ربات موبایل خودمختار چند جهته (AMR) برای انبارهای هوشمند و کارخانه ها

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 للشحنات متكيف، ونظام إدراك بيئي شامل. يمكن دمجه بسلاسة في المستودعات الآلية والمصانع الذكية، مما يعزز بشكل كبير كفاءة النقل مع تقليل تكاليف العمالة والمخاطر التشغيلية.

ثانياً: تركيب النظام والتكنولوجيات الأساسية

يتكون الروبوت الناقل أساساً من أربعة أنظمة رئيسية: القاعدة المتحركة، جهاز الرفع الدوار، جهاز القفل المتكيف، ونظام التحكم المتكامل.

1. القاعدة المتحركة: الحركة المتعددة الاتجاهات والحمل المستقر

تعمل القاعدة كقاعدة متحركة للروبوت، وتتميز بلوحة قاعدية مربعة عالية القوة متكاملة مع الجسم لضمان متانة الهيكل.

• نظام الحركة المتعددة الاتجاهات: مزود بأربع مجموعات من العجلات ميكانيوم مستقلة. كل عجلة تعمل بواسطة محرك مستقل، مما يمنح الروبوت القدرة الكاملة على الحركة في جميع الاتجاهات - للأمام / للخلف، الجانبية، القطري، والدوران بمقدار 360 درجة في مكان واحد - مما يوفر مANEuverability استثنائية في المساحات الضيقة.
• نظام امتصاص الصدمات المعزز: تم تجهيز كتلتين متقابلتين من العجلات بمحاصص صدمات عالية الأداء. هذه الأجهزة تستخدم هيكل مفصل مع آليات توجيه (كم + عمود توجيه) وتستخدم محاور أسطوانية كعناصر مخففة، مما يساعد على امتصاص الاهتزازات الناتجة عن الأرض غير المستوية لضمان الاستقرار الشديد أثناء السفر والعمليات الرافعة.
• تصميم الأمان والمساعد: يتميز بصدامات أمامية وخلفية للحماية الفيزيائية. يتضمن الجزء العلوي من الجسم فتحات للوصول إلى آلية الرفع. تم تصميم نوافذ التبريد والألواح شفافة فوق العجلات لتلبية تبريد المحرك وتقديم الإضاءة الداخلية للصيانة.

2. جهاز الرفع الدوار: الرفع الدقيق وضبط الزاوية

يعمل هذا الجهاز كـ "ذراع التنفيذ" للروبوت، مثبت بشكل عمودي داخل القاعدة، مسؤول عن رفع وضبط الشحنات.

• تصميم ثنائي الدفع: يعمل على مبدأ التحويل "المسcrew-nut"، متحكم به بواسطة محركين مستقلين:
• محرك الرفع: يحرك ترس الرفع، الذي يرتبط بحلقة ترس رفع مثبتة في نهاية المسcrew السفلى، مما يؤدي إلى دوران المسcrew. هذا الدوران يحرك حلقة المسcrew nut للرفع العمودي الدقيق.
• محرك الدوران: يحرك ترس الدوران، الذي يرتبط بحلقة ترس الدوران المتكاملة مع حلقة المسcrew nut. هذا يدفع اللوحة العلوية للرفع لأداء دوران مستمر بمقدار 360 درجة.
• التكامل الوظيفي: قادر على رفع الرفوف إلى ارتفاع محدد وضبط زاويتها في الجو، مما يتوافق بشكل مثالي مع مواقع التخزين ذات الارتفاعات والاتجاهات المختلفة، مما يوسع نطاق التشغيل بشكل كبير.

3. جهاز القفل المتكيف: التعرف الذكي والقفل الموثوق

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

• الهيكل المتكيف: يستخدم إطار دعم وإطار متكيف، وكلاهما بنية صندوقية مثلثة، متصلاً بشرائح عمودية. يمكن للإطار المتكيف الطفو عمودياً، مما يضمن الاتصال المطابق مع الرف عند الاشتباك.
• القفل الكهرومغناطيسي: يحتوي الإطار المتكيف على مغناطيسين كهربائيين مع اتصالات كرة الرأس، مما يسمح بالدوران الحر بمقدار 360 درجة. هذا يضمن مساحة اتصال سطحي أقصى مع الرف للثبات والتأمين الموثوق. تمتد المغناطيس الكهربائية عبر فتحات الوصول في لوحة باب الإطار للعمل.
• الكشف الدقيق: مزود بمقاييس الحد والتقارير القريبة للكشف بدقة عن الموضع النسبي عند الاقتراب من الرف، مما يوجه القاعدة للتراص النهائي ويضمن عملية قفل خالية من الأخطاء.

