安全是無人導向車 (AGV) 保護人類和環(huán)境的重中之重。然而，僅有激光掃描儀和安全控制器是不夠的。正確的驅動解決方案對自動運輸車輛的安全高效運行做出了重大貢獻。

用于無人駕駛運輸車輛的“Argodrive”駕駛和轉向系統(tǒng)是一個由電機、特殊齒輪、傳感器和所有必要連接組成的單元，可實現(xiàn)區(qū)域移動導航。圖片：EBM-Papst

由于日益靈活的生產過程，貨物的流動也在被重新思考--并由無人駕駛的運輸車輛實現(xiàn)。因此，復雜的運輸任務可以在生產車間和物流區(qū)有效地完成，而不需要僵硬的材料流動方案。理想情況下，AGV完全自由地導航到他們的目的地。這樣一來，車輛就能獨立地避開障礙物，在突然出現(xiàn)的人面前安全停下。

因此，安全問題必須成為AGV的首要任務。對于AGV的制造商和運營商來說，沒有什么比人們因接觸車輛而受傷更致命的了。與機器或危險貨物的碰撞也會造成相當大的損失。因此，AGV必須滿足控制、導航、制動和速度監(jiān)測方面的特定安全功能。工業(yè)領域的相應要求在標準DIN EN ISO 3691-4 "無人駕駛工業(yè)卡車及其系統(tǒng) "中有所規(guī)定。該標準還規(guī)定了監(jiān)測功能、操作模式和制動控制所需的性能水平。

為了實現(xiàn)安全功能，AGV的組件應該能夠盡可能不復雜地集成到不同的解決方案中。這方面的先決條件是對工業(yè)標準的支持，最重要的是，組件本身已經具有廣泛的嵌入式安全功能。AGV的驅動概念在這里起著至關重要的作用，以便能夠以成本優(yōu)化的方式和盡可能簡單地配置車輛。

驅動器解決方案的安全作用

關于自動導引車的安全問題，安全控制器和用于監(jiān)測環(huán)境的激光掃描儀發(fā)揮著核心作用。然而，任何行動都必須通過驅動器 "安全 "地實施。安全關鍵因素，如制動能力、速度、轉向角和有效載荷重量是相互依存的，在執(zhí)行AGV的動作時必須考慮到。為了能夠在必要時通過安全控制器觸發(fā)這些安全狀態(tài)，驅動技術必須能夠處理安全指令。然而，通常情況下，在實踐中經常使用沒有總線接口和相應安全協(xié)議的驅動器，這意味著必須安裝額外的安全編碼器。出于冗余的原因，移動軸總是需要第二個信號。這些用于監(jiān)測行進方向和驅動器安全速度的安全傳感器需要花費資金、整合工作和寶貴的安裝空間。

為此，EBM-Papst已經在其緊湊型驅動解決方案 "Argodrive "中集成了實施基于冗余的安全概念的必要組件。這種驅動-轉向系統(tǒng)將推進和轉向的功能結合在一個組件中，并有必要的傳感器和所有必要的連接。每個 "Argodrive "都有冗余的編碼器系統(tǒng)，用它可以很容易地實現(xiàn)具有全方向機動性的FTF。除了電機的霍爾傳感器外，還有一個額外的第二個編碼器提供所需的冗余，以可靠地記錄準確的速度。還有一個為確定轉向角而設計的冗余編碼器系統(tǒng)。因此，"Argodrive "已經為自動導引車的高層安全控制提供了產生安全信號的最重要基礎。因此，AGV的制造商通過單獨的編碼器為自己節(jié)省了更多的集成工作，例如，為了記錄回轉環(huán)的轉向角度以及安全速度。傳感器的可用MttFd值也允許用普通工具計算可實現(xiàn)的性能水平。

為了給自動導引車制造商在選擇安全控制方面提供最大的自由度，必須支持最重要的商業(yè)化通信標準。

因此，通過 "Argodrive"，EBM-Papst提供了對CANopen以及EtherCAT的支持，或與Profinet整合到西門子控制環(huán)境中。

安全停車

在緊急情況下，無人搬送車必須在適合情況的短距離內停下來。當然，如果AGV的制動行為不佳，安全掃描儀檢測到的保護區(qū)域可以擴大，但這樣一來，車輛的運行效率和競爭力就會大大降低。無論保護區(qū)域的大小，驅動系統(tǒng)必須在發(fā)生危險時可靠地執(zhí)行安全停車的指令。因此，首先需要高制動功率。Argodrive "可以立即啟動緊急制動，以及控制電動減速，最高可達2.5 m/s2。機械緊急制動扭矩為60牛，而電動減速可達到30牛。機械制動器也可作為固定制動器，例如，用于固定受損的AGV，防止其無意中滾開，甚至在坡道上。

