基于虚拟样机技术的货叉式AGV稳定性研究与结构优化

摘要

随着制造业产业升级，“工业4.0”、数字化车间将不仅仅停留在鲜活的概念阶段。AGV自动导引车作为数字化车间中的重要一环，得到了越来越多的使用，极大地提高了车间的数字化水平。高举升货叉式AGV是AGV车型型谱中的一个广泛使用的车型，能够充分的利用车间场地空间。本文利用虚拟样机技术对货叉式高举升自动导引车(AGV)进行了稳定性研究，对可能发生的危险工况进行预判，并对车体进行优化设计及模态分析，在虚拟环境中对 AGV 稳定性及车体结构性能进行分析和优化，保证了产品质量和AGV的安全稳定工作。　　高举升货叉式自动导引车(AGV)能够更加充分的利用场地空间，其工作环境中不可避免会出现路面不平整的现象，高举升 AGV 的行驶稳定性问题也越发突出。本文论述了在设计阶段利用 ADAMS 建立高举升货叉式 AGV 虚拟样机模型，根据GB/T20721-2006自动导引车通用技术条件中对于环境适应性的要求，在虚拟样机中令 AGV以额定速度额定载重通过 5mm台阶路面及 8mm沟宽路面，以分析台阶路面对AGV稳定性的影响，对危险情况进行预判，以保证高举升AGV的运行安全。　　在整车制造完成之后进行了实地试运行试验，以检验仿真结果是否准确。令AGV通过30mm沟宽路面以记录货叉叉尖的垂直方向位移，并在仿真环境中设置同样路面进行对比。通过对比试验得出仿真结果最大偏差为 15.6%，仿真结果较为准确，能够较好的预测可能的危险情况。　　本文应用workbench对车体进有限元强度及刚度进行校核，车体最大应力和最大变形均小于许用应力及许用变形量要求。对车体中三个主要受力结构底板、立板和电池板进行尺寸优化，在满足强度和变形量要求的前提下，使车体质量降低了9.8%，节约了材料，并改善了AGV动力性能。　　本文应用 workbench 模态分析模块对 AGV 车体进行了模态分析，提取了车体的前六阶固有频率。然后根据 AGV 额定速度计算出路面不平度激励频率和驱动电机激励频率，并与车体固有频率进行对比，得出了这两种激励都不会因车车体共振的结论，为车体设计提供了依据。

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