روبوت متحرك ذاتي متعدد الاتجاهات (AMR) لمستودعات ومرافق ذكية

1. نظرة عامة على الحل​

تم تصميم هذا الحل لتحقيق نقل أوتوماتيكي دقيق وفعال للرفوف أو المواد في سيناريوهات المستودعات. يدمج هذا الروبوت نظام حركة متعدد الاتجاهات متقدم، وآلية رفع وتدوير ذكية، وجهاز قفل شحن متكيف، ونظام إدراك بيئي شامل. يمكن دمجه بسلاسة في المستودعات الآلية والمصانع الذكية، مما يعزز بشكل كبير كفاءة الشحن ويقلل من تكاليف العمالة والمخاطر التشغيلية.

​II. تركيب النظام والتكنولوجيات الأساسية​

يتكون الروبوت الناقل أساسًا من أربعة أنظمة رئيسية: الهيكل المتحرك، وآلية الرفع والتدوير، وجهاز القفل المتكيف، ونظام التحكم المتكامل.

​1. الهيكل المتحرك: حركة متعددة الاتجاهات وحمل مستقر​

يعمل الهيكل كقاعدة متحركة للروبوت، مع لوحة قاعدة مربعة عالية القوة مدمجة مع الجسم لضمان المتانة الهيكلية.

• ​نظام الحركة متعدد الاتجاهات:​​ مزود بأربع مجموعات من العجلات Mecanum مستقلة الدفع. يتم تشغيل كل عجلة بواسطة محرك مستقل، مما يمنح الروبوت قدرات حركة كاملة متعددة الاتجاهات - للأمام / للخلف، جانبيًا، قطرية، ودوران 360 درجة في مكان واحد - مما يوفر مرونة استثنائية في المساحات الضيقة.
• ​نظام امتصاص الصدمات المعزز:​​ مزود بمجموعتين من الأذرع المقابلة للعجلات على قطري مزودتان بامتصاص الصدمات عالية الأداء. تستخدم هذه الأجهزة هيكل مفصل مع آليات توجيه (كم + عمود توجيه) وتستخدم الربيع الأسطواني كعناصر تثبيت، مما يساعد على امتصاص الاهتزازات الناجمة عن الأرضيات غير المستوية لضمان الاستقرار الشديد أثناء السفر والعمليات الرافعة.
• ​تصميم الأمان والمساعدة:​​ يحتوي على مصدات أمامية وخلفية للحماية الفيزيائية. يتضمن الجزء العلوي من الجسم فتحات للوصول إلى آلية الرفع. تم تصميم نوافذ التبريد والألواح الشفافة فوق العجلات لتبريد المحرك وتقديم الإضاءة الداخلية للصيانة.

​2. آلية الرفع والتدوير: الرفع الدقيق وضبط الزاوية​

تعمل هذه الآلية كـ "ذراع التنفيذ" للروبوت، مثبتة بشكل عمودي داخل الهيكل، مسؤولة عن الرفع وضبط زاوية الشحنة.

• ​تصميم ثنائي الدفع:​​ يعمل على مبدأ "المسcrew-nut" للنقل، متحكم فيه بواسطة محركين مستقلين:
• ​محرك الرفع:​​ يدفع عجلة الرفع، التي ترتبط بحلقة رفع مثبتة في نهاية المسcrew السفلية، مما يجعل المسcrew تدور. يؤدي هذا الدوران إلى تحريك حلقة المسcrew nut للرفع العمودي الدقيق.
• ​محرك التدوير:​​ يدفع عجلة التدوير، التي ترتبط بحلقة تدوير متكاملة مع حلقة المسcrew nut. وهذا يدفع لوحة الرفع العلوية لأداء دوران مستمر 360 درجة.
• ​التكامل الوظيفي:​​ قادر على رفع الرفوف إلى ارتفاع محدد وضبط زاويتها في الجو، مما يتوافق بشكل مثالي مع مواقع التخزين المختلفة في الارتفاع والاتجاه، مما يوسع نطاق العمل بشكل كبير.

​3. جهاز القفل المتكيف: التعرف الذكي والقفل الموثوق​

يتم تثبيت هذا الجهاز داخل الإطار الثابت، يستخدم لتحديد الهوية تلقائيًا وقفل الرف قبل وبعد الرفع.

• ​الهيكل المتكيف:​​ يستخدم إطار داعم وإطار متكيف، وكلاهما له بنية صندوق مثلث، مرتبطان بشرائح رأسية. يمكن للإطار المتكيف الطفو رأسيًا، مما يضمن التواصل الملائم مع الرف عند الارتباط.
• ​القفل الكهرومغناطيسي:​​ يتم تزويد الإطار المتكيف باثنين من المغناطيس الكهربائية مع اتصالات رأس كرة، مما يسمح بالدوران الحر 360 درجة. هذا يضمن مساحة اتصال سطحيه قصوى مع الرف للثبات والقفل الموثوق. تمتد المغناطيس الكهربائية عبر فتحات الوصول في لوحة الباب للإطار للعمل.
• ​الكشف الدقيق:​​ مزود بمقابس حد وأجهزة استشعار قرب للكشف بدقة عن الموضع النسبي عند الاقتراب من الرف، مما يوجه الهيكل للمحاذاة النهائية ويضمن عملية قفل لا تقبل الخطأ.

