ربات متحرک خودمختار چندجهتی (AMR) برای انبارهای هوشمند و کارخانه ها

1. نگاه کلی به راه‌حل

این راه‌حل برای دستیابی به حمل و نقل خودکار، دقیق و کارآمد قفسه‌ها یا مواد در سناریوهای انبار طراحی شده است. این ربات یک سیستم موبایلی پیشرفته چند جهتی، مکانیزم بلند کردن و چرخاندن هوشمند، دستگاه قفل کردن تطبیقی و یک سیستم درک محیطی جامع را ترکیب می‌کند. این ربات می‌تواند به راحتی در انبارهای خودکار و کارخانه‌های هوشمند یکپارچه شود و به طور قابل توجهی کارایی لجستیک را افزایش دهد در حالی که هزینه‌های کاری و ریسک‌های عملیاتی را کاهش می‌دهد.

II. ترکیب سیستم و فناوری‌های اصلی

ربات حمل و نقل عمدتاً شامل چهار سیستم اصلی است: بدنه متحرک، دستگاه بلند کