора.

Таким чином трансмісія повинна збалансувати продуктивність і споживання енергії.

Архітектура безщіткового двигуна може забезпечити ефективну роботу, тоді як сервопривід може регулювати крутний момент і швидкість відповідно до фактичних вимог руху.

Правильний двигун слід вибирати відповідно до повної акумуляторної системи, включаючи:

• Номінальна напруга акумулятора

• Мінімальна робоча напруга

• Максимальна напруга зарядки

• Безперервний струм

• Піковий струм

• Ємність акумулятора

• Робочий цикл

Двигун не слід вибирати лише тому, що його номінальна напруга відповідає етикетці акумулятора.

Весь діапазон напруги повинен бути сумісний з вбудованим контролером.

12. Гнучкий зв'язок для сучасних контролерів AMR

Сучасні AMR часто використовують розподілену архітектуру керування.

Головний контролер може керувати навігацією, локалізацією, уникненням перешкод і керуванням завданнями, тоді як модулі двигунів керують локальним керуванням рухом.

Тому інтегрований серводвигун може діяти як розподілений вузол керування рухом.

Наприклад, контролер може надсилати команди для:

• Цільова швидкість

• Цільова позиція

• Напрямок

• Прискорення

• Уповільнення

Потім модуль двигуна може виконувати команду, постійно контролюючи власний зворотний зв’язок і умови захисту.

Такий розподіл обов’язків може зробити загальну архітектуру управління чистішою.

13. Функції захисту підвищують надійність системи

Мобільні роботи працюють у середовищах, де можуть виникнути несподівані умови.

Привідний двигун може зіткнутися з:

• Раптові зміни корисного навантаження

• Блокування коліс

• Надмірне прискорення

• Висока температура навколишнього середовища

• Низька напруга акумулятора

• Механічна стійкість

• Перебої в спілкуванні

Інтегровані функції захисту можуть контролювати умови роботи та реагувати на ненормальні стани.

Залежно від архітектури двигуна доступні функції можуть включати:

• Захист від перевантаження по струму

• Захист від перенапруги

• Захист від зниження напруги

• Захист від перегріву

• Виявлення несправності кодера

• Виявлення несправності зв'язку

• Захист стійла

Точні функції завжди слід перевіряти за технічною документацією виробника.

14. Індивідуалізація OEM важлива для дизайну компактних роботів

Не кожен AMR може використовувати стандартний двигун каталогу.

Компактні конструкції шасі часто вимагають спеціальних механічних і електричних інтерфейсів.

Налаштування OEM може включати:

• Розмір колеса

• Монтажні отвори

• Розміри двигуна

• Передаточне число

• Довжина кабелю

• Тип роз'єму

• Розташування роз’єму

• Роздільна здатність кодера

• Протокол зв'язку

• Конфігурація гальм

• Номінальна напруга

• Моментні характеристики

Це особливо важливо, коли двигун вбудовано безпосередньо в конструкцію колеса.

Невелика зміна монтажних розмірів може вплинути на шасі, підвіску, положення коліс і загальну геометрію робота.

Тому робота з виробником, який підтримує механічні та електричні налаштування, може спростити процес розробки.

Як оцінити інтегрований безщітковий серводвигун втулки

При порівнянні Серводвигуни втулки для компактних AGV і AMR , ми повинні дивитися за межі номінальної потужності двигуна.

Практична оцінка повинна включати:

Коли інтегрований серводвигун концентратора є практичним вибором?

Інтегрований безщітковий серводвигун втулки може бути особливо придатним, коли робот потребує:

Компактна трансмісія:

Двигун і функції керування повинні займати мінімум місця.

Замкнуте управління колесом:

Роботу потрібна точна швидкість і синхронізація коліс.

Розподілений контроль руху:

Кілька приводних модулів потребують зв’язку з центральним контролером.

Спрощена проводка:

Команда проектувальників хоче зменшити кількість кабелів зовнішнього двигуна та кодера.

Низькопрофільна упаковка:

Робот повинен працювати під стелажами або іншими конструкціями.

Гнучкість OEM:

Трансмісія потребує індивідуальних механічних або електричних інтерфейсів.

Робота від акумулятора:

Двигун повинен ефективно працювати в рамках визначеної архітектури напруги постійного струму.

Остаточні міркування для розробників Compact AGV і AMR

Цінність інтегрованого безщіткового серводвигуна втулки полягає в більшому, ніж простому зменшенні двигуна.

Справжньою перевагою є інтеграція.

Об’єднавши двигун, колесо, зворотний зв’язок, електроніку приводу, зв’язок і додаткові функції в компактному модулі, ми можемо підійти до трансмісії як до повного блоку керування рухом, а не до набору окремих компонентів.

Для надкомпактних AGV і AMR це може спростити механічне пакування, зменшити складність проводки, підтримувати розподілене керування та створити додаткову свободу дизайну для батарей, датчиків, відсіків корисного вантажу та інших функцій робота.

Правильний вибір залежить від фактичного застосування. Вага транспортного засобу, корисне навантаження, діаметр колеса, крутний момент, швидкість, прискорення, напруга батареї, зворотний зв’язок кодера, теплові характеристики, протокол зв’язку, рейтинг IP та механічні розміри – все це слід оцінити до того, як двигун буде остаточно сконструйований.

Тому для розробки мобільних роботів OEM найкорисніший серводвигун концентратора не обов’язково є найменшою чи найпотужнішою моделлю. Це модель, повні механічні, електричні та контрольні характеристики якої відповідають реальним робочим вимогам робота.

Перший фактор вибору: вага робота та корисне навантаження

Перш ніж вибрати серводвигун втулки, ми повинні розрахувати фактичне навантаження на колесо.

Вага системи - це не тільки шасі.

Ми повинні враховувати:

Загальна рухома маса = шасі робота + акумулятор + електроніка + корисне навантаження + механічні аксесуари

Робот, призначений для транспортування корисного вантажу вагою 100 кг, може потребувати кардинально відмінної трансмісії від 30-кілограмового інспекційного робота.

Також слід враховувати динамічне навантаження.

Рух, зупинка, поворот, підйом по пандусам, перетин щілин у підлозі та прискорення із завантаженою платформою можуть тимчасово збільшити необхідний крутний момент коліс.

З цієї причини вибір двигуна на основі постійної ваги автомобіля може призвести до недостатньої продуктивності.

Більш корисним підходом є оцінка обох:

• Постійний крутний момент

• Піковий крутний момент

Безперервний крутний момент визначає, чи зможе двигун надійно працювати під час звичайного руху.

Піковий крутний момент визначає, чи здатний робот справлятися з прискоренням, стартом, перехідними навантаженнями та іншими складними умовами роботи.

Розрахуйте крутний момент колеса перед вибором двигуна

Крутний момент коліс є однією з найважливіших характеристик трансмісії AGV або AMR.

Спрощений розрахунок тяги можна почати з:

F = ma + Frolling + Fgrade + Facceleration

Де:

• F – необхідна сила тяги

• m – загальна маса автомобіля

• а — прискорення

• Фролінг — опір коченню

• Fgrade — сила, викликана нахилом

Тоді крутний момент колеса можна оцінити за допомогою:

T = F × r

Де:

• Т - крутний момент колеса

• F - необхідна сила тяги

• r - ефективний радіус колеса

Цей розрахунок слід поєднати з кількістю ведених коліс і фактичним розподілом навантаження.

Ми також повинні включити інженерний запас, а не розраховувати двигун точно відповідно до теоретичних вимог.

Двигун, який безперервно працює на максимально доступному крутному моменті, залишає мало місця для зміни умов підлоги, зміни корисного навантаження, зниження напруги батареї, зміни температури або механічного тертя.

Діаметр колеса має великий вплив на вибір двигуна

Діаметр коліс часто не враховується під час раннього проектування трансмісії.

Більше колесо може покращити здатність робота проходити через невеликі нерівності підлоги, але це також збільшує вимоги до крутного моменту для даної тягової сили.

Менше колесо може зменшити необхідний крутний момент коліс і підтримувати меншу висоту шасі, але воно може мати обмеження під час перетину порогів, проміжків, нерівної підлоги або пандусів.

Тому для надкомпактних AMR діаметр коліс є компромісом між:

• Висота шасі

• Дорожній просвіт

• Необхідний крутний момент

• Максимальна швидкість

• Здатність долати перешкоди

• Механічна упаковка

• Довговічність коліс

Двигун втулки слід вибирати разом із колесом, а не розглядати колесо як незалежний компонент.

Виберіть правильну номінальну та максимальну швидкість

Вимоги до швидкості робота значно відрізняються залежно від програми.

Складському транспортному роботу може знадобитися відносно висока швидкість руху, тоді як лікарняному роботу може бути пріоритетом плавна низька швидкість.

Ультракомпактний AMR також може витрачати багато часу на роботу на низькій швидкості.

Таким чином, ми повинні вивчати повний робочий діапазон, а не дивитися лише на максимальні оберти.

