Estudio del rendimiento de conducción de un AGV de una sola rueda: estructura, estabilidad de frenado y comparación del sistema de conducción

1. Estructura y características del AGV de una sola rueda

Con el auge de la fabricación inteligente y la automatización logística, los vehículos de guiado automático (AGV) se han convertido en equipos esenciales para la manipulación moderna de materiales. Entre ellos, el AGV de una sola rueda destaca por su diseño de volante de dirección y tracción integrado, que permite la propulsión y la dirección mediante una sola rueda motorizada, asistida por ruedas pasivas.

Las principales ventajas incluyen:

• Mecánica simplificada : Los sistemas de dirección y tracción están combinados, reduciendo la complejidad mecánica y el esfuerzo de mantenimiento.

• Maniobrabilidad flexible : capaz de realizar giros cerrados e incluso rotaciones de radio cero, ideal para diseños de fábrica complejos.

• Fuerte adaptabilidad espacial : funciona bien en pasillos estrechos y entornos industriales confinados.

Sin embargo, desafíos como el deslizamiento lateral y la inestabilidad durante el frenado, especialmente en condiciones de descarga, requieren un control preciso y un ajuste mecánico.

2. Análisis de estabilidad de frenado: teoría y práctica

La estabilidad de frenado es una métrica clave para la seguridad operativa de los AGV. Los investigadores desarrollaron modelos dinámicos tanto con carga como sin carga y analizaron el comportamiento de frenado mediante simulación y experimentos.

Principales hallazgos:

• En condiciones de carga , un centro de gravedad más bajo mejora la estabilidad, pero es más probable que las ruedas delanteras patinen lateralmente.

• En condiciones de descarga , un centro de gravedad más alto aumenta el riesgo de desviación lateral; la distancia mínima de frenado debe superar los 0,45 metros para mantener la estabilidad.

Estos conocimientos ofrecen información valiosa para optimizar los algoritmos de control de frenado y los mecanismos de seguridad de los AGV.

3. Comparación de sistemas de accionamiento: CC vs. CA

El sistema de propulsión del AGV influye directamente en la aceleración, la eficiencia energética y la longevidad del sistema. Este estudio compara los motores de CC y CA en una configuración de AGV de una sola rueda.

Los sistemas de accionamiento de CA son más adecuados para operaciones de AGV de alto rendimiento y alta frecuencia, como el almacenamiento inteligente y el manejo logístico de alta velocidad.

4. Simulación y modelado virtual

Para validar los resultados experimentales, se construyó un prototipo virtual del AGV de una sola rueda utilizando SolidWorks y Adams.

Proceso:

• Se construyeron modelos CAD 3D de los componentes del AGV;

• Importado a Adams para simulación dinámica con propiedades y restricciones de material definidas;

• Analizó datos de salida como curvas de desplazamiento y fuerzas de frenado.

Los resultados mostraron una alta consistencia entre la simulación y las pruebas físicas, lo que demuestra la eficacia de los métodos de gemelos digitales para la optimización del diseño de AGV y la verificación de la estrategia de control .