1 परिचय

लॉजिस्टिक्स ऑटोमेशन उपकरण के क्षेत्र में, अंडर-राइड एजीवी (ऑटोमेटेड गाइडेड व्हीकल) सामग्री परिवहन के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले समाधानों में से एक बन गया है। एजीवी का ड्राइव सिस्टम इसकी गति क्षमता, अनुप्रयोग परिदृश्य, परिचालन दक्षता और दीर्घकालिक रखरखाव लागत निर्धारित करने में निर्णायक भूमिका निभाता है।

वर्तमान में, दो प्रमुख ड्राइव कॉन्फ़िगरेशन आमतौर पर अंडर-राइड एजीवी में उपयोग किए जाते हैं:विभेदक ड्राइवऔरस्टीयरिंग ड्राइव. ये दोनों दृष्टिकोण संरचनात्मक डिजाइन, गति नियंत्रण सिद्धांतों, सिस्टम एकीकरण और इंजीनियरिंग प्रदर्शन में काफी भिन्न हैं।

यह आलेख संरचनात्मक संरचना, गति सिद्धांतों, प्रमुख प्रदर्शन संकेतक और व्यावहारिक अनुप्रयोग सीमाओं के दृष्टिकोण से दोनों ड्राइव कॉन्फ़िगरेशन का तकनीकी विश्लेषण प्रदान करता है। इसका उद्देश्य एजीवी सिस्टम डिज़ाइन, घटक चयन और इंजीनियरिंग कार्यान्वयन के लिए उपयोगी संदर्भ प्रदान करना है।

2. दो ड्राइव सिस्टम की संरचना और गति सिद्धांत

2.1 डिफरेंशियल ड्राइव यूनिट: एक मॉड्यूलर मोशन आर्किटेक्चर

एक विभेदक ड्राइव इकाई में आम तौर पर स्वतंत्र ड्राइविंग मॉड्यूल होते हैं जो कई पहियों के समन्वित नियंत्रण के माध्यम से वाहन की गति उत्पन्न करते हैं। के माध्यम से मार्गदर्शन प्राप्त किया जाता हैबाएँ और दाएँ ड्राइव पहियों के बीच गति का अंतर, जो कई मोबाइल रोबोटिक प्लेटफार्मों में उपयोग किए जाने वाले शास्त्रीय अंतर स्टीयरिंग सिद्धांत का पालन करता है।

जब एएकल अंतर ड्राइव इकाईका उपयोग किया जाता है, इसमें आम तौर पर संबंधित मोटर, ट्रांसमिशन तंत्र और संरचनात्मक समर्थन के साथ ड्राइव पहियों की एक जोड़ी होती है। इस कॉन्फ़िगरेशन में अपेक्षाकृत बड़े व्हील स्पेस के कारण, एजीवी आमतौर पर प्रदर्शन कर सकता हैआगे की गति और बुनियादी मोड़ युक्तियाँ, लेकिन गति क्षमता सीमित रहती है। इसलिए इस कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग मुख्य रूप से सरल दिशात्मक सामग्री परिवहन कार्यों में किया जाता है।

कबदो विभेदक ड्राइव इकाइयाँएजीवी पर स्थापित हैं, सामने और पीछे के मॉड्यूल के बीच समन्वित नियंत्रण वाहन को प्राप्त करने की अनुमति देता हैद्विदिशीय गति और मोड़. हालाँकि, स्टीयरिंग अभी भी पहिया गति के अंतर से उत्पन्न होता है, जिसका अर्थ है कि वाहन हमेशा एक का पालन करता हैघुमावदार प्रक्षेपवक्र. परिणामस्वरूप, पार्श्विक गति या सर्वदिशात्मक गति प्राप्त नहीं की जा सकती।

डिफरेंशियल ड्राइव सिस्टम का टर्निंग व्यवहार बाएँ और दाएँ पहियों के बीच रैखिक वेग के अंतर से निर्धारित होता है। एक निश्चित व्हीलबेस के साथ, बड़े गति अंतर के परिणामस्वरूप छोटा मोड़ त्रिज्या होता है। हालांकि यह सिद्धांत सरल और विश्वसनीय है, यह गति नियंत्रण सटीकता पर उच्च मांग रखता है, खासकर उच्च परिचालन गति पर।

2.2 स्टीयरिंग ड्राइव यूनिट: एक एकीकृत मेक्ट्रोनिक समाधान

एक स्टीयरिंग ड्राइव इकाई दोनों को एकीकृत करती हैकर्षण और स्टीयरिंग कार्यएक एकल मेक्ट्रोनिक मॉड्यूल में। विभेदक प्रणालियों के विपरीत, स्टीयरिंग ड्राइव इकाइयाँ उपयोग करती हैंड्राइविंग और स्टीयरिंग के लिए स्वतंत्र मोटरें, जिससे व्हील ओरिएंटेशन को सक्रिय रूप से नियंत्रित किया जा सके।

यह डिज़ाइन पहिया गति अंतर के माध्यम से स्टीयरिंग की आवश्यकता को समाप्त करता है। इसके बजाय, कर्षण बल उत्पन्न करने से पहले पहिया स्वयं आवश्यक अभिविन्यास में घूमता है। परिणामस्वरूप, गति नियंत्रण अधिक प्रत्यक्ष और सटीक हो जाता है।

स्टीयरिंग ड्राइव AGV सिस्टम आमतौर पर इसका अनुसरण करते हैंतीन-बिंदु समर्थन सिद्धांत, जो स्थिर वाहन संरचना और भार वितरण सुनिश्चित करता है। अधिकांश डिज़ाइनों में, यह कॉन्फ़िगरेशन अतिरिक्त निलंबन प्रणालियों की आवश्यकता को हटा देता है।

जब एसिंगल स्टीयरिंग ड्राइव यूनिटप्रयोग किया जाता है, एजीवी पहले से ही आगे और पीछे की गति के साथ-साथ मोड़ भी हासिल कर सकता है। डिफरेंशियल ड्राइव सिस्टम की तुलना में, स्टीयरिंग प्रतिक्रिया अधिक प्रत्यक्ष होती है क्योंकि गति अंतर के माध्यम से निष्क्रिय रूप से उत्पन्न होने के बजाय व्हील ओरिएंटेशन को सक्रिय रूप से नियंत्रित किया जाता है।

कबदो स्टीयरिंग ड्राइव इकाइयाँस्थापित हैं, व्हील ओरिएंटेशन और गति का समन्वित नियंत्रण एजीवी को प्रदर्शन करने में सक्षम बनाता हैसर्वदिशात्मक गति, जिसमें आगे की गति, पीछे की ओर गति, जगह में घूमना और पार्श्व अनुवाद शामिल है। यह संकीर्ण गलियारों और उच्च घनत्व वाले गोदाम वातावरण में गतिशीलता को काफी बढ़ाता है।

ऐसे सिस्टम की स्टीयरिंग सटीकता आमतौर पर निर्धारित की जाती हैएनकोडर रिज़ॉल्यूशन और गियर ट्रांसमिशन अनुपातस्टीयरिंग तंत्र में उपयोग किया जाता है। सटीक एनकोडर फीडबैक और मैकेनिकल रिडक्शन सिस्टम के माध्यम से, उच्च परिशुद्धता स्टीयरिंग कोण नियंत्रण प्राप्त किया जा सकता है, जिससे एजीवी की स्थिति सटीकता में काफी सुधार होता है।

3. मुख्य तकनीकी विशेषताओं की तुलना

इंजीनियरिंग के नजरिए से, डिफरेंशियल ड्राइव और स्टीयरिंग ड्राइव सिस्टम कई प्रमुख प्रदर्शन पहलुओं में उल्लेखनीय अंतर प्रदर्शित करते हैं।

के अनुसारसंरचनात्मक आकार, डिफरेंशियल ड्राइव सिस्टम कई स्वतंत्र मॉड्यूल और अतिरिक्त माउंटिंग संरचनाओं पर निर्भर करते हैं, जो आम तौर पर बड़ी स्थापना स्थान आवश्यकताओं की ओर ले जाते हैं। दूसरी ओर, स्टीयरिंग ड्राइव इकाइयाँ, ड्राइव मोटर, स्टीयरिंग मैकेनिज्म, गियरबॉक्स और व्हील असेंबली को एक एकल कॉम्पैक्ट मॉड्यूल में एकीकृत करती हैं, जिसके परिणामस्वरूप अधिक कॉम्पैक्ट समग्र डिज़ाइन होता है।

के बारे मेंद्विदिशीय आंदोलन क्षमता, डिफरेंशियल ड्राइव सिस्टम को आगे और पीछे की गति को कुशलतापूर्वक सक्षम करने के लिए अक्सर दो ड्राइव मॉड्यूल की आवश्यकता होती है। स्टीयरिंग ड्राइव इकाइयाँ नियंत्रण वास्तुकला को सरल बनाते हुए, ट्रैक्शन मोटर की रोटेशन दिशा को उलट कर इसे प्राप्त करती हैं।

के लिएसर्वदिशात्मक गति, विभेदक ड्राइव सिस्टम स्वाभाविक रूप से उनके स्टीयरिंग सिद्धांत द्वारा सीमित हैं। चूँकि मोड़ गति के अंतर से उत्पन्न होता है, एजीवी को घुमावदार पथ का अनुसरण करना चाहिए। स्टीयरिंग ड्राइव इकाइयाँ सक्रिय रूप से पहिया की दिशा बदल सकती हैं, जिससे पार्श्व गति सहित वास्तविक सर्वदिशात्मक गति सक्षम हो सकती है।

विचार करते समयरखरखाव और विश्वसनीयता, डिफरेंशियल ड्राइव सिस्टम में एक साथ जुड़े कई मैकेनिकल और इलेक्ट्रिकल मॉड्यूल शामिल होते हैं। यांत्रिक इंटरफेस की अधिक संख्या समय के साथ खराब होने या विद्युत कनेक्शन संबंधी समस्याओं की संभावना को बढ़ा सकती है। स्टीयरिंग ड्राइव सिस्टम एकीकृत डिज़ाइन के माध्यम से घटकों की संख्या को कम करते हैं, जो आम तौर पर सिस्टम विश्वसनीयता में सुधार करता है और रखरखाव को सरल बनाता है।

के अनुसारस्थिति निर्धारण सटीकता, अंतर ड्राइव एजीवी संचयी पहिया गति त्रुटियों और ट्रांसमिशन सिस्टम में यांत्रिक प्रतिक्रिया से प्रभावित होते हैं। स्टीयरिंग ड्राइव सिस्टम ड्राइविंग और स्टीयरिंग मोटर दोनों के लिए एनकोडर फीडबैक का उपयोग करते हैं, जिससे बंद लूप नियंत्रण और बेहतर स्थिति परिशुद्धता सक्षम होती है।

के लिएकर्षण प्रदर्शन, डिफरेंशियल ड्राइव सिस्टम कई मॉड्यूल में बिजली वितरित करते हैं, जिससे ट्रांसमिशन हानि हो सकती है। स्टीयरिंग ड्राइव इकाइयां एक केंद्रीकृत कर्षण संरचना का उपयोग करती हैं, जिससे अधिक कुशल बिजली संचरण और उच्च भार क्षमता की अनुमति मिलती है।

अंत में, के संदर्भ मेंअधिकतम यात्रा गति, सटीक पहिया गति नियंत्रण पर निर्भरता के कारण विभेदक ड्राइव सिस्टम को उच्च गति पर स्थिरता चुनौतियों का सामना करना पड़ सकता है। स्टीयरिंग ड्राइव सिस्टम उच्च गति पर भी स्थिर गति बनाए रखते हैं क्योंकि स्टीयरिंग और ट्रैक्शन को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित किया जाता है।

4. अंडर-राइड एजीवी में ड्राइव सिस्टम की अनुप्रयोग स्थिति

4.1 पारंपरिक मुख्यधारा समाधान के रूप में विभेदक ड्राइव

ऐतिहासिक परिप्रेक्ष्य से, चीन में उपयोग की जाने वाली कई शुरुआती अंडर-राइड एजीवी प्रणालियां जापान से शुरू की गईं, जहां डिफरेंशियल ड्राइव लंबे समय से एजीवी के लिए प्रमुख ड्राइव कॉन्फ़िगरेशन रही है।

इसके अलावा, ऑटोमोटिव विनिर्माण उद्योग में शुरुआती एजीवी अनुप्रयोग भी अंतर ड्राइव प्रौद्योगिकी पर बहुत अधिक निर्भर थे। इस ऐतिहासिक विकास ने उद्योग के भीतर एक मजबूत तकनीकी पथ निर्भरता पैदा की, जिसके परिणामस्वरूप अंडर-राइड एजीवी में अंतर ड्राइव को व्यापक रूप से अपनाया गया।

हालाँकि SIASUN जैसी कंपनियों द्वारा विकसित हेवी-ड्यूटी AGVs में स्टीयरिंग ड्राइव सिस्टम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, वे प्लेटफ़ॉर्म आमतौर पर लक्ष्य बनाते हैंबड़े-पेलोड औद्योगिक वाहन, जो से काफी भिन्न हैकम {{0}प्रोफ़ाइल और हल्के डिज़ाइन की आवश्यकताएँकम सवारी वाले AGVs।

4.2 स्टीयरिंग ड्राइव अपनाने की सीमाएँ

अपने प्रदर्शन लाभों के बावजूद, स्टीयरिंग ड्राइव सिस्टम को ऐतिहासिक रूप से अंडर-राइड एजीवी अनुप्रयोगों में कई बाधाओं का सामना करना पड़ा है।

पहली सीमा हैभौतिक आकार. पारंपरिक स्टीयरिंग ड्राइव इकाइयां मुख्य रूप से भारी शुल्क वाले एजीवी के लिए डिज़ाइन की गई थीं और इसलिए उनकी स्थापना ऊंचाई अपेक्षाकृत बड़ी थी। हालांकि, कम सवारी वाले एजीवी को आम तौर पर बेहद कम चेसिस ऊंचाई की आवश्यकता होती है, जिससे शुरुआती स्टीयरिंग ड्राइव उत्पादों को एकीकृत करना मुश्किल हो जाता है।

दूसरी सीमा हैलागत. अतीत में, उच्च प्रदर्शन वाली स्टीयरिंग ड्राइव इकाइयाँ मुख्य रूप से आयातित उत्पाद थीं, जिनकी कीमतें मॉड्यूलर डिफरेंशियल ड्राइव सिस्टम की तुलना में काफी अधिक थीं। बड़ी मात्रा में तैनात हल्के लोड वाले एजीवी के लिए, इस तरह की लागत में अंतर ने आर्थिक व्यवहार्यता को बहुत प्रभावित किया।

एक तीसरा कारक हैउद्योग की धारणा. डिफरेंशियल ड्राइव सिस्टम के दीर्घकालिक प्रभुत्व के कारण, कई एजीवी निर्माताओं ने शुरू में यह मान लिया था कि अंडर ड्राइव एजीवी के लिए डिफरेंशियल ड्राइव सबसे उपयुक्त समाधान था, जिसने स्टीयरिंग ड्राइव प्रौद्योगिकियों को अपनाने को धीमा कर दिया।

5. स्टीयरिंग ड्राइव सिस्टम के उभरते अनुप्रयोग रुझान

एजीवी उद्योग में निरंतर तकनीकी प्रगति और घरेलू ड्राइव घटकों के तेजी से विकास के साथ, स्टीयरिंग ड्राइव सिस्टम धीरे-धीरे कम सवारी वाले एजीवी के लिए अधिक व्यावहारिक होते जा रहे हैं।

एक महत्वपूर्ण सफलता का विकास हैनिम्न-प्रोफ़ाइल स्टीयरिंग ड्राइव इकाइयाँ. जैसे उत्पादप्लुटूल्स PLT120 क्षैतिज स्टीयरिंग ड्राइव व्हीलविशेष रूप से कम ऊंचाई वाले एजीवी प्लेटफार्मों के लिए डिज़ाइन किए गए कॉम्पैक्ट स्टीयरिंग ड्राइव समाधानों की एक नई पीढ़ी का प्रतिनिधित्व करते हैं।

PLT120 कम सवारी वाले AGV अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित एक कॉम्पैक्ट एकीकृत संरचना को अपनाता है। मॉड्यूल उच्च कर्षण प्रदर्शन और सटीक गति नियंत्रण को बनाए रखते हुए ट्रैक्शन मोटर, स्टीयरिंग मैकेनिज्म, गियरबॉक्स, व्हील असेंबली और एनकोडर सिस्टम को एक एकल कॉम्पैक्ट इकाई में एकीकृत करता है।

इस डिज़ाइन के साथ, एक एकल स्टीयरिंग ड्राइव इकाई पहले से ही कम सवारी वाली एजीवी के लिए फॉरवर्ड मोशन, रिवर्स मोशन और टर्निंग फ़ंक्शन का समर्थन कर सकती है। जब दो इकाइयां स्थापित की जाती हैं, तो एजीवी पार्श्व अनुवाद और जगह-जगह रोटेशन सहित पूर्ण सर्वदिशात्मक गतिशीलता प्राप्त कर सकता है, जो घने गोदाम वातावरण में परिचालन लचीलेपन में काफी सुधार करता है।

वहीं, कई एजीवी निर्माताओं ने अपने को मजबूत किया हैस्वतंत्र डिजाइन क्षमताएं, जिससे उन्हें स्टीयरिंग ड्राइव सिस्टम को कम -प्रोफ़ाइल एजीवी प्लेटफार्मों में अधिक प्रभावी ढंग से एकीकृत करने और अनुकूलित गति नियंत्रण एल्गोरिदम विकसित करने में सक्षम बनाया जा सके।

परिणामस्वरूप, स्टीयरिंग ड्राइव तकनीक धीरे-धीरे आकार और लागत से संबंधित पिछली सीमाओं को पार कर रही है।

6. तकनीकी सारांश

डिफरेंशियल ड्राइव और स्टीयरिंग ड्राइव सिस्टम एजीवी मोशन सिस्टम के लिए दो अलग-अलग इंजीनियरिंग दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करते हैं:मॉड्यूलर ड्राइव आर्किटेक्चरऔरएकीकृत मेक्ट्रोनिक ड्राइव आर्किटेक्चर.

अपनी तकनीकी परिपक्वता और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लंबे इतिहास के कारण डिफरेंशियल ड्राइव व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला समाधान बना हुआ है। हालाँकि, गति लचीलेपन, स्थिति सटीकता और सिस्टम एकीकरण के संदर्भ में इसकी सीमाएँ इसे अत्यधिक गतिशील लॉजिस्टिक्स वातावरण के लिए कम उपयुक्त बनाती हैं।

स्टीयरिंग ड्राइव सिस्टम एकीकृत डिज़ाइन, सर्वदिशात्मक गतिशीलता, उच्च स्थिति सटीकता और कम दीर्घकालिक रखरखाव आवश्यकताओं जैसे लाभ प्रदान करते हैं। जैसे कॉम्पैक्ट उत्पादों के उद्भव के साथप्लुटूल्स PLT120 क्षैतिज स्टीयरिंग ड्राइव व्हीलस्थापना की ऊंचाई और लागत से संबंधित पिछली बाधाएं धीरे-धीरे समाप्त हो रही हैं।

एजीवी डेवलपर्स और सिस्टम इंटीग्रेटर्स के लिए, ड्राइव तकनीक का चुनाव ऑपरेटिंग वातावरण, पेलोड आवश्यकताओं, स्थान की कमी और आर्थिक विचारों के व्यापक मूल्यांकन पर आधारित होना चाहिए। विभेदक ड्राइव सरल परिवहन कार्यों के लिए उपयुक्त रह सकती है, जबकि स्टीयरिंग ड्राइव सिस्टम उच्च गतिशीलता, सघन लेआउट और लचीले संचालन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में स्पष्ट लाभ प्रदान करते हैं।

निरंतर तकनीकी प्रगति के साथ, स्टीयरिंग ड्राइव समाधानों से अगली पीढ़ी के लॉजिस्टिक्स ऑटोमेशन उपकरणों में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाने की उम्मीद है।