Серед важливих питань:

• Яка необхідна максимальна швидкість автомобіля?

• Яка нормальна робоча швидкість?

• Наскільки плавно повинен рухатися робот на дуже малій швидкості?

• Як часто робот прискорюється та сповільнюється?

• Чи потрібна робота двигуна на високій швидкості протягом тривалого часу?

• Чи вимагає колесо зниження передачі?

Гарне інтегроване сервопривод має забезпечувати стабільне регулювання швидкості в практичному робочому діапазоні робота.

Зворотній зв’язок із замкнутим контуром є важливим для точного руху AMR

Безщітковий двигун сам по собі не забезпечує того рівня контролю руху, якого потребують багато автономних мобільних роботів.

Для точного контролю швидкості та положення важливий зворотний зв’язок.

Інтегрований серводвигун концентратора може використовувати кодер для надання інформації про ротор або колесо контролеру в реальному часі.

Це дозволяє виконувати такі функції, як:

• Регулювання швидкості по замкнутому контуру

• Відгук про позицію

• Точна синхронізація коліс

• Контрольоване прискорення

• Контроль уповільнення

• Виявлення зриву

• Моніторинг помилок

• Координація диференціального приводу

Для двоколісного диференціального приводу AMR точний зворотний зв’язок від обох коліс особливо важливий.

Якщо ліве та праве колесо не зберігають задане співвідношення, під час прямолінійного руху робот може відчувати відхилення від курсу.

Це може вплинути на точність навігації, стикування, позиціонування та повторне виконання шляху.

Протокол зв'язку має значення в багатоколісних AMR

Багатоколісний AMR (автономний мобільний робот) — це не просто транспортний засіб з кількома двигунами. Кожне ведуче колесо має відповідати на команди в потрібний час, повідомляти про свій фактичний робочий стан і координувати роботу з іншими колесами, щоб робот міг плавно прискорюватися, повертати, зупинятися та слідувати запланованою траєкторією.

Це робить комунікаційну мережу важливою частиною трансмісії.

Коли ми вибираємо вбудований безщітковий серводвигун втулки для AMR , тому ми повинні дивитися не тільки на крутний момент, швидкість, діаметр колеса та потужність двигуна. Інтерфейс зв’язку визначає, як двигун отримує команди, повертає зворотній зв’язок, повідомляє про помилки та бере участь у скоординованому русі.

Залежно від архітектури робота, CAN, CANopen, RS485, Modbus RTU та EtherCAT . можна розглядати такі протоколи, як Правильний вибір залежить від кількості приводних осей, вимог до синхронізації, архітектури контролера, довжини кабелю, частоти оновлення, діагностики та загальної складності системи.

Чому спілкування стає важливішим із збільшенням кількості коліс

Двоколісний диференціальний привід AMR вже потребує скоординованого керування.

Якщо робот повинен рухатися прямо, ліве і праве колесо повинні підтримувати відповідне співвідношення швидкості. Під час повороту контролер повинен постійно регулювати швидкість кожного колеса відповідно до бажаної траєкторії.

Чотири- або багатоколісна AMR вводить додаткові зв’язки керування.

Наприклад, робот може використовувати:

• Два незалежних ведучих колеса

• Чотири незалежно керовані ведучі колеса

• Повний диференціальний привід

• Колеса Mecanum

• Омні колеса

• Кілька модулів приводу та рульового керування

У міру збільшення кількості моторних вузлів комунікаційна архітектура стає все більш важливою.

Кожному модулю приводу може знадобитися:

• Швидкість цілі

• Цільова позиція

• Команди прискорення або уповільнення

• Увімкнення/вимкнення команд

• Інформація про напрямок

• Команди режиму керування

У той же час центральний контролер може потребувати отримання:

• Фактична швидкість колеса

• Відгук про позицію

• Струм двигуна

• Температура

• Статус несправності

• Статус кодера

• Статус зв'язку

Добре спроектована комунікаційна мережа дозволяє цим обмінам даними відбуватися структурованим і передбачуваним способом.

Комунікація є частиною системи керування рухом

Спокусливо думати про зв’язок як про простий спосіб передачі команд двигуну.

Для AMR це більше, ніж це.

Комунікаційна мережа ефективно з’єднує навігаційну систему високого рівня робота з його системою руху низького рівня.

Архітектура може виглядати так:

Контролер навігації → Контролер руху → Мережа двигунів → Інтегровані серводвигуни концентратора

Навігаційна система визначає, куди повинен йти робот.

Контролер руху перетворює ціль на команди колеса.

Потім окремі вбудовані серводвигуни виконують ці команди, повертаючи робочу інформацію в реальному часі.

Такий поділ дозволяє кожному шару виконувати певне завдання.

Протокол зв'язку забезпечує зв'язок між цими рівнями.

CAN і CANopen для розподіленого керування двигуном AMR

CAN (Controller Area Network) широко використовується в розподілених вбудованих системах керування, оскільки він розроблений для зв’язку між кількома електронними вузлами.

AMR може використовувати мережу CAN для підключення кількох вбудованих серводвигунів до центрального контролера.

Спрощена архітектура може виглядати так:

Головний контролер → Шина CAN → Двигун лівого приводу → Двигун правого приводу → Додаткові вузли приводу

Однією з важливих переваг є скорочення кількості проводів «точка-точка».

Замість запуску окремого комунікаційного з’єднання від центрального контролера до кожного двигуна кілька вузлів можуть використовувати спільну архітектуру шини.

CANopen базується на CAN і забезпечує стандартизовану комунікаційну структуру вищого рівня.

Для програм AMR CANopen може надати структуровані механізми для:

• Конфігурація пристрою

• Обмін даними процесу

• Управління параметрами

• Моніторинг стану

• Усунення несправностей

• Управління мережею

Це може зробити CANopen особливо корисним, коли робот містить кілька інтелектуальних сервоузлів.

Чому CANopen може бути корисним для багатоколісних роботів

Розглянемо чотириколісний AMR з чотирма незалежними інтегрованими серводвигунами.

Контролеру може знадобитися керувати:

• Стан увімкнення двигуна

• Швидкість цілі

• Фактична швидкість

• Положення кодера

• поточний

• Температура

• Стан несправності

Використання структурованої комунікаційної архітектури полегшує організацію цих параметрів на кількох вузлах.

Це особливо цінно для виробників оригінального обладнання, які розробляють повторювану платформу роботів.

Після визначення архітектури моторного вузла потенційно можна інтегрувати додаткові модулі приводу, використовуючи ту саму концепцію зв’язку.

RS485 і Modbus RTU

RS485 – це фізичний інтерфейс зв’язку, а не повний прикладний протокол.

Він зазвичай використовується з такими протоколами, як Modbus RTU.

Для деяких компактних AGV і AMR RS485 може бути привабливим, оскільки він простий, економічно ефективний і підходить для відносно великих відстаней зв’язку всередині робота.

Типова архітектура може бути:

Контролер робота → RS485 → Контролер двигуна → Інтегрований серводвигун

За допомогою Modbus RTU контролер може читати та записувати визначені регістри, що містять такі параметри, як:

• Команди швидкості

• Команди розташування

• Робочий стан

• поточний

• Температура

• Коди сигналізації

Зв'язок на основі RS485 може бути практичним для систем, де вимоги до керування рухом є помірними, а архітектура контролера вже підтримує Modbus.

Однак розробникам систем слід ретельно оцінити час зв’язку та навантаження на мережу, коли кілька вузлів двигуна використовують одну шину.

EtherCAT для високоефективного керування рухом

Деякі AMR вимагають більш тісної синхронізації між кількома осями руху.

У цих випадках EtherCAT . можна розглянути

EtherCAT — це промислова комунікаційна технологія на основі Ethernet, призначена для високопродуктивного зв’язку в реальному часі.

Для багатоосьових систем руху він може забезпечити синхронізований зв’язок між центральним контролером і розподіленими сервоузлами.

Це може бути корисно, коли AMR вимагає:

• Точна синхронізація кількох коліс

• Швидке оновлення команд

• Високочастотний зворотний зв'язок

• Узгоджений рух

• Більш просунутий розподілений контроль

Наприклад, чотириколісному роботу з незалежними приводними двигунами можуть знадобитися всі чотири колеса, щоб узгоджено реагувати під час прискорення та повороту.

Архітектура зв’язку стає особливо важливою, коли контролер руху робота вимагає частих оновлень і точної синхронізації.

CAN проти CANopen проти RS485 проти EtherCAT

Ці технології не слід розглядати як взаємозамінні специфікації.

Вони працюють на різних рівнях і надають різні можливості.

Правильний вибір залежить від повної архітектури керування, а не від того, який протокол здається технічно досконалішим.

Для невеликого внутрішнього AMR може не знадобитися така ж архітектура зв’язку, як для високошвидкісного промислового мобільного робота з декількома синхронізованими осями.

Швидкість оновлення зв’язку має значення

Одним з важливих моментів є те, як часто контролер повинен обмінюватися даними з кожним двигуном.

