Všeobecně orientovaný autonomní mobilní robot (AMR) pro inteligentní skladování a továrny

1. Přehled řešení​

Toto řešení je navrženo k dosažení automatizované, přesné a efektivní dopravy regálů nebo materiálů v skladových scénářích. Tento robot integruje pokročilý systém pohybu ve více směrech, inteligentní mechanismus pro zvedání a otáčení, adaptivní zařízení pro uzamykání nákladu a komplexní systém vnímání prostředí. Může být bezproblémově integrován do automatizovaných skladů a chytrých továren, což významně zvyšuje efektivitu logistiky a snižuje náklady na pracovní sílu a provozní rizika.

​II. Sestava systému & klíčové technologie​

Dopravní robot se hlavně skládá ze čtyř klíčových systémů: Pohyblivé podložky, Otočného zvedacího zařízení, Adaptivního uzamykacího zařízení a Integrovaného řídicího systému.

​1. Pohyblivá podložka: Pohotový pohyb ve více směrech & stabilní nesení zatížení​

Podložka slouží jako mobilní základ robota, s vysoce pevnou čtvercovou desku integrovanou s tělem pro strukturální robustnost.

• ​Systém pohybu ve více směrech:​​ Vybaven čtyřmi nezávisle poháněnými sadami kol Mecanum. Každé kolo je poháněno samostatným motorem, což poskytuje robotovi plné schopnosti pohybu do všech směrů - dopředu/zpět, postranně, diagonálně a 360° rotace na místě - poskytující vynikající manévrovatelnost v omezených prostorech.
• ​Zlepšený systém tlumení:​​ Dva protilehlé nosiče kol jsou vybaveny vysokovýkonnými tlumiči. Tyto zařízení využívají hnutelnou strukturu kombinovanou s vedením (manžeta + vodící tyč) a používají válcové pružiny jako tlumicí prvky, což efektivně absorbuje vibrace způsobené nerovnou podlahou a zajišťuje extrémní stabilitu během jízdy a operací zvedání.
• ​Bezpečnost & pomocný design:​​ Obsahuje nárazníky vpředu a vzadu pro fyzickou ochranu. Horní část těla zahrnuje přístupové otvory pro mechanismus zvedání. Okna pro odvádění tepla a světlopropustné panely jsou navrženy nad koly, aby odpovídaly chlazení motoru a poskytovaly vnitřní osvětlení pro údržbu.

​2. Otočné zvedací zařízení: Přesné zvedání & úprava úhlu​

Toto zařízení funguje jako "prováděcí ruka" robota, vertikálně nainstalovaná uvnitř podložky, odpovědná za zvedání a úpravu nákladu.

• ​Dvojitý pohon:​​ Funkcionuje na principu "vodicí hřeb - matice", ovládané dvěma nezávislými motory:
• ​Motor pro zvedání:​​ Pohání ozubené kolo, které zapadá do ozubeného kruhu montovaného na spodním konci vodicího hřebu, což způsobí, že se vodicí hřeb otáčí. Tato rotace pohání matice pro přesné svislé zvedání.
• ​Motor pro otáčení:​​ Pohání ozubené kolo, které zapadá do ozubeného kruhu integrovaného s maticí. To pohání horní zvedací desku k provedení 360° spojité rotace.
• ​Funkční integrace:​​ Schopno zvednout regál na určitou výšku a upravit jeho úhel ve vzduchu, dokonale propojuje s uložišti různých výšek a orientací, což velmi rozšiřuje operační rozsah.

​3. Adaptivní uzamykací zařízení: Inteligentní rozpoznávání & spolehlivé uzamčení​

Toto zařízení je nainstalováno uvnitř pevného rámu, používá se k automatickému rozpoznání a uzamčení regálu před a po zvedání.

• ​Adaptivní struktura:​​ Využívá nosný rám a adaptivní rám, oba s trojúhelníkovou krabičkovou strukturou, spojené svislými posuvnými kolejnicemi. Adaptivní rám může volně pohybovat svisle, což zajišťuje konformní kontakt s regálem při zapojení.
• ​Elektromagnetické uzamčení:​​ Adaptivní rám je vybaven dvěma elektromagnety s kulovitými spoji, umožňující 360° svobodnou rotaci. To zajišťuje maximální plošný kontakt s regálem pro bezpečné a spolehlivé upevnění. Elektromagnety procházejí přístupovými otvory v dveřích rámu pro operaci.
• ​Přesné detekce:​​ Vybaveny konečnými spínači a přibližovacími senzory pro přesné detekci relativní polohy při přiblížení k regálu, vedoucí podložku k finálnímu zarovnání a zajištující bezchybný proces uzamčení.

