自亞馬遜收購(gòu)倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人Kiva Systems開(kāi)始，國(guó)內(nèi)GEEK+、快倉(cāng)、怡豐機(jī)器人、海康威視等公司相繼推出了倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人產(chǎn)品。倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人主要應(yīng)用于快遞分揀行業(yè)，實(shí)現(xiàn)“人找貨”到“貨到人”的轉(zhuǎn)變，有效提高貨物的揀選效率和揀選準(zhǔn)確率，目前在蘇寧、唯品會(huì)、北方出版集團(tuán)等公司得到應(yīng)用。由于倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人采用六輪底盤(pán)結(jié)構(gòu)，其中兩輪是驅(qū)動(dòng)輪，其余四輪是萬(wàn)向從動(dòng)腳輪，所以倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人存在一個(gè)共性的問(wèn)題，那就是驅(qū)動(dòng)輪容易出現(xiàn)打滑。GB/T 20721-2006《自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)通用技術(shù)條件》中要求AGV行走路面起伏程度在1 m²的范圍內(nèi)不超過(guò)3mm。而在項(xiàng)目實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，AGV行走路面起伏程度一般都超過(guò)了3mm/m²，所以解決倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人對(duì)地面的適應(yīng)性問(wèn)題尤為重要（地面起伏程度在8mm/m²也可以行走不打滑）。本文通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪附著力的分析，提出了一種新的倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人底盤(pán)，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人行走不打滑的目的。

一、現(xiàn)有倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人底盤(pán)結(jié)構(gòu) 

現(xiàn)有倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人底盤(pán)與卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的設(shè)計(jì)類(lèi)似，底盤(pán)結(jié)構(gòu)示意如圖1。在倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人底盤(pán)中間安裝有兩個(gè)差速驅(qū)動(dòng)輪，四角各有一個(gè)萬(wàn)向輪。為了使AGV定位精度高，導(dǎo)航行走精度高，驅(qū)動(dòng)輪必須接觸地面并有足夠的附著力。否則，驅(qū)動(dòng)輪懸空或附著力小會(huì)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪打滑，導(dǎo)致AGV跑偏。因而現(xiàn)有大多倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人廠家采用驅(qū)動(dòng)輪懸浮結(jié)構(gòu)，如圖2。

從圖2可知，驅(qū)動(dòng)輪可繞絞點(diǎn)A上下轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)另一端的彈簧力使驅(qū)動(dòng)輪接觸地面，以適應(yīng)地面起伏，并提供足夠的附著力。

二、現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)輪附著力分析 

忽略驅(qū)動(dòng)輪自重重量，對(duì)現(xiàn)有倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)輪受力分析如圖3。

根據(jù)受力分析有：

式中：為驅(qū)動(dòng)輪的附著力；為彈簧壓力；為A、C兩點(diǎn)的水平投影距離；為A、B兩點(diǎn)的水平投影距離；為彈簧的剛度；為彈簧的壓縮量；為倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人底盤(pán)空載時(shí)重量。

根據(jù)式（1）、（2）和（3）可得：

根據(jù)式（4）可知：當(dāng)和為定值時(shí)，彈簧壓力不能太大，避免出現(xiàn)空載時(shí)把倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人底盤(pán)上的其余萬(wàn)向輪懸空，導(dǎo)致倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人行走出現(xiàn)不平穩(wěn)現(xiàn)象；同時(shí)，由于地面不平的原因，會(huì)導(dǎo)致彈簧壓縮量變化，為了保證附著力受彈簧壓縮量變化影響更小，彈簧剛度不宜過(guò)大。