Припустимо, що робот має чотири незалежних приводних двигуна.

Контролеру може знадобитися постійно надсилати команди та отримувати зворотний зв’язок від усіх чотирьох двигунів.

Необхідна продуктивність зв'язку залежить від:

• Кількість вузлів

• Кількість байтів даних

• Частота команд

• Частота зворотного зв'язку

• Накладні витрати на мережу

• Потрібна синхронізація

• Швидкість обробки контролера

Якщо мережа не може доставити інформацію досить швидко, система керування двигуном може не реагувати належним чином.

Це особливо важливо для застосувань, пов’язаних зі швидким прискоренням, високошвидкісним пересуванням або точним відстеженням траєкторії.

Синхронізація коліс залежить не тільки від двигуна

Хороша синхронізація коліс вимагає взаємодії між кількома компонентами системи.

До них належать:

Обладнання двигуна

Двигун повинен забезпечувати достатній крутний момент і швидкість.

Кодувальник

Кодер повинен забезпечувати корисний зворотний зв'язок.

Сервоконтролер

Контролер повинен точно регулювати поведінку двигуна.

Мережа зв'язку

Необхідно надійно обмінюватися командами та відгуками.

Алгоритм керування рухом

Центральний контролер повинен обчислювати відповідні команди коліс.

Механічна система

Діаметр коліс, тертя, розподіл навантаження та допуски трансмісії також впливають на фактичний рух.

Тому вибір протоколу швидкого зв’язку сам по собі не гарантує точного руху AMR.

Весь ланцюжок керування рухом має працювати разом.

Затримка зв’язку може вплинути на поведінку робота

Затримка є ще одним важливим фактором.

Якщо робот надсилає команду колеса та отримує відповідний зворотний зв’язок із значною затримкою, контролер руху ефективно працює зі старою інформацією.

Для деяких застосувань це може мати невеликий практичний вплив.

Однак для високопродуктивного керування траєкторією затримка зв’язку може стати більш важливою.

Потенційні ефекти включають:

• Менш чутлива корекція швидкості

• Знижена точність синхронізації

• Відкладене повідомлення про несправності

• Менш точне відстеження траєкторії

Ось чому продуктивність зв’язку слід оцінювати разом із контуром керування двигуном.

Виявлення несправностей є важливою функцією зв'язку

Надійна трансмісія AMR має знати, коли щось не так.

Інтелектуальний вбудований серводвигун потенційно може повідомляти про такі умови, як:

• Перевищення струму

• Перегрівання

• Помилка кодувальника

• Перенапруга

• Знижена напруга

• Мотор глухне

• Втрата зв'язку

• Несправність контролера

Тоді центральний контролер може вжити відповідних дій відповідно до конструкції системи робота.

Наприклад, якщо один приводний двигун повідомляє про критичну несправність, роботу, можливо, доведеться зупинити, а не продовжувати працювати з незбалансованим крутним моментом колеса.

Таким чином, протокол зв’язку стає частиною діагностичної архітектури робота.

Моніторинг серцебиття та вузлів

У системі з кількома двигунами контролер повинен знати, чи кожен вузол двигуна продовжує спілкуватися.

Механізми керування мережею можуть допомогти виявити збої зв’язку.

Наприклад, контролер може контролювати, чи двигун продовжує реагувати протягом очікуваного інтервалу часу.

Якщо вузол двигуна перестає спілкуватися, система може визначити ненормальний стан і виконати попередньо визначену відповідь.

Це особливо важливо для автономних машин, оскільки оператор може не постійно контролювати трансмісії.

Конструкція кабелю зв'язку все ще має значення

Хороший протокол не може компенсувати погане фізичне встановлення.

Комунікаційна проводка AMR може мати такі проблеми:

• Безперервна вібрація

• Повторний рух

• Електромагнітні перешкоди

• Механічне згинання

• Тісний простір для установки

• Напруга з'єднувача

Таким чином, кабель, роз’єм, екранування, заземлення та маршрутизація повинні бути розроблені для мобільного середовища.

Для інтегрованих серводвигунів концентратора положення роз’єму є особливо важливим.

Технічно відповідний роз’єм все ще може стати механічною проблемою, якщо він заважає колесу, шасі, підвісці або рухомим компонентам.

Це одна з причин, чому налаштування OEM кабелів і роз’ємів може бути цінним для виробників компактних AMR.

Комунікаційна архітектура для чотириколісного AMR

Розглянемо чотириколісний AMR з чотирма незалежно керованими вбудованими серводвигунами втулки.

Можлива архітектура:

Центральний контролер руху

↓

CANopen / EtherCAT / Інші промислові мережі

↓

Передній лівий серводвигун

Передній правий серводвигун

Задній лівий серводвигун

Задній правий серводвигун

Кожен двигун може отримувати власну команду швидкості або положення, повертаючи зворотний зв’язок до контролера.

Потім контролер може координувати всі чотири колеса відповідно до моделі руху робота.

Для системи диференціального приводу ліва і права сторони можуть отримувати різні цільові швидкості.

Для всенаправленої платформи кожне колесо може отримувати різну команду швидкості на основі бажаного поступального та обертального руху.

Саме тут комунікація безпосередньо пов’язана з поведінкою автомобіля.

Як вибрати правильний протокол зв'язку

Ми можемо використати кілька практичних питань при виборі протоколу для AMR.

1. Скільки потрібно моторних вузлів?

Двоколісний робот має інші вимоги до мережі, ніж шестиколісна платформа.

2. Як часто потрібно оновлювати команди?

Вищі частоти оновлення зазвичай висувають більші вимоги до продуктивності мережі.

3. Наскільки важливою є синхронізація?

Якщо декільком колесам потрібен добре скоординований рух, можливості синхронізації стають більш важливими.

4. Що підтримує головний контролер?

Протокол двигуна має бути сумісним із існуючою архітектурою контролера робота.

5. Яка діагностична інформація потрібна?

Якщо роботові потрібна детальна інформація про стан двигуна та несправності в режимі реального часу, комунікаційна архітектура має підтримувати цю вимогу.

6. Який обсяг розробки програмного забезпечення прийнятний?

Стандартизований протокол може зменшити зусилля, необхідні для створення комунікаційних і діагностичних функцій.

7. Які фізичні вимоги до електропроводки?

Довжина кабелю, конструкція роз’єму, екранування, прокладка та механічний рух мають значення.

Що повинні запитати покупці OEM у виробника інтегрованого серводвигуна?

Перш ніж вибрати інтегрований безщітковий серводвигун втулки, ми рекомендуємо підтвердити:

• Які протоколи зв'язку підтримуються?

• Інтерфейс CAN чи CANopen?

• Які об’єкти CANopen доступні?

• Які швидкості передачі даних підтримуються?

• Які комунікаційні функції EtherCAT доступні?

• Чи підтримується синхронізований рух?

• Які параметри зворотного зв'язку можна зчитувати?

• Як повідомляється про несправності двигуна?

• Що відбувається після втрати зв'язку?

• Чи можна налаштувати ідентифікатори вузлів?

• Чи можна налаштувати параметри зв'язку?

• Чи можна налаштувати кабелі та роз’єми?

• Чи доступний посібник із протоколу зв’язку?

• Чи доступний зразок двигуна для тестування інтеграції контролера?

Ці запитання можуть виявити важливі деталі інтеграції до того, як трансмісія перейде на стадію прототипу.

Чому спілкування слід враховувати під час вибору мотора

Спілкування не слід розглядати як запізнілу думку.

Електричні та механічні характеристики двигуна можуть бути відмінними, але інтеграція може стати важкою, якщо архітектура зв’язку не відповідає контролеру робота.

З цієї причини ми рекомендуємо оцінювати наступне як один пакет:

Двигун + кодер + сервоконтролер + протокол зв'язку + дані зворотного зв'язку + механічний інтерфейс

Цей підхід дає більш чітку картину фактичних зусиль інтеграції.

Остаточний винос

Для багатоколісних AMR протокол зв’язку є фундаментальною частиною архітектури трансмісії.

Оскільки кількість інтегрованих безщіткових серводвигунів втулки зростає, робот потребує надійного методу розподілу команд, збору зворотного зв’язку, синхронізації руху коліс, моніторингу стану двигуна та виявлення несправностей.

CAN/CANopen може забезпечити практичну розподілену архітектуру для багатьох компактних мобільних роботів. RS485 із Modbus RTU може підійти для більш простих додатків із послідовним керуванням, тоді як EtherCAT можна розглянути, коли система вимагає високопродуктивного синхронізованого руху.

Правильний вибір залежить від фактичних вимог робота.

Для виробників OEM AGV і AMR найкращим підходом є вибір протоколу зв’язку разом із двигуном, кодувальником, контролером і архітектурою керування роботом. Коли ці елементи розроблені як одна інтегрована система, координацією кількох коліс стає легше керувати, усувати неполадки та масштабувати різні мобільні платформи роботів.

Напруга акумулятора має відповідати архітектурі робота

Компактні мобільні роботи часто працюють від батарей постійного струму.

