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在《AGV小车的摩擦力分析③》一文中,当万向轮跟随车体侧移(走折线)拐弯时,因为万向轮存在偏心距,当AGV小车在入弯以及拐弯过程中,或当AGV小车原地横移或者原地旋转时,万向轮的合力为:Fh=Fr*cosa+Fs*sina
查下表可知,当a=0时对应AGV小车走直线,此时Fh=Fr*cosa,即万向轮的阻力为滚动摩擦阻力;当a=90时对应AGV小车原地横移或者原地旋转,此时Fh=Fs*sina,即万向轮的阻力为滑动摩擦阻力。
现将公式Fh=Fr*cosa+Fs*sina用图形表示出来,更加方便我们进行直观的理解,如下图所示(x为滑动摩擦系数与滚动摩擦系数的倍数):
从上图我们可以直观地看到万向轮的阻力从滚动摩擦阻力到滑动摩擦阻力之间的变化曲线,万向轮与运行方向偏差角度越大,所受的侧向力越大,阻力越大;万向轮的偏心距越大,侧向阻力越大,具体请参考《AGV小车的摩擦力分析③》。
到目前为止,我们知道了AGV小车的牵引力包含了直线运行时的驱动轮静摩擦力,定向辅助轮的滚动摩擦力,车辆起动时的加速度力,万向辅助轮在侧移、横移或者原地旋转时万向轮的混合摩擦力:
驱动轮静摩擦力:Fs=μs*N
定向辅助轮滚动摩擦力:Fr=μr*N
加速度阻力:Fa=m*a
万向轮混合摩擦力:Fh=Fr*cosa+Fs*sina
其中驱动轮静摩擦阻力是AGV车辆的动力来源,是一直存在的力;为了减小驱动轮负荷而增加的定向辅助轮的滚动摩擦力;加速度阻力是在起动加速时需要的力;为了减小驱动轮负荷而增加的万向轮混合摩擦力也是一直存在的力,其中直线运行时阻力最小,拐弯时随着拐弯的角速度增大而增大,该值是一个适时变化值,横移或者原地旋转时,在起动瞬间的阻力达到最大,为滑动摩擦力。上述几种状态中,AGV小车的直线或侧移/拐弯是持续运行的常态,加减速以及横移、原地旋转是单次的短时状态,所以AGV小车驱动系统的额定值应满足前者,峰值应满足后者,只有两者同时满足,AGV小车的所有运行状态才能够被满足。
总结:
AGV小车的运行必须适应运行环境、运行轨迹、工作节拍、以及现场其他特殊情况和要求,但AGV的运行系统的牵引力不止目前所提到的这些需要克服的阻力。如AGV小车需要上下坡道,需要越过台阶或者坑道等障碍,AGV小车牵引力分析的系列文章,我们将接着进行分析讨论。
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