​4. نظام التحكم المتكامل وشبكة الإدراك​

يعمل المتحكم كـ "الدماغ" للروبوت، مدمج داخل الجسم، ينسق جميع الإجراءات.

• ​الإدراك الشامل:​​
• ​كاميرا العمق:​​ تستخدم لتحديد الموضع ثلاثي الأبعاد الدقيق للرف، مما يوجه التمركز الأولي للروبوت.
• ​ليدار (LiDAR):​​ مثبت على الجانب الأمامي للإطار الثابت، يمكّن من الكشف عن العقبات على نطاق واسع في الجبهة ورسم الخرائط والتنقل بناءً على SLAM.
• ​مجموعة أجهزة الاستشعار متعددة الأوضاع:​​ يتم خلط أجهزة الاستشعار فوق الصوتية وأجهزة الاستشعار الضوئية على الجانبين من الجسم. من خلال تحليل التغييرات في قراءات الأجهزة، يمكن للنظام تحديد العقبات من مختلف الأحجام، مما يوفر حماية إضافية للبقع العمياء القريبة.
• ​التواصل بين الإنسان والآلة (HMI):​​ يشمل أزرار التوقف الطارئة وأضواء مؤشر الحالة للتأكد من السلامة التشغيلية وعرض حالة المعدات في الوقت الحقيقي.

​III. سير العمل الذكي​

1. ​تعيين المهمة والتوضع:​​ بعد استلام أمر النظام، يقوم الروبوت بالتنقل إلى منطقة الرف المستهدفة باستخدام ليدار. يتم تحقيق التوضع النهائي الدقيق باستخدام كاميرا العمق.
2. ​المحاذاة الدقيقة والضبط:​​ يتحرك الروبوت تحت الرف. يتم تنشيط أجهزة الاستشعار على جهاز القفل المتكيف، مما يؤدي إلى ضبط دقيق للتأكد من المحاذاة المثلى مع الرف.
3. ​القفل المتكيف:​​ بعد المحاذاة، يتم تنشيط المغناطيس الكهربائية، مما يسمح لها بالتعلق بإحكام بنقاط محددة على الرف، مما يؤمن الشحنة.
4. ​الرفع وضبط الزاوية:​​ يتم تنشيط آلية الرفع والتدوير. يقوم محرك الرفع برفع الرف بسلاسة عن الأرض. ثم يقوم محرك التدوير بضبط زاوية الرف حسب ما هو مطلوب في وجهة الوصول.
5. ​النقل الذكي:​​ يحمل الروبوت الرف على طول المسار المخطط له إلى الوجهة. يتم تنفيذ تجنب العقبات النشط طوال الرحلة باستخدام ليدار ومجموعة الأجهزة الاستشعارية.
6. ​تفريغ الشحنة والعودة:​​ عند الوصول إلى نقطة الهدف، تقوم آلية الرفع بخفض الرف في مكانه، وتم إطفاء المغناطيس الكهربائية وإطلاقها. ثم ينتقل الروبوت إلى المهمة التالية أو يعود إلى منطقة الانتظار.

​IV. ملخص المزايا الأساسية​

• ​المرونة القصوى:​​ يسمح الهيكل المتحرك متعدد الاتجاهات بالحركة المرنة في أي اتجاه، مما يقلل بشكل كبير من نصف قطر الدوران ويحسن استخدام المساحة وكفاءة التشغيل.
• ​الذكاء العالي:​​ يدمج رؤية العمق وليدار وأجهزة استشعار متعددة لتحقيق التحكم الآلي الكامل من التعرف والتوضع إلى التقاط وتجنب العقبات، مما يقدم درجة عالية من الذكاء.
• ​الاستقرار الاستثنائي:​​ يساهم تصميم امتصاص الصدمات الفريد في تصفية الاهتزازات، بالإضافة إلى طريقة القفل الكهرومغناطيسي، مما يضمن النقل المستقر دون انزلاق للبضائع الثمينة أو الهشة.
• ​الوظائف القوية:​​ يدمج الوظائف المتحركة والرافعة والتدوير في وحدة واحدة، مما يتيح للآلة الواحدة التعامل مع مهام متعددة وغطاء احتياجات النقل على مسافات طويلة ومعقدة في البيئات المستودعية.
• ​التكامل السلس للتحكم الآلي:​​ تسمح واجهات نظام التحكم القياسية بالتكامل السهل مع أنظمة إدارة المستودعات (WMS) وأنظمة التحكم في المستودعات (WCS) العلوية، مما يجعلها حلًا مثاليًا لبناء المصانع ذات الإضاءة المنخفضة وأنظمة التخزين الآلية.