Загальні системні архітектури можуть використовувати напругу акумулятора, наприклад:

• 24 В

• 36 В

• 48 В

Правильна напруга залежить від електричної архітектури робота та вимог до живлення.

Вища напруга системи може допомогти зменшити струм для певного рівня потужності, що може вплинути на розмір кабелю, вибір роз’єму, теплові характеристики та втрати розподілу.

Проте фактичний діапазон робочої напруги двигуна має відповідати системі акумулятора, включаючи коливання напруги під час заряджання та розряджання.

Ми не повинні вибирати двигун просто тому, що його номінальна напруга відповідає етикетці акумулятора.

Необхідно перевірити весь діапазон напруги.

Управління температурою має вирішальне значення для компактних двигунів із втулкою

Теплові характеристики можуть стати одним із найскладніших інженерних завдань, коли двигуни встановлені всередині компактного шасі.

Навколо двигуна може бути обмежений потік повітря.

У той же час, AMR може працювати безперервно протягом багатьох годин.

Тепло може надходити від:

• Втрати міді двигуна

• Втрати контролера

• Підшипник тертя

• Втрати коробки передач

• Висока частота прискорення

• Постійно високий крутний момент

• Висока температура навколишнього середовища

• Обмежена тепловіддача

З цієї причини ми повинні оцінити теплові характеристики двигуна за фактичного робочого циклу, а не покладатися лише на короткочасні лабораторні випробування.

Хороший дизайн може включати:

• Контроль температури

• Захист від перегріву

• Обмеження струму

• Теплове зниження

• Відповідний дизайн житла

• Теплопровідність через шасі

Вбудований двигун, який механічно підходить, але не може належним чином розсіювати тепло, не є вдалим рішенням трансмісії.

Захист від проникнення для складських і промислових середовищ

Необхідний рейтинг IP залежить від того, де працюватиме AMR.

Вимоги до чистого критого складу відрізняються від вимог до виробничого приміщення, де можуть бути присутні пил, волога, мастильні матеріали або рідини для чищення.

Для промислових мобільних роботів захист від пилу та води може стати важливою вимогою при купівлі.

Остаточна специфікація повинна враховувати:

• Способи миття підлоги

• Вплив пилу

• Вологість

• Хлюпотіння води

• Забруднення коліс

• Хімічний вплив

• Робоча температура

Вибраний інтегрований серводвигун концентратора повинен мати корпус і конфігурацію роз’єму, що відповідають реальному середовищу, а не просто вибирати високий рейтинг IP без розуміння застосування.

Механічна інтеграція є однією з найбільших переваг

Серводвигун втулки може спростити механічну архітектуру компактного AMR.

Для традиційних систем приводу можуть знадобитися окремі монтажні конструкції для:

• Мотор

• Коробка передач

• Колесо

• Кодувальник

• Гальмо

• Сервопривід

Інтегрована втулка може об’єднати ці функції.

Це може зменшити:

• Місце установки

• Механічні інтерфейси

• Муфти

• Зовнішні кронштейни

• Прокладка кабелю

• Етапи складання

Це також може полегшити стандартизацію трансмісії для різних моделей роботів.

Для OEM-виробників це особливо корисно при розробці кількох платформ AMR на основі спільної архітектури дисків.

Вимоги до гальм слід оцінювати окремо

Не кожен AMR потребує гальма двигуна.

Однак застосування, пов’язане з пандусами, вертикальними навантаженнями, стикувальними механізмами або вимогами, пов’язаними з безпекою, може потребувати такого.

Гальмо може забезпечити утримуючий крутний момент, коли двигун активно не генерує крутний момент.

Оцінюючи варіант гальма, ми повинні вивчити:

• Утримуючий момент

• Гальмівна напруга

• Час спрацьовування гальм

• Споживана потужність

• Робочий цикл

• Механічна інтеграція

• Вимоги до відмовостійкості

Гальмо слід розглядати як частину загальної безпеки та механічної конструкції, а не просто як іншу специфікацію двигуна.

Як вибрати правильний інтегрований безщітковий серводвигун

Вибір правильного інтегрований безщітковий серводвигун хаба є важливим кроком у розробці AGV, AMR, автономного візка чи іншого компактного мобільного робота. Двигун повинен робити більше, ніж обертати колесо. Він повинен забезпечувати достатній крутний момент, підтримувати контрольовану швидкість, ефективно працювати від системи постійного струму, що живиться від батареї, спілкуватися з контролером робота та надійно працювати в компактному механічному просторі.

Для виробників OEM-роботів процес вибору стає ще важливішим, оскільки двигун часто інтегрується безпосередньо в архітектуру шасі. Двигун, який виглядає відповідним на аркуші специфікацій, все одно може створити проблеми з розміром коліс, тепловими характеристиками, проводкою, зв’язком або механічним встановленням.

Тому ми повинні оцінити повну систему серводвигуна втулки , а не вибирати модель на основі лише номінальної потужності.

1. Почніть із загальної ваги робота

Першим кроком є ​​визначення фактичної робочої маси робота.

Ми не повинні розраховувати вимоги до двигуна, використовуючи лише порожнє шасі.

У загальну масу повинні входити:

Маса робота = шасі + акумулятор + електроніка + датчики + механізми + максимальне корисне навантаження

Наприклад, мобільний робот, який важить 40 кг без корисного навантаження, може працювати з 70 кг при повному завантаженні.

Трансмісія має бути розрахована на робочі умови 70 кг, якщо це відповідає запланованому максимальному навантаженню.

Ми також повинні враховувати зміни в розподілі ваги.

Розташування батареї, розташування корисного вантажу, підйомні механізми та розташування коліс можуть змінювати навантаження, що переноситься кожним колесом.

Це особливо важливо для чотириколісних AMR, оскільки навантаження може не розподілятися рівномірно між усіма чотирма приводними модулями.

2. Обчисліть необхідний крутний момент колеса

Крутний момент є однією з найважливіших характеристик при виборі серводвигуна втулки.

Базовий розрахунок тяги можна виразити так:

F = ma + Fᵣ + Fg

Де:

• F = необхідна сила тяги

• m = загальна маса робота

• a = необхідне прискорення

• Fᵣ = опір коченню

• Fg = сила, викликана нахилом

Тоді відповідний крутний момент колеса можна оцінити як:

T = F × r

Де:

• T = крутний момент колеса

• F = необхідна сила тяги

• r = радіус колеса

Це є відправною точкою для вибору двигуна.

У реальних застосуваннях ми також повинні враховувати механічні втрати, стан підлоги, ковзання коліс, зміну корисного навантаження, вимоги до прискорення та відповідний інженерний запас.

Постійний крутний момент проти пікового крутного моменту

Ця відмінність є критичною.

Постійний крутний момент визначає, чи може двигун підтримувати необхідне навантаження під час нормальної роботи.

Піковий крутний момент визначає, чи зможе двигун впоратися з короткочасними подіями, такими як:

• Запуск

• Швидке прискорення

• Підйом по рампі

• Перетин нерівностей підлоги

• Перенесення раптового додаткового навантаження

• Відновлення від тимчасового опору

Двигун із достатнім безперервним крутним моментом, але недостатнім піковим крутним моментом, може працювати нормально, але відчувати труднощі під час прискорення.

Для AMR слід перевірити обидві специфікації.

3. Враховуйте діаметр колеса

Діаметр коліс безпосередньо впливає на трансмісію.

Більше колесо може покращити:

• Дорожній просвіт

• Перетин перешкод

• Продуктивність Floor-gap

• Ходові якості

Однак колесо більшого розміру також змінює співвідношення між крутним моментом колеса та тягою автомобіля.

Менше колесо може допомогти створити шасі з нижчим профілем і зменшити вимоги до крутного моменту, але воно може бути менш придатним для нерівної підлоги або великих перешкод.

Тому для інтегрованого серводвигуна втулки діаметр колеса слід вибирати разом із:

• Вага робота

• Необхідна швидкість

• Необхідний крутний момент

• Дорожній просвіт

• Висота шасі

• Вимоги до перешкод

Колесо - це не просто аксесуар, прикріплений до двигуна. Це частина специфікації трансмісії.

4. Визначте необхідну швидкість автомобіля

Обороти двигуна слід вибирати з бажаної швидкості автомобіля та діаметра коліс.

Спрощене відношення це:

Швидкість автомобіля = окружність колеса × оберти колеса

Наприклад, збільшення діаметра колеса збільшує відстань, пройдену за один оберт.

Однак максимальна швидкість не повинна бути єдиною міркою.

AMR часто витрачають значний час на роботу на відносно низьких швидкостях під час:

• Стиковка

• токарні

• Корекція положення

• Збирання

• Завантаження

• Навігація навколо перешкод

Таким чином, двигун повинен забезпечувати стабільний контроль у фактичному робочому діапазоні робота.

Високі максимальні оберти не означають автоматично кращу продуктивність AMR.

5. Перевірте вимоги до прискорення

Двом роботам з однаковою вагою та максимальною швидкістю можуть знадобитися дуже різні двигуни, якщо їхні вимоги до прискорення відрізняються.

Складський транспортний робот може прискорюватися поступово.

Компактному промисловому AMR може знадобитися швидке прискорення, щоб максимізувати пропускну здатність.

Більше прискорення вимагає більшої сили колеса і, отже, більшого крутного моменту двигуна.

Ми повинні визначити:

• Цільове прискорення

• Максимальне прискорення

• Уповільнення

• Вимоги до аварійної зупинки

• Частота подій прискорення

Піковий крутний момент двигуна слід порівняти з цими вимогами.

6. Ретельно оцініть напругу батареї

Більшість компактних AGV і AMR працюють від систем постійного струму, що живляться від батарей.

Загальні архітектури можуть включати:

• 24 В

• 36 В

• 48 В

Двигун має бути сумісним із фактичним діапазоном напруги акумуляторної системи, а не лише з номінальною напругою.

Наприклад, акумулятор, позначений як система 48 В, відчуватиме зміни напруги під час заряджання та розряджання.

Тому ми повинні перевірити:

• Номінальна напруга

• Мінімальна робоча напруга

• Максимальна робоча напруга

• Піковий струм

• Безперервний струм

• Діапазон напруги контролера

Двигун і вбудований контролер повинні залишатися в межах зазначеного робочого діапазону протягом усього циклу роботи батареї.

7. Виберіть правильний кодер і систему зворотного зв’язку

Інтегрований серводвигун концентратора потребує відповідного зворотного зв’язку для керування замкнутим контуром.

Енкодер надає інформацію про рух двигуна або колеса, дозволяючи контролеру регулювати швидкість і положення.

Вибір кодера може впливати на:

• Регулювання швидкості

• Точність позиції

• Синхронізація коліс

• Низька швидкість роботи

• Виявлення несправностей

• Повторюваність навігації

Для двоколісного диференціального приводу AMR відгук від обох коліс особливо важливий.

Для багатоколісних платформ синхронізований зворотний зв’язок від кількох приводних модулів стає ще важливішим.

Відповідна специфікація кодера залежить від вимог до керування рухом робота, а не від простого вибору найвищої доступної роздільної здатності.

8. Виберіть правильний протокол зв'язку

Двигун має ефективно спілкуватися з контролером робота.

Загальні варіанти включають:

• МОЖЕ

• CANopen

• RS485

• Modbus RTU

• EtherCAT

CANopen може бути корисним для розподілених сервоузлів у багатьох мобільних роботах.

RS485 з Modbus може підійти для більш простих комунікаційних архітектур.

EtherCAT можна розглянути, коли робот потребує високоефективного синхронізованого керування кількома осями.

Правильний протокол має відповідати:

• Кількість двигунів

• Вимоги до зворотного зв'язку

• Швидкість оновлення команд

• Вимоги до синхронізації

• Сумісність контролера

• Архітектура програмного забезпечення

• Діагностичні вимоги

Зв'язок слід враховувати під час вибору двигуна, а не після завершення механічної конструкції.

9. Перевірте теплові характеристики двигуна

Теплові характеристики особливо важливі для компактних двигунів-концентраторів.

AMR може працювати кілька годин без тривалого періоду охолодження.

У той же час двигун може мати обмежений потік повітря, оскільки він встановлений у невеликому шасі.

Тепло може виникати внаслідок:

• Втрати міді

• Втрати контролера

• Втрати коробки передач

• Високий безперервний крутний момент

• Часте прискорення

• Висока температура навколишнього середовища

Тому ми повинні просити специфікації безперервного режиму роботи, а не дивитися лише на максимальну потужність.

До важливих параметрів належать:

• Постійний крутний момент

• Безперервний струм

• Максимальна температура

• Тепловий захист

• Контроль температури

• Рекомендований робочий цикл

Двигун, який забезпечує вражаючий максимальний крутний момент протягом короткого періоду часу, може бути непридатним для тривалої роботи AMR.

10. Враховуйте рейтинг IP

Необхідний рівень захисту залежить від середовища роботи робота.

Чистий критий склад має інші вимоги, ніж заводський цех, де робот може зіткнутися з:

• Пил

• вода

• олія

• Чистячі рідини

• Вологість

• Перепади температури

Під час оцінки захисту навколишнього середовища слід враховувати корпус двигуна, роз’єми, кабелі та колесо в зборі.

Для промислових мобільних роботів відповідний рейтинг IP може допомогти захистити систему приводу від впливу навколишнього середовища.

Фактичний необхідний рейтинг слід визначати на основі умов роботи робота, а не вибирати виключно для маркетингових цілей.

11. Вирішіть, чи потрібне гальмо

Не кожен мобільний робот потребує гальма.

Однак гальмо може бути важливим, коли робот повинен утримувати своє положення за певних умов.

Потенційні програми включають:

• Похилі підлоги

• Підйомні механізми

• Вертикальні навантаження

• Док-станції

• Функції утримання, пов'язані з безпекою

При оцінці гальма ми повинні перевірити:

• Утримуючий момент

• Гальмівна напруга

• Час відгуку

• Споживана потужність

• Механічна інтеграція

• Безвідмовна поведінка

• Робочий цикл

Гальма повинні бути інтегровані в загальну безпеку робота та механічну конструкцію.

12. Перевірте механічні розміри

Компактна розробка AMR часто передбачає дуже жорсткі розмірні обмеження.

Перед вибором двигуна необхідно перевірити:

• Діаметр двигуна

• Довжина двигуна

• Діаметр колеса

• Ширина коліс

• Монтажні отвори

• Монтажна глибина

• Конфігурація валу

• Розташування роз’єму

• Напрямок виходу кабелю

• Загальна вага в зборі

Двигун може мати відмінні електричні характеристики і все одно бути непридатним, якщо його монтажний інтерфейс не підходить до шасі.

Для надкомпактних роботів механічну оболонку слід підтвердити на початку процесу проектування.

13. Враховуйте вагу двигуна

Сам двигун вносить свій внесок у загальну вагу автомобіля.

Це важливо, оскільки додаткова вага трансмісії може зменшити:

• Вантажопідйомність

• Витривалість батареї

• Прискорення

• Енергоефективність

Для мобільних роботів метою є не просто максимальна потужність двигуна.

Ми повинні шукати відповідний баланс між:

Крутний момент + Швидкість + Вага + ККД + Фізичний розмір

Це стає все більш важливим для AMR з живленням від батареї, де кожен кілограм впливає на продуктивність на рівні системи.

14. Оцініть енергоефективність

ККД двигуна впливає на час роботи батареї.

Реальна потреба в енергії залежить не тільки від номінальної ефективності двигуна.

Ми повинні враховувати:

• ККД двигуна

• Ефективність контролера

• Ефективність коробки передач

• Швидкість роботи

• Профіль навантаження

• Частота прискорення

• Регенеративна поведінка

• Споживання в режимі очікування

AMR, який працює безперервно протягом усієї зміни, може значно виграти від ефективної трансмісії.

Тому енергоефективність слід оцінювати за фактичний робочий цикл робота, а не лише за одну робочу точку.

15. Подивіться на повний робочий цикл

Двигун може працювати по-різному за різних навантажень робота.

Наприклад:

Легке навантаження → висока швидкість → короткий розгін → довгий крейсерський період

сильно відрізняється від:

Велике навантаження → часті старти → багаторазове прискорення → часті зупинки

Друге застосування може створити значно вищі вимоги до тепла та пікового струму.

Отже, хороший процес відбору повинен визначати репрезентативний робочий цикл.

Це може включати:

• Час роботи

• Відстань подорожі

• Середня швидкість

• Максимальна швидкість

• Частота прискорення

• Відсоток корисного навантаження

• Робота рампи

• Частота обертання

• Частота зупинки/початку

Ця інформація дозволяє виробнику двигуна точніше оцінити застосування.

16. Враховуйте ковзання коліс і зчеплення

Більший крутний момент двигуна не завжди означає краще.

Якщо наявний крутний момент колеса перевищує тягову здатність колеса та підлоги, колесо може проковзнути.

Ковзання коліс може зменшити:

• Точність позиції

• Точність навігації

• Ресурс шини

• Енергоефективність

Таким чином трансмісія повинна бути узгоджена з реальними умовами тяги.

Мають значення матеріал колеса, поверхня підлоги, розподіл навантаження та контроль крутного моменту.

Серводвигун із точним керуванням крутним моментом і швидкістю може допомогти системі керування рухом ефективніше керувати поведінкою коліс.

17. Оцініть повну функціональність контролера

Інтегрований серводвигун концентратора може містити контролер усередині двигуна.

Треба зрозуміти, що насправді дає вбудований контролер.

Запитання можуть включати:

• Чи підтримує він контроль швидкості?

• Чи підтримує він контроль позиції?

• Чи доступний контроль крутного моменту?

• Чи можна налаштувати параметри прискорення та уповільнення?