在緊急制動的情況下，安裝了四個 "Argodrives "的AGV會比安裝兩個單元和支撐輪的AGV更快地靜止--因為所有四個驅動器的制動扭矩都可用。這已經顯示了這一解決方案的顯著優(yōu)勢：即使只有一個 "Argodrive"，也可以通過組合驅動和轉向功能實現(xiàn)無人駕駛運輸車輛。僅憑兩個 "Argodrives"，F(xiàn)TF就可以選擇全方向的機動性。有了四個驅動單元，不僅可以提高可能的運輸重量，而且如前所述，還可以提高最大制動減速。即使整個車輛的電源發(fā)生故障，"Argodrive "也會進入一個安全的停止狀態(tài)，以避免不受控制的運動。這樣就達到了理想的安全狀態(tài)。

除了高制動減速外，該驅動器還必須能輕松地容忍大量的緊急停車而不限制功能。在緊急停車時，"Argodrive "通過剎車片將車輪機械地減速到最大。然而，對于絕大多數(shù)的制動操作，2.5 m/s2的電動減速總是足夠的，因為自動導引車的減速性能與為正常駕駛速度設置的保護場大小相匹配。安全控制系統(tǒng)只有在物體或人突然侵犯AGV前面的狹窄保護區(qū)域時才會啟動緊急制動。在這里，高度動態(tài)的實時監(jiān)控不斷發(fā)生。

綜合彈性

除了用于集成電機的轉向角和速度的傳感器系統(tǒng)冗余之外，整個驅動系統(tǒng)還必須具有高可靠性。電子元器件的MttFd（Mean-time-to-dangerous-Failure）等核心價值是無人駕駛交通工具設計者必備的。因為他的安全計算是根據(jù)這些值以及驅動系統(tǒng)的純機電部件（例如制動器）的 B10 值提供的。B10 值表示組件的標稱使用壽命，存活概率為 90%。Sistema 安全軟件工具使用這些值來確定驅動系統(tǒng)或任何其他已安裝組件是否可以實現(xiàn)無人駕駛運輸車輛所需的故障安全。

EBM-Papst 的高質量標準確保了驅動解決方案的長使用壽命和可靠性?！癆rgodrive”在其整個使用壽命期間無需維護。這使其有別于機械上更復雜的驅動概念，例如需要定期清潔或用油重新潤滑的 Mecanum 輪。此外，由于其獨特的設計，與其他全向驅動裝置相比，“Argodrive”在驅動轉向系統(tǒng)中沒有移動電纜或接觸點。此外，驅動組件和傳感器封裝在外殼中，因此不會暴露在環(huán)境條件下。這消除了失敗的另一個原因。

不僅僅是組件供應商

實施必要的安全措施對于無人駕駛交通工具的開發(fā)者來說無疑是一個挑戰(zhàn)。因此，將驅動解決方案盡可能簡單地集成到整體概念中非常重要。憑借“Argodrive”，EBM-Papst 已經提供了大量集成安全功能，使 AGV 制造商的工作更加輕松。這還包括通過使用 48 VDC 的安全超低電壓運行驅動器來簡化安裝。在 230 VAC 或更高電壓下運行的驅動器的設計限制更少，低電壓水平對維護人員的要求也更少。這不僅減少了工作量從而節(jié)省了成本，而且還提高了可靠性和安全級別（僅保護性超低電壓）。

無人駕駛運輸車輛制造商也可以借鑒 EBM-Papst 的集成經驗。全向驅動和轉向系統(tǒng)的供應商可以借鑒其在項目中的經驗，從而為 AGV 開發(fā)人員的安全概念的實施提供建議。例如，這適用于讀取安全信號、需要注意的事項以及不同總線系統(tǒng)可能出現(xiàn)的缺陷。憑借“Argodrive”，EBM-Papst 不僅將自己視為驅動系統(tǒng)的組件供應商，而且越來越多地成為無人駕駛運輸車輛制造商的開發(fā)合作伙伴。