​4. Integrovaný řídicí systém & síť vnímání​

Řadič, který slouží jako "mozek" robota, je integrován uvnitř těla, koordinuje všechny akce.

• ​Komplexní vnímání:​​
• ​Hloubková kamera:​​ Používá se k identifikaci přesné 3D pozice regálu, vedoucí ke startovnímu umístění robota.
• ​LiDAR:​​ Nainstalován na přední straně pevného rámu, umožňuje rozsáhlé detekci předních překážek a mapování/navigaci založené na SLAM.
• ​Vícesenzorové pole:​​ Ultrazvukové a fotoelektrické senzory jsou smíšeny na obou stranách těla. Analýza změn v hodnotách senzorů umožňuje identifikovat překážky různých velikostí, poskytující doplňkovou ochranu pro blízké slepé místo.
• ​Lidsko-robotická interakce (HMI):​​ Zahrnuje tlačítka pro nouzové zastavení a indikační světla stavu pro zajištění bezpečnosti provozu a zobrazení aktuálního stavu zařízení v reálném čase.

​III. Inteligentní pracovní postup​

1. ​Přidělení úkolu & umístění:​​ Po přijetí systémového příkazu se robot naviguje k cílové oblasti regálu pomocí LiDAR. Přesné finální umístění je dosaženo pomocí hloubkové kamery.
2. ​Přesné zarovnání & kalibrace:​​ Robot se pohybuje pod regál. Senzory na adaptivním uzamykacím zařízení aktivují, provádějí jemné úpravy pro zajištění optimálního zarovnání s regálem.
3. ​Adaptivní uzamčení:​​ Po zarovnání jsou energizovány elektromagnety, pevně se přichytí k určeným bodům na regálu, zabezpečují náklad.
4. ​Zvedání & úprava úhlu:​​ Aktivuje se otočné zvedací mechanismus. Motor pro zvedání hladce zvedne regál ze země. Poté motor pro otáčení upraví úhel regálu podle potřeb cílového místa.
5. ​Inteligentní doprava:​​ Robot přepravuje regál podle plánované trasy k cíli. Během cesty se aktivně vyhýbá překážkám pomocí LiDAR a pole senzorů.
6. ​Vyložení & návrat:​​ Po dosažení cílového bodu mechanismus zvedání spustí regál na místo a elektromagnety deenergizují a uvolní. Robot pak pokračuje k dalšímu úkolu nebo se vrátí do pohotovostní oblasti.

​IV. Shrnutí klíčových výhod​

• ​Nejvyšší flexibilita:​​ Pohyblivá podložka s pohybem ve více směrech umožňuje pohyblivost do libovolného směru, významně snižuje poloměr otáčení a zvyšuje využití prostoru a operační efektivitu.
• ​Vysoká inteligence:​​ Integruje hloubkové vidění, LiDAR a mnoho senzorů, což umožňuje plnou automatizaci od identifikace a umístění až po zachycení a vyhýbání se překážkám, nabízí vysokou míru inteligence.
• ​Vynikající stabilita:​​ Unikátní design tlumení efektivně filtruje narážky, kombinován s elektromagnetickým způsobem uzamčení, zajišťuje stabilní dopravu bez posouvání pro cenné nebo křehké zboží.
• ​Mocná funkčnost:​​ Integruje mobilitu, zvedání a otáčení do jedné jednotky, umožňuje jednomu stroji zvládat více úkolů a pokrýt potřeby dlouhodobé, vícekamenné dopravy v komplexních skladových prostředích.
• ​Seamless Automation Integration:​​ Standardizované rozhraní řídicího systému umožňuje snadnou integraci s vyššími systémy správy skladu (WMS) a systémy řízení skladu (WCS), což z něj dělá ideální řešení pro vytváření "bezsvětelných" továren a automatizovaných skladovacích systémů.