Трех колесные ролики

Когда слышишь ?трехколесные ролики?, первое, что приходит в голову — детские квады или китайские тележки для супермаркетов. Но в индустрии мобильной робототехники это совсем другая история. Многие до сих пор путают их с обычными роликовыми платформами, не понимая, что трёхточечная опора — это не упрощение, а инженерный компромисс между стабильностью и манёвренностью.

Почему три колеса — это не всегда проще

В 2021 году мы тестировали конфигурацию с двумя ведущими и одним поворотным колесом для AGV в складских помещениях. Казалось бы — идеально для узких коридоров. Но на практике выяснилось: при резком торможении с грузом 200 кг робот ?клюёт носом?. Пришлось пересчитывать развесовку и добавлять демпферы.

Кстати, о колёсах — не все понимают разницу между полиуретановыми и нейлоновыми роликами для напольных покрытий. На бетоне нейлон идёт ?глухо?, а на эпоксидном покрытии полиуретан начинает проскальзывать в поворотах. Мелочь? До первого инцидента с опрокидыванием паллеты.

Вот тут и пригодился опыт ООО Гуанчжоу Колесо Мудрости Технолоджи — их инженеры подсказали схему с независимыми тормозными модулями. Не панацея, но на 30% снизила риски заносов.

Где трёхколёсная схема работает лучше всего

В автоматизированных линиях сборки электроники — классика. Там требуется точность позиционирования до миллиметра, а нагрузки сравнительно небольшие. Но когда заказчик из металлургии потребовал адаптировать такую схему для транспортировки заготовок весом полтонны — пришлось отказаться. Три точки опоры не обеспечивали нужного распределения нагрузки на стыках плит.

Любопытный кейс: в фармацевтическом производстве трёхколёсные AGV показали себя лучше четырёхколёсных из-за меньшего радиуса разворота в стерильных зонах с ограниченным пространством. Но пришлось разрабатывать специальные покрышки, устойчивые к дезинфицирующим составам.

На сайте zhlun.ru есть технические отчёты по этому вопросу — рекомендую изучить, прежде чем выбирать конфигурацию для специфических сред.

Оборотная сторона манёвренности

Главный миф — что трёхколёсные системы дешевле в обслуживании. Меньше колёс — меньше подшипников? Как бы не так! Как раз поворотный узел одинарного колеса требует более частой профилактики, особенно при работе в режиме 24/7. Мы в прошлом году заменили 12 комплектов шасси именно из-за выхода из строя поворотных механизмов.

Ещё один нюанс — калибровка датчиков. При трёх точках контакта с полом любые отклонения в уровне сразу влияют на показания инклинометров. Приходится проводить юстировку после каждой замены покрышек.

Команда разработчиков ООО Гуанчжоу Колесо Мудрости Технолоджи как-то предлагала нам прототип с активной системой стабилизации — интересное решение, но для массового применения пока дороговато.

Кейсы, которые стоит учитывать

В логистическом центре под Казанью ставили трёхколёсные AGV для работы в многоуровневых стеллажах. Сначала всё шло хорошо, пока не начались проблемы с позиционированием на стыках этажей. Выяснилось, что при переходе через пороги датчики теряли точность из-за изменения угла наклона.

Пришлось дорабатывать алгоритмы навигации — добавили коррекцию по гироскопу. Кстати, это увеличило энергопотребление на 15%, что для круглосуточных операций критично.

Сейчас смотрим на гибридные решения — те же трехколесные ролики, но с дополнительными страховочными опорами для работы на неровных поверхностях. В ООО Гуанчжоу Колесо Мудрости Технолоджи разрабатывают подобные модули для тяжёлых условий эксплуатации.

Что в перспективе

Сейчас экспериментируем с интеллектуальными системами распределения нагрузки — когда микроподруливание каждым колесом компенсирует неровности пола. Пока сыровато, но на тестовых участках уже даёт прирост точности позиционирования.

Интересно, что в направлении автономных мобильных роботов трёхколёсная схема снова набирает популярность — особенно для помещений со сложной геометрией. Видимо, цикличность в технике никто не отменял.

Если говорить о трендах — будущее за адаптивными системами, где конфигурация шасси может меняться в зависимости от задачи. Но это уже тема для отдельного разговора.