• Чи можна регулювати обмеження струму?

• Чи доступні коди несправностей?

• Чи включено моніторинг температури?

• Чи можна налаштувати параметри керування?

Ці деталі можуть значно вплинути на інтеграцію з основним контролером AMR.

18. Розглянемо налаштування OEM

Стандартні продукти можуть прискорити розробку, але виробникам OEM-роботів часто потрібні індивідуальні конфігурації.

Можливі вимоги до налаштування включають:

• Діаметр колеса

• Потужність двигуна

• Передаточне число

• Монтажні розміри

• Розташування роз’єму

• Довжина кабелю

• Кодувальник

• Протокол зв'язку

• Гальмо

• Напруга

• Параметри прошивки

• житло

Для компактних AMR налаштування можуть бути особливо цінними, оскільки механічний простір часто обмежений.

Індивідуальне розташування роз’єму або схема кріплення можуть іноді позбавити від необхідності перепроектувати весь корпус.

19. Випробуйте двигун в умовах реального робота

Специфікації лабораторії важливі, але тестування прототипу залишається важливим.

Повний трансмісія в ідеалі повинна бути перевірена з:

• Фактична маса робота

• Максимальне корисне навантаження

• Справжній акумулятор

• Справжнє колесо

• Справжній контролер

• Передбачувана комунікаційна мережа

• Очікувана поверхня підлоги

Тестування має оцінити:

• Початок виконання

• Прискорення

• Гальмування

• Безперервна робота

• Температура двигуна

• Споживання струму

• Синхронізація коліс

• Стабільність зв'язку

• Усунення несправності

• Витривалість батареї

Це дає набагато кориснішу картину того, як інтегрований серводвигун концентратора буде поводитися в остаточному AMR.

Контрольний список для вибору практичного інтегрованого серводвигуна концентратора

Остаточний винос

Вибір правильного інтегрованого безщіткового серводвигуна втулки вимагає підходу на системному рівні.

Ми повинні почати із загальної маси робота, корисного навантаження, діаметра колеса, швидкості, прискорення та робочого середовища. Звідти ми можемо визначити необхідний безперервний і піковий крутний момент, напругу батареї, зворотний зв’язок кодера, протокол зв’язку, теплові характеристики, рейтинг IP та механічні розміри.

Для компактних AGV і AMR інтеграція забезпечує важливу перевагу, оскільки двигун, контролер, зворотний зв’язок і колесо можуть бути розроблені як один компактний модуль трансмісії.

Тому найкращий двигун – це не обов’язково найпотужніша чи найменша доступна модель. Це той, чиї крутний момент, швидкість, зворотний зв’язок, теплові характеристики, розміри та параметри налаштування відповідають фактичній архітектурі робота.

Для виробників комплектного обладнання рання співпраця з інтегрованим постачальником двигунів також може спростити розробку прототипу, механічну інтеграцію, тестування зв’язку та, зрештою, масове виробництво.

Чому OEM налаштування мають значення для надкомпактних AGV AMR

Для надкомпактних AGV та AMR не завжди достатньо вибрати стандартний двигун із каталогу. Ці автономні мобільні роботи працюють у суворих обмеженнях щодо розміру шасі, положення коліс, ємності акумулятора, корисного навантаження, кліренсу, простору для електропроводки та загальної висоти автомобіля. Привідний двигун, який добре працює в звичайних AGV, все ще може потребувати значних механічних або електричних модифікацій, перш ніж він зможе підійти до компактного мобільного робота.

Саме тут налаштування OEM стає важливим.

У JKONGMOTOR ми підходимо до комплексного розвитку моторики з точки зору цілісної рухової системи. Замість того, щоб розглядати двигун як ізольований компонент, ми обходимо фактичні вимоги AGV або AMR, включаючи розмір колеса, крутний момент, швидкість, напругу, зворотний зв’язок кодера, зв’язок, механічні розміри, кабелі, гальмування та обмеження щодо встановлення.

Для виробників компактних мобільних роботів цей підхід може зробити різницю між простим пошуком двигуна, який працює, і розробкою трансмісії, яка справді оптимізована для робота.

Чому ультракомпактним AGV та AMR потрібні індивідуальні системи приводу

Космос є одним із найбільших викликів для надкомпактного мобільного робота.

У шасі може знадобитися:

• Акумуляторні блоки

• Головний контролер

• ЛіДАР

• Фотоапарати

• Датчики безпеки

• Модулі бездротового зв'язку

• Корисне навантаження

• Зарядні компоненти

• Підйомні механізми

• Контролери двигунів

• Розподіл потужності

• Приводні двигуни і колеса

У той же час робот може залишатися досить низьким, щоб проїхати під стелажами, полицями, візками чи іншим обладнанням.

Звичайна трансмісія може займати цінний внутрішній простір, оскільки двигун, коробку передач, кодер, контролер і електропроводку можна встановити окремо.

Ан інтегрований безщітковий серводвигун концентратора може зменшити цю складність, але навіть інтегрований двигун може вимагати налаштування відповідно до точної архітектури автомобіля.

Ось чому співпраця з OEM стає цінною на етапі проектування.

1. Індивідуальні розміри двигуна для обмеженого простору шасі

Однією з першочергових вимог до надкомпактного проекту AMR зазвичай є механічний простір.

Доступний діапазон двигуна може бути обмежений:

• Ширина шасі

• Висота шасі

• колісна база

• Дорожній просвіт

• Розташування батареї

• Компоненти підвіски

• Вантажний відсік

• Установка датчика

Стандартний двигун може мати правильний крутний момент, але неправильний діаметр або довжину.

Замість того, щоб переробляти весь робот навколо невідповідного двигуна, виробник двигуна OEM може співпрацювати з виробником робота, щоб визначити відповідну механічну конфігурацію.

У JKONGMOTOR можна розглядати налаштування відповідно до фактичних механічних вимог мобільного робота, допомагаючи клієнтам OEM більш природно інтегрувати двигун у шасі.

2. Діаметр колеса та інтеграція втулки

Для серводвигуна втулки колесо тісно пов’язане з конструкцією трансмісії.

Діаметр колеса впливає на:

• Швидкість автомобіля

• Обороти коліс

• Необхідний крутний момент

• Дорожній просвіт

• Здатність долати перешкоди

• Висота робота

Для компактного AMR може знадобитися певний діаметр коліс, оскільки шасі було оптимізовано для певної висоти або колісної бази.

Індивідуалізація OEM може допомогти скоординувати двигун, структуру втулки, розміри коліс і інтерфейс кріплення, а не змушувати виробника робота адаптувати все шасі до стандартного двигуна.

Це особливо важливо для мобільних роботів, у яких положення колеса безпосередньо впливає на навігацію та механічну стабільність.

3. Крутний момент можна порівняти з реальним роботом

Не кожен AGV потребує однакового крутного моменту.

Невеликий лікарняний AMR має зовсім інші вимоги, ніж робот-склад, який перевозить важкий корисний вантаж.

Вимоги до крутного моменту залежать від:

• Загальна маса автомобіля

• Корисне навантаження

• Кількість ведених коліс

• Діаметр колеса

• Прискорення

• Нахил

• Опір коченню

• Умови підлоги

Індивідуальне рішення для двигуна може бути розроблено відповідно до фактичних умов експлуатації.

У JKONGMOTOR цей орієнтований на застосування підхід може допомогти замовникам OEM уникнути вибору двигуна просто тому, що його номінальна потужність виглядає відповідною.

Мета полягає в тому, щоб встановити відповідне співвідношення між безперервним крутним моментом, піковим крутним моментом, швидкістю, діаметром колеса та робочим циклом.

4. Максимальний крутний момент має значення під час прискорення AGV

Надкомпактні AMR часто потребують швидкого та контрольованого прискорення.

Трансмісія може відчувати найвищий крутний момент під час:

• Починаючи з відпочинку

• Швидке прискорення

• Пандуси для підйому

• Поворот під навантаженням

• Подолання опору коченню

• Максимальне корисне навантаження

Це означає, що сама по собі номінальна потужність двигуна не дає достатньо інформації.

Двигун слід оцінювати відповідно до вимог до тривалої та пікової роботи.

Виробник двигуна OEM може допомогти визначити відповідні характеристики крутного моменту та струму відповідно до фактичного застосування, а не просто вибрати найближчу стандартну специфікацію.

5. Індивідуальна напруга для AMR з батарейним живленням

Архітектура батареї є ще одним важливим моментом.

Компактні AGV та AMR зазвичай використовують системи акумуляторів постійного струму з різними платформами, розробленими для різних рівнів напруги.

Двигун і вбудований контролер повинні підтримувати фактичний діапазон робочої напруги, а не лише номінальне значення батареї.

Налаштування OEM може включати:

• Номінальна напруга

• Діапазон робочої напруги

• Обмеження струму

• Струм прискорення

• Регенеративна поведінка

• Захист від низької напруги

У JKONGMOTOR електричні характеристики можна розглядати разом із повною архітектурою живлення мобільного робота.