4. نظام التحكم المتكامل وشبكة الإدراك

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

• الإدراك الشامل:
• كاميرا العمق: تستخدم لتحديد الموقع ثلاثي الأبعاد الدقيق للرف، مما يوجه الترتيب الأولي للروبوت.
• ليدار: مثبت على الجانب الأمامي من الإطار الثابت، يتيح اكتشاف العقبات على نطاق واسع ورسم الخرائط والتنقل باستخدام SLAM.
• مجموعة المستشعرات متعددة الأوضاع: يتم خلط المستشعرات فوق الصوتية والفوتوكهرونية على الجانبين من الجسم. من خلال تحليل التغيرات في قراءات المستشعرات، يمكن للنظام تحديد العقبات بأحجام مختلفة، مما يوفر حماية إضافية للبقع العمياء القريبة.
• التفاعل بين الإنسان والآلة (HMI): يتضمن أزرار التوقف الطارئ وأضواء مؤشر الحالة للتأكد من السلامة التشغيلية وعرض حالة المعدات في الوقت الحقيقي.

ثالثاً: سير العمل الذكي

1. تعيين المهمة والتوضع: عند استلام أمر من النظام، يقوم الروبوت بالتنقل إلى منطقة الرف المستهدفة باستخدام الليدار. يتم تحقيق التوضع النهائي الدقيق باستخدام كاميرا العمق.
2. المحاذاة الدقيقة والمعايرة: يتحرك الروبوت تحت الرف. يتم تنشيط المستشعرات على جهاز القفل المتكيف، مما يؤدي إلى تعديلات دقيقة للتأكد من المحاذاة المثلى مع الرف.
3. القفل المتكيف: بعد المحاذاة، يتم تنشيط المغناطيس الكهربائية، مما يسمح لها بالتعلق بشدة بنقاط محددة على الرف، مما يؤمن الشحنة.
4. الرفع وضبط الزاوية: يتم تنشيط آلية الرفع الدوارة. يقوم محرك الرفع برفع الرف بسلاسة عن الأرض. بعد ذلك، يقوم محرك الدوران بضبط زاوية الرف حسب الحاجة للموقع المستهدف.
5. النقل الذكي: يحمل الروبوت الرف على طول المسار المخطط له إلى وجهته. يتم تنفيذ تجنب العقبات النشط طوال الوقت باستخدام الليدار ومجموعة المستشعرات.
6. تفريغ الرف والعودة: عند الوصول إلى نقطة الهدف، تقوم آلية الرفع بخفض الرف في مكانه، ويتم إطفاء المغناطيس الكهربائية والإفراج عنها. ثم ينتقل الروبوت إلى المهمة التالية أو يعود إلى منطقة الانتظار.

رابعاً: ملخص المزايا الأساسية

• المرونة القصوى: تسمح القاعدة المتحركة المتعددة الاتجاهات بالحركة المرنة في أي اتجاه، مما يقلل بشكل كبير من نصف قطر الانعطاف ويعزز استخدام المساحة وكفاءة التشغيل.
• الذكاء العالي: يدمج الرؤية ثلاثية الأبعاد، الليدار، والعديد من المستشعرات لتحقيق التأثير التلقائي الكامل من التعرف والتوضع إلى التقاط وتجنب العقبات، مما يقدم درجة عالية من الذكاء.
• الاستقرار الاستثنائي: يساعد التصميم الفريد لامتصاص الصدمات على ترشيح الاهتزازات، بالإضافة إلى طريقة القفل الكهرومغناطيسي، مما يضمن النقل المستقر دون انزلاق للبضائع الثمينة أو الهشة.
• الوظائف القوية: يدمج وظائف التنقل والرفع والدوران في وحدة واحدة، مما يمكّن آلة واحدة من التعامل مع العديد من المهام وغطاء احتياجات النقل طويلة المدى ومتعددة الوجهات في بيئات المستودعات المعقدة.
• التكامل التلقائي السلس: تسمح واجهات نظام التحكم القياسية بالتكامل السهل مع أنظمة إدارة المستودعات (WMS) وأنظمة التحكم في المستودعات (WCS) العليا، مما يجعلها حلًا مثاليًا لبناء المصانع بدون ضوء والأنظمة التخزينية الآلية.