Мотор колесо 13 дюймов

Когда слышишь про 13-дюймовые мотор-колеса, первое, что приходит в голову — наверняка для электросамокатов или лёгкой техники. Но на деле этот типоразмер давно перешагнул границы бытового применения. В промышленных AGV, например, именно 13 дюймов часто оказываются тем самым компромиссом между моментом, скоростью и габаритами. Хотя многие до сих пор считают, что чем больше диаметр — тем лучше, но в роботизированных тележках, где каждый миллиметр на счету, 13 дюймов — это часто оптимальный выбор.

Почему именно 13 дюймов?

Если брать мотор-колесо как привод для мобильного робота, то 13-дюймовая версия — это не просто ?ещё один размер?. У него уже достаточный момент, чтобы тащить груз в 200–300 кг без перегрева, но при этом он не такой громоздкий, как 16- или 18-дюймовые аналоги. Мы в ООО Гуанчжоу Колесо Мудрости Технолоджи не раз сталкивались с ситуацией, когда заказчик просил ?посильнее?, а по факту после расчётов оказывалось, что 13 дюймов хватает с запасом. Особенно если речь идёт о напольных AGV с высотой рамы до 200 мм.

Но есть нюанс: не все 13-дюймовые мотор-колеса одинаково работают на скользком покрытии. Однажды поставили партию на склад с полимерным покрытием — и сразу стало ясно, что резина с низким коэффициентом сцепления плюс резкий старт = пробуксовка. Пришлось менять протектор. Это к вопросу о том, что типоразмер — это только одна из переменных.

И ещё момент: многие путают внешний диаметр и диаметр обода. Когда говорят ?13-дюймовое мотор-колесо?, обычно имеют в виду внешний размер покрышки. А посадочный диаметр под шину может быть 10 или 11 дюймов — это критично, когда колёса ставятся в узкие ниши рамы.

Опыт внедрения в AGV

Наши инженеры в ООО Гуанчжоу Колесо Мудрости Технолоджи как-то собирали тележку для автоматизированного склада — заказчику нужна была точность остановки ±5 мм. С 13-дюймовыми мотор-колесами с энкодером высокого разрешения удалось выйти на погрешность в 3 мм, но только после калибровки управления. Без обратной связи такие колёса, конечно, не для прецизионных задач.

Запомнился случай, когда поставили мотор-колесо 13 дюймов на робота для перемещения поддонов. Всё работало, пока не начались перепады температуры в цеху. Летом при +35°C моторы начали перегреваться после 4 часов непрерывной работы. Решили проблему добавлением термодатчиков и коррекцией ПИД-регулятора. Теперь в спецификациях всегда указываем: ?рабочий цикл зависит от температурного режима?.

Из практики: если используется мотор-колесо 13 дюймов в AGV, лучше сразу закладывать запас по крутящему моменту минимум 20%. Потому что в реальных условиях всегда есть уклон пола, сопротивление качению или внезапное препятствие. Один раз недосмотрели — и на тестовом пробеге привод сгорел при попытке сдвинуть тележку, которую случайно заблокировали.

Конструкционные особенности

Внутри 13-дюймового мотор-колеса часто стоит бесколлекторный двигатель с планетарной передачей. Но есть нюанс: если передача слишком ?короткая?, момент на низких оборотах будет недостаточным для резкого старта с грузом. Мы тестировали несколько вариантов — и оказалось, что для AGV важнее не максимальная скорость, а именно плавность и тяга на низких оборотах.

Корпус. Алюминий или сталь? Для 13-дюймовых мотор-колёс, которые работают в условиях вибрации, сталь надёжнее, но тяжелее. Один проект пришлось переделывать, потому что расчётная нагрузка на ось превысила лимит из-за стальных корпусов. Перешли на алюминиевый сплав — и сразу выиграли 3 кг на колесо.

Разъёмы и кабели. Казалось бы, мелочь. Но если кабель выходит из оси без должной защиты, через месяц постоянных поворотов жилы переламываются. Пришлось вводить в конструкцию токосъёмник скользящего контакта для моделей, где колесо поворотное. Мелочь? Да. Но без таких мелочей мотор-колесо 13 дюймов превращается в головную боль.

Программная часть и интеграция

Современное мотор-колесо — это не просто ?крутится/не крутится?. У нас в ООО Гуанчжоу Колесо Мудрости Технолоджи была задача интегрировать 13-дюймовые мотор-колёса в систему навигации AGV по магнитным лентам. Оказалось, что встроенный энкодер выдаёт 1000 импульсов на оборот, а контроллеру нужно минимум 2000. Пришлось ставить внешний датчик. Вывод: всегда проверяйте, совместима ли обратная связь колеса с вашей системой управления.

По софту: если используете CAN-интерфейс для управления, убедитесь, что прошивка мотора поддерживает нужные PDO (Process Data Objects). Как-то раз столкнулись с тем, что колесо не реагировало на команды торможения — оказалось, производитель изменил mapping параметров в новой версии прошивки.

Ещё из практики: когда ставите 13-дюймовые мотор-колёса на робота с одноплатным компьютером, не забывайте про фильтрацию ШИМ-сигнала. Помехи от силовых кабелей могут вызывать дёрганья привода на низких скоростях. Решение — экранированные кабели и правильное заземление.

Сравнение с другими размерами

Если брать 10-дюймовое мотор-колесо — оно компактнее, но момент ниже. Для лёгких AGV до 100 кг ещё подходит, но если груз 200+ кг, уже нужно смотреть на 13 дюймов. 16-дюймовые часто избыточны по моменту, но требуют больше места и энергии.

По шумности: 13-дюймовые с планетарной передачей шумят на высоких оборотах сильнее, чем прямоприводные 12-дюймовые. Но для склада это не критично. А вот для медицинских роботов — уже проблема.

С точки зрения ремонтопригодности: 13-дюймовые мотор-колёса проще разбирать, чем 8-дюймовые, где всё миниатюрное. Но сложнее, чем 16-дюймовые, где есть пространство для манёвра. В наших проектах мы обычно держим на складе ремкомплекты именно на 13-дюймовые версии — как наиболее частозаказываемые.

Что в итоге?

13-дюймовое мотор-колесо — это рабочая лошадка для AGV среднего класса. Не панацея, но проверенный вариант, если нужно соблюсти баланс между производительностью и габаритами. Главное — не забывать, что мотор-колесо это система, а не просто запчасть. И его поведение сильно зависит от управления, условий работы и даже мелочей вроде качества подшипников или типа шины.

В ООО Гуанчжоу Колесо Мудрости Технолоджи мы прошли через десятки конфигураций с 13-дюймовыми мотор-колёсами — и каждый раз находили что-то новое. То ли в плане оптимизации энергопотребления, то ли в вопросе совместимости с нестандартными рамами. Так что если берётесь за проект с таким приводом — закладывайте время на тесты. И не верьте тем, кто говорит, что ?колёса — это просто?.

Кстати, на сайте https://www.zhlun.ru мы выкладываем реальные отчёты по испытаниям мотор-колёс в разных режимах — там есть и данные по 13-дюймовым моделям. Это может сэкономить время тем, кто только начинает работать с таким типом приводов.