【节卡机器人冠名·高工金球奖】“驱动”AGV车轮 国产机器人快跑
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撰文 | 刘凯程
“向左转，后退，原地‘踏步’走……”这不是大学生军训现场，而是AGV小车在车间、仓库来回穿梭的日常工作场景。这些AGV小车能够轻松拖动成百上千公斤的重物快速运行，还能达到毫米级别的精度，活像武侠小说里练就了“凌波微步”的高手。
事实上，作为替代人“脚”功能的AGV，在诞生之初，行动起来并没有现在这么灵活。早期AGV小车主要应用在汽车制造厂，在自动运行时只能单向行驶，为了达到更多的使用需求，陆续出现了双向行驶、全方位行驶的AGV小车，它们不仅能前进后退、左右拐弯，还可以实现原地旋转，横向行走（即90度横移），灵活性大大增加，可满足客户对柔性化生产的多种需求。
AGV小车能发生如此大的改变，很大程度上要归功于行走机构——轮边驱动模块的进步。目前AGV常用的驱动方式主要分为差速和舵轮两种结构方式。
差速的结构方式类似汽车，即动力驱动行星轮架，再由行星齿轮带动左、右两条驱动半轴，分别驱动左、右车轮。它本身不能旋转，转向时的半径、速度、角速度都是靠内外驱动轮之间的速度差来实现转向。
舵轮型是指集成了驱动电机、转向电机、减速机等一体化的机械结构。相比于差速结构方式，舵轮可以全向移动，不需要额外的拐弯半径，可快速部署各类AGV、物流车等。
由于原理不同，这两种结构方式各有利弊。简单来说，差速驱动能耗较高，但价格较低，适合百公斤负载的AGV使用，而舵轮型能耗低，承压更高，适合重负载即过吨级别的AGV、叉车使用。
除此之外，麦克纳姆轮作为一种特立独行的驱动方式也慢慢崭露头角。相比于其他的驱动方式，麦克纳姆轮的精度更高，但是其技术难度、加工工艺、使用环境、成本也都较高。
对于AGV来说，电机、驱动器是决定其驱动性能和整机可靠性的重要元器件。用户一般会根据电机功率、减速机的减速比、驱动轮的直径以及AGV要求的最大运行速度来选择合适的电机和驱动器。
此前伺服电机、驱动器等核心部件很大程度上依赖于进口，这几年，随着国产厂商一直加大投入研发，AGV减速机已逐渐替代进口产品，可满足客户的应用需求，例如中大力德、来福谐波等。
同时在国产伺服电机企业的努力下，伺服产品已经实现大规模量产，以性价比的优势满足中小型和经济型用户的需求，而从各企业布局来看，伺服电机模块化、智能化、一体化和集成化、网络化的趋势愈发明显。
可以预见的是，随着伺服驱动器和电机技术的国产化发展，越来越多的主流国产AGV厂商开始选用国产电机及驱动器等器件，国产运控驱动模块实现进口替代的步伐将会加快。
基于此情况，高工机器人在2020高工移动机器人金球奖特设“2020年度好产品奖之驱动模块”。当前，金球奖评选报名已截止，即将进入投票阶段。
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