Це допомагає гарантувати сумісність інтегрованого двигуна з акумулятором і контролером замість того, щоб стати електричним обмеженням пізніше в проекті.

6. Налаштування протоколу зв'язку

Сучасні AMR значною мірою покладаються на зв’язок між центральним контролером та окремими приводними модулями.

Залежно від архітектури робота трансмісія може використовувати:

• МОЖЕ

• CANopen

• RS485

• Modbus RTU

• EtherCAT

• Пульс і напрямок

Двоколісний диференціальний привод AMR може мати відносно прості вимоги до зв’язку.

Чотири- або багатоколісна автономна платформа може вимагати значно більшої координації.

Кожному модулю приводу може знадобитися отримати цільову швидкість або команди положення під час звітування:

• Фактична швидкість

• Положення кодера

• поточний

• Температура

• Статус тривоги

• Статус зв'язку

Налаштування OEM може допомогти узгодити комунікаційний інтерфейс інтегрованого серводвигуна з існуючою архітектурою керування робота.

Це особливо корисно, коли клієнт уже має визначений контролер, програмну платформу або протокол зв’язку.

7. Параметри кодера та зворотного зв'язку

Точний зворотний зв’язок важливий для руху AMR із замкнутим контуром.

Кодер дозволяє інтегрованому сервоконтролеру контролювати рух двигуна та регулювати швидкість колеса.

Для компактних мобільних роботів зворотний зв’язок кодера може впливати на:

• Прямолінійна точність

• Консистенція повороту

• Синхронізація коліс

• Стиковка

• Корекція положення

• Низькошвидкісний контроль

Для різних платформ роботів можуть знадобитися різні характеристики зворотного зв’язку.

Тому OEM-проекти можуть передбачати вибір або конфігурацію кодера відповідно до необхідної роздільної здатності керування та архітектури системи.

8. Індивідуальна довжина кабелю та положення роз’єму

Це маленька деталь, яка може мати великий вплив на інтеграцію компактного робота.

Стандартний кабель двигуна може бути:

• Занадто довго

• Занадто короткий

• Важко прокласти маршрут

• Розташований не тим боком

• Надто близько до рухомого компонента

Надкомпактне шасі залишає дуже мало місця для організації кабелів.

У JKONGMOTOR налаштування OEM можуть стосуватися таких практичних деталей встановлення, як:

• Довжина кабелю

• Тип роз'єму

• Орієнтація роз’єму

• Напрямок виходу кабелю

• Конфігурація електропроводки

Це може зменшити непотрібні кабельні петлі та зробити кінцеву збірку чистішою.

9. Інтеграція гальм для конкретних програм AMR

Не кожному мобільному роботу потрібне гальмо.

Однак для деяких застосувань може знадобитися механічне утримання, коли живлення відключено або коли автомобіль рухається на схилі.

Інтегроване гальмо можна розглядати відповідно до:

• Утримуючий момент

• Гальмівна напруга

• Реакція на гальма

• Споживана потужність

• Робочий цикл

• Вимоги безпеки

Для замовника OEM інтегроване гальмо в агрегат двигуна може спростити трансмісію порівняно з додаванням окремого гальмівного механізму.

Фактичну архітектуру гальмування слід завжди перевіряти на відповідність повній конструкції безпеки робота.

10. Теплова оптимізація для безперервної роботи AMR

Надкомпактне пакування створює ще одну проблему: розсіювання тепла.

Мобільний робот може працювати багато годин, постійно прискорюючись, сповільнюючись, повертаючись і перевозячи корисний вантаж.

Нагрів двигуна може бути викликаний:

• Втрати міді

• Втрати контролера

• Втрати коробки передач

• Високий струм

• Повторне прискорення

• Постійний крутний момент

Двигун, який добре працює під час короткої демонстрації, може не забезпечувати достатніх теплових характеристик під час безперервної роботи.

Тому розробка OEM може розглядати фактичний робочий цикл, а не оцінювати двигун лише за ідеальних умов.

У JKONGMOTOR вимоги до термічного захисту та застосування можна розглядати як частину інтегрованого рішення для двигуна.

11. Налаштування механічного інтерфейсу

Двигун може мати правильний крутний момент і швидкість і все одно бути непридатним, якщо його неможливо встановити ефективно.

Важливі механічні інтерфейси включають:

• Монтажні отвори

• Викрійка болтів

• Розміри осі

• Кріплення коліс

• Розміри корпусу

• Розташування роз’єму

• Вихід кабелю

• Механічний зазор

Спеціальні інтерфейси можуть зменшити потребу в додаткових кронштейнах, адаптерах або механічних модифікаціях.

Для виробника OEM, який готує продукт до масового виробництва, це може спростити збірку та покращити узгодженість виробництва.

12. Налаштування OEM може скоротити час розробки

Головною перевагою безпосередньої роботи з виробником двигунів є можливість обговорити механічні та електричні вимоги до того, як проект робота буде завершено.

Типовий процес розробки OEM може бути таким:

Вимоги до застосування → Вибір двигуна → Механічна конструкція → Прототип → Тестування → Оптимізація → Масове виробництво

На етапі прототипу виробник і постачальник двигуна можуть оцінити:

• Крутний момент

• швидкість

• Прискорення

• Теплова продуктивність

• спілкування

• Шум

• Вібрація

• Тяга коліс

• монтаж

• Безперервна робота

Цей цикл зворотного зв’язку може виявити проблеми ще до того, як конструкція досягне масового виробництва.

13. Інтегрований підхід JKONGMOTOR до руху

JKONGMOTOR зосереджується на інтегрованих рішеннях керування рухом для додатків OEM, включаючи інтегровані сервоприводи та платформи двигунів BLDC, розроблені для промислової автоматизації та мобільної робототехніки.

Для проектів AGV і AMR рішення можна оцінити відповідно до фактичних вимог замовника до трансмісії, а не просто вибирати стандартний двигун із каталогу.

Залежно від проекту налаштування можуть охоплювати такі сфери, як:

• Потужність двигуна

• Номінальна напруга

• Крутний момент

• швидкість

• Інтеграція колеса

• Кодувальник

• Інтерфейс зв'язку

• Коробка передач

• Гальмо

• Монтажна конструкція

• Конфігурація кабелю та роз'єму

• Параметри контролю

Цей підхід особливо актуальний для надкомпактних AGV і AMR , де механічний простір і електрична інтеграція часто тісно пов’язані.

14. Від прототипу до серійного виробництва

Для клієнтів OEM вибір двигуна – це лише початок.

Повний процес розробки може включати:

Аналіз програми

Спочатку ми визначаємо загальну масу робота, корисне навантаження, швидкість, прискорення, діаметр колеса, напругу батареї, робочий цикл і умови навколишнього середовища.

Конфігурація двигуна

Двигун, кодер, коробка передач, колесо, комунікаційний інтерфейс та інші функції підбираються відповідно до застосування.

Розробка прототипу

Налаштований двигун інтегрований у фактичне шасі робота.

Тестування продуктивності

Повна трансмісія випробовується в реальних умовах корисного навантаження та експлуатації.

Оптимізація

Механічні, електричні, термічні та контрольні параметри можна регулювати на основі результатів тестування.

Масове виробництво

Після перевірки конструкції конфігурація двигуна може бути стандартизована для виробництва.

Цей процес допомагає подолати розрив між лабораторним прототипом і трансмісією AMR, готовою до виробництва.

15. Чому налаштування є особливо цінним для надкомпактних AMR

Чим меншим стає робот, тим менший допуск до невідповідності компонентів.

Великий AGV може мати достатньо внутрішнього простору для розміщення зовнішнього контролера, додаткових кронштейнів і додаткової проводки.

Надкомпактний AMR не може.

Це означає, що персоналізація може забезпечити цінність у кількох сферах одночасно:

Механічна інтеграція: двигун підходить до шасі замість того, щоб змушувати шасі вміщувати двигун.

Електрична інтеграція: характеристики напруги, струму, кодера та зв’язку відповідають архітектурі робота.

Інтеграція керування: Серводвигун взаємодіє з існуючим контролером руху.

Теплова інтеграція: Двигун оцінюється відповідно до фактичного робочого циклу.

Виробнича інтеграція: остаточну конфігурацію можна стандартизувати для повторюваної збірки.

Практичний контрольний список персоналізації OEM

Перед початком проекту інтегрованого серводвигуна концентратора ми рекомендуємо підготувати таку інформацію:

Раннє надання цієї інформації дозволяє постачальнику двигуна точніше оцінити застосування.

Висновок

Для надкомпактних AGV та AMR налаштування OEM не просто роблять двигун відмінним від стандартного продукту . Йдеться про те, щоб трансмісія відповідала реальному роботу.

Правильний інтегрований безщітковий серводвигун має відповідати доступному простору, забезпечувати необхідний крутний момент і швидкість, спілкуватися з контролером робота, забезпечувати відповідний зворотний зв’язок, працювати в межах діапазону напруги батареї, керувати нагріванням під час безперервної роботи та чітко інтегруватися з колесом і шасі.

Завдяки JKONGMOTOR клієнти OEM можуть підійти до цих вимог як до повного інтегрованого проекту руху, від початкового аналізу застосування та налаштування двигуна до тестування прототипу, оптимізації та виробництва.

Для виробників мобільних роботів, які розробляють все більш компактні AGV та AMR, цей підхід, орієнтований на застосування, може забезпечити більшу гнучкість, ніж покладатися виключно на стандартні двигуни з каталогу. Чим ближче двигун підібраний до робота, тим легше стає оптимізувати весь транспортний засіб за розміром, корисним навантаженням, ефективністю, надійністю та продуктивністю.

Що ми повинні запитати у виробника інтегрованого серводвигуна концентратора?

Перед покупкою ми повинні отримати чітку технічну інформацію, а не оцінювати продукт лише за маркетинговим описом.

Серед важливих питань:

1. Які номінальні та максимальні значення крутного моменту?

2. Що таке безперервна робоча швидкість?

3. Які діаметри коліс є?

4. Які діапазони напруги акумулятора підтримуються?

5. Які варіанти кодера доступні?

6. Які протоколи зв'язку підтримуються?

7. Є гальмо?

8. Який клас захисту двигуна?

9. Що таке безперервний тепловий рейтинг?

10. Яка можливість перевантаження доступна?

11. Які монтажні розміри?

12. Чи можна налаштувати роз'єм і конфігурацію кабелю?

13. Чи можна налаштувати параметри прошивки?

14. Яке тестування проводиться перед відправкою?

15. Чи може виробник забезпечити інженерну підтримку під час розробки прототипу?

Ці запитання допомагають нам оцінити двигун як частину повної трансмісії AMR, а не як ізольований двигун.

Інтегрований серводвигун концентратора проти традиційної архітектури зовнішнього приводу

Вибір між інтегрованою та традиційною архітектурою залежить від робота.

Звичайна система може запропонувати гнучкість, коли в шафі достатньо місця та коли розробник хоче фізично розділити двигун і електроніку приводу.

Інтегрована сервоприводна архітектура концентратора стає особливо привабливою, коли робот визначає пріоритети:

• Компактні розміри

• Зменшена проводка

• Менша складність монтажу

• Модульна конструкція трансмісії

• Розподілене управління двигуном

• Спрощена збірка

• Компактна упаковка

Правильний вибір залежить від повної архітектури системи.

Однак для надкомпактних роботів потенціал економії простору завдяки інтеграції може бути особливо цінним.

Остаточний контрольний список для вибору Надкомпактний серводвигун AMR Hub

Перш ніж підтвердити двигун, ми повинні перевірити наступне:

Висновок

Вибір інтегрованого серводвигуна безщіткової втулки для надкомпактного AGV або AMR вимагає не лише відповідності номінальної потужності двигуна роботі.

Нам потрібно оцінити всю систему руху.

Крутний момент, швидкість, діаметр колеса, корисне навантаження, прискорення, напруга батареї, зворотний зв’язок кодера, протокол зв’язку, теплові характеристики, рівень захисту, механічні розміри та вимоги до гальмування – усе це впливає на те, чи трансмісія працюватиме надійно в польових умовах.

Для компактних автономних мобільних роботів інтеграція може забезпечити практичний спосіб зменшити об’єм трансмісії, спростити електропроводку та створити чистішу механічну архітектуру. У поєднанні із зворотним зв’язком із замкнутим контуром, відповідним зв’язком, тепловим захистом і налаштуваннями OEM інтегрований безщітковий серводвигун концентратора може стати високо адаптованим приводним модулем для мобільної робототехніки з обмеженим простором.

Найнадійніший процес вибору починається з фактичних робочих вимог робота та повертається до специфікації двигуна. Розраховуючи вимоги до крутного моменту та швидкості, перевіряючи повну електричну та термічну оболонку, перевіряючи механічну інтеграцію та випробовуючи трансмісію в умовах реального корисного навантаження, ми можемо зменшити ризик перепроектування та створити більш надійну платформу AMR.

Для виробників OEM AGV і AMR двигун слід оцінювати не просто як компонент, а як повне рішення для керування рухом, розроблене відповідно до механічних, електричних і експлуатаційних вимог робота..

поширені запитання

1. Чому для надкомпактних AGV і AMR важлива індивідуальна настройка OEM?

Налаштування OEM дозволяє двигуну та системі приводу відповідати доступному простору, корисному навантаженню, розміру коліс, напрузі, крутному моменту, протоколу зв’язку та механічному інтерфейсу робота. Для надкомпактних AGV і AMR ці фактори часто жорстко обмежені, тому стандартний двигун може не відповідати архітектурі транспортного засобу без механічних або електричних компромісів.

2. Що можна налаштувати у вбудованому безщітковому серводвигуні?

Залежно від застосування, налаштування можуть включати розміри двигуна, діаметр колеса, номінальний і максимальний крутний момент, робочу напругу, діапазон швидкості, конфігурацію кодера, інтерфейс зв’язку, гальмо, довжину кабелю, тип роз’єму, монтажну конструкцію, рівень захисту та тепловий захист. Ці опції дозволяють адаптувати двигун до фактичної трансмісії AGV або AMR.

3. Як налаштований двигун втулки допомагає заощадити місце в AMR?

Інтегрований безщітковий серводвигун втулки поєднує двигун, компоненти зворотного зв’язку та електроніку приводу в компактну трансмісію. Налаштування OEM може додатково оптимізувати корпус двигуна, інтерфейс колеса, положення роз’єму та монтажні розміри. Це може зменшити зовнішні компоненти, проводку, кронштейни та простір у шафі всередині компактного мобільного робота.

4. Чи можна налаштувати вбудований серводвигун для різних розмірів коліс AGV?

так Інтегрований серводвигун втулки може бути розроблений або налаштований навколо різних діаметрів коліс і механічних інтерфейсів. Розмір коліс впливає на необхідний крутний момент, швидкість автомобіля, прискорення, дорожній просвіт і комплектацію, тому комбінацію двигуна та колеса слід вибирати відповідно до повних вимог трансмісії.

5. Чи можуть вбудовані серводвигуни OEM підтримувати CANopen або EtherCAT?

так Залежно від платформи двигуна та архітектури керування інтегровані серводвигуни можуть бути налаштовані за допомогою комунікаційних інтерфейсів, таких як CANopen, EtherCAT, RS485 або інших промислових комунікаційних рішень. Відповідний інтерфейс залежить від контролера AGV або AMR, необхідної синхронізації, діагностики та архітектури системи.

6. Чому терморегуляція важлива для компактних двигунів AGV?

Надкомпактні двигуни мають обмежений фізичний простір для розсіювання тепла. Постійне прискорення, підйом, робота з високим корисним навантаженням, а також повторювані пуски та зупинки можуть підвищити температуру двигуна. Теплове налаштування може включати конструкцію двигуна, налаштування захисту, оптимізацію корпусу та робочі параметри, щоб допомогти підтримувати надійну роботу за вказаного робочого циклу.

7. Чи можна налаштувати кодер і систему зворотного зв'язку?

так Вибір кодера можна узгодити з вимогами до позиціонування, контролю швидкості, синхронізації та зворотного зв’язку. Залежно від програми клієнти можуть вказати тип кодера, роздільну здатність, інтерфейс зворотного зв’язку та інші характеристики зворотного зв’язку, необхідні системі керування рухом.

8. Які механічні інтерфейси можна налаштувати для двигунів AGV і AMR?

Індивідуалізація може охоплювати монтажні розміри, конструкції валу або втулки, інтерфейси фланців, шаблони болтів, кріплення коліс, виходи кабелів, положення роз’ємів і загальні розміри двигуна. Механічне налаштування особливо корисно, коли двигун повинен підходити до наявного шасі AGV або нової компактної трансмісії.

9. Що повинен надати виробник AGV, коли запитує OEM двигун?

Запит OEM зазвичай повинен включати вагу транспортного засобу, максимальне корисне навантаження, діаметр коліс, цільову швидкість, прискорення, здатність до нахилу, напругу батареї, робочий цикл, необхідний крутний момент, доступний простір для встановлення, протокол зв’язку, вимоги до кодера, вимоги до гальм і умови навколишнього середовища. Надання цих параметрів допомагає виробнику двигуна ефективніше вибрати або розробити відповідну трансмісію.

10. Чи може JKONGMOTOR надати індивідуальні інтегровані серводвигуни для AGV та AMR?

так JKONGMOTOR надає інтегровані рішення для керування рухом, які можна налаштувати для програм AGV та AMR. Залежно від проекту налаштування можуть охоплювати продуктивність двигуна, механічні розміри, інтеграцію коліс, кодер, зв’язок, кабелі та роз’єми, гальмування, тепловий захист та інші вимоги до трансмісії. Типовий процес OEM може включати технічну оцінку, проектування двигуна, розробку прототипу, тестування та серійне виробництво.