舵輪研發(fā)技術(shù)路徑一般為從上到下模式，先確定直行部分功率段，按市場需求選定外觀尺寸，設(shè)定功率密度，根據(jù)運(yùn)行工作制、運(yùn)行工況和預(yù)計應(yīng)用車型計算配套轉(zhuǎn)向電機(jī)功率。

在每個型號限定的尺寸范圍之內(nèi)，進(jìn)行電機(jī)的類型確定和參數(shù)設(shè)計，考慮不同的電機(jī)類型效率、精度、控制難度的差異性對電機(jī)參數(shù)的影響。

其中電機(jī)參數(shù)的算法由本公司電氣專家根據(jù)AGV、叉車、電平衡車和其他應(yīng)用輪式動力設(shè)備的應(yīng)用特性、地面參數(shù)、輪子材料性能、運(yùn)行速度、加減速要求、空載/負(fù)載不同的運(yùn)行特點、工作要求及其力學(xué)模型，對電機(jī)電流、電壓、電感、頻率、轉(zhuǎn)速及極對數(shù)、轉(zhuǎn)角、脈沖等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計確定，并考慮舵輪輪徑、輪寬、材料等參數(shù)在舵輪組裝后對舵輪性能的影響。

選定電機(jī)電氣特性參數(shù)及尺寸后，再進(jìn)行舵輪部分的設(shè)計開發(fā)。此時，舵輪需要考慮蓄電池、舵輪負(fù)載能力、舵輪超載能力、輪子尺寸、平面速度及加速度、爬坡角度、爬坡速度及加速度、車輛滾動及牽引摩擦力、齒輪箱及電機(jī)效率等問題。其中平面運(yùn)行時，還需要對阻力、加速度、慣性力、電機(jī)輸出扭矩、電機(jī)電流等參數(shù)進(jìn)行計算，并設(shè)定固定爬坡角度進(jìn)行驗證。

作為高度集成化的產(chǎn)品，舵輪的功率密度參數(shù)直接影響舵輪的使用性能，結(jié)合AGV使用場景中的對速度、轉(zhuǎn)向、啟停、換向等應(yīng)用需求，舵輪減速箱體齒輪設(shè)計、減速電機(jī)參數(shù)設(shè)計、轉(zhuǎn)向回轉(zhuǎn)支承及齒輪設(shè)計，編碼器、制動器和原點開關(guān)等電氣配件的選型都會對舵輪的整體效果產(chǎn)生重要影響。其中減速箱體的齒輪設(shè)計兼顧經(jīng)驗值和新應(yīng)用開發(fā)設(shè)計，設(shè)計難度較大。

另外，作為高度精密的集成化產(chǎn)品，對零部件加工精度非常高，材料的選型，各部分配合材料的使用壽命、疲勞壽命的計算，都需要在研發(fā)的考慮范圍之內(nèi)。

舵輪設(shè)計完成后，作為理論與實踐并重的產(chǎn)品，每款新型號在打樣之前都需要進(jìn)行全過程仿真模擬，包括單臺電機(jī)的仿真運(yùn)行和磁場分析、不帶轉(zhuǎn)向部分的仿真運(yùn)行、全套產(chǎn)品的仿真運(yùn)行，以及機(jī)械部分的受力分析。

通過有限元分析來預(yù)測產(chǎn)品如何應(yīng)對現(xiàn)實動力空間扭曲，振動，流動液體和其它物理效應(yīng)。判斷零部件的干涉、磨損或是否按設(shè)計進(jìn)行工作。

再進(jìn)行Maxwell分析，高精確地模擬電子電機(jī)運(yùn)行，并計算電機(jī)所有參數(shù)，進(jìn)行電機(jī)損耗的計算，使轉(zhuǎn)矩波動最小化。實現(xiàn)效率最佳化，并減少重量和尺寸已達(dá)到最佳的舵輪功率密度。

并模擬最惡劣的工作環(huán)境對產(chǎn)品進(jìn)行測試，對比測試結(jié)果與有限元分析結(jié)論。即使通過多種模擬或仿真分析，所得到的電機(jī)在電感等參數(shù)上由于手工環(huán)節(jié)的原因，仍然難以等到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，此時需要配套驅(qū)動器進(jìn)行參數(shù)提前設(shè)定，保證成套運(yùn)動控制模塊的順利運(yùn)行，以保證電機(jī)最佳性能和效率。

二、產(chǎn)品特點：

1、舵輪根據(jù)客戶需求，設(shè)計選擇不同電機(jī)類型、電壓、電流、扭矩、尺寸等符合客戶要求的驅(qū)動電機(jī)，滿足了不同客戶需求、

2、用一體化設(shè)計技術(shù)、高度集成、結(jié)構(gòu)緊湊、承載強(qiáng)度高。能滿足AGV對驅(qū)動輪高負(fù)荷的要求，同時便于批量加工制造。

3、集成測速傳感器和角度測量傳感器,能夠完成360°任一角度的方向控制，控制精度達(dá)到±0.001度，精準(zhǔn)地控制AGV舵輪直行或轉(zhuǎn)向。

4、采用電機(jī)和傳動箱反對稱安裝方式設(shè)計，在提供較大動力的情況下，大大縮短輪距，節(jié)約空間，提升扭矩。

三、技術(shù)特點：

1、設(shè)計了整套自動引導(dǎo)設(shè)備控制系統(tǒng)系統(tǒng)，包括驅(qū)動電機(jī)、轉(zhuǎn)向電機(jī)、減速電機(jī)、減速系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、電源總線及整體機(jī)械裝置。

2、設(shè)定了電機(jī)類型、空載/裝載重量、空載/裝載速度、空載/裝載使用比例、輪尺寸、輪負(fù)載、工作周期/頻率、運(yùn)行坡度/速度/加速度/阻力等關(guān)鍵參數(shù)，并設(shè)計了完善規(guī)范的參數(shù)計算模型。

3、通過雙反饋柔性控制系統(tǒng)的方案，應(yīng)用大閉環(huán)反饋的原理，解決了AGV電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)方式和系統(tǒng)研發(fā)問題。

4、內(nèi)部定義電機(jī)參數(shù)定義45個，舵輪參數(shù)定義34個，地面參數(shù)定義9個，結(jié)合選型模式3種涵蓋14個不同的算法。

四、技術(shù)難點

舵輪電氣集成部分的參數(shù)設(shè)計及優(yōu)化，配合驅(qū)動器調(diào)試過程中的電機(jī)實際參數(shù)的獲取，變速箱齒輪參數(shù)設(shè)計，立式舵輪弧齒錐齒輪的創(chuàng)新性算法及設(shè)計等等，及其經(jīng)驗數(shù)據(jù)的實驗獲取。

其中弧齒錐齒輪由于參考文獻(xiàn)不足，現(xiàn)有計算公式不全面，沒有可參考的公開研究，公開公式中所設(shè)計的最小齒數(shù)、變位系數(shù)及安裝距離都與我們所需參考的尺寸有很大差異，因此需要開創(chuàng)性的開發(fā)應(yīng)用于立式舵輪的弧齒錐齒輪算法，并且計算難度大，不易加工，國內(nèi)缺乏配對生產(chǎn)和組裝經(jīng)驗，測繪難度大，需要采取調(diào)整法安裝，并且不能進(jìn)行預(yù)先的承載能力驗證分析。

長期需要完善范圍內(nèi)的弧齒錐齒輪計算方法，并配合仿真軟件進(jìn)行模擬仿真，需要應(yīng)用仿真軟件進(jìn)行二次開發(fā)。

淺談舵輪開發(fā)及難點最先出現(xiàn)在億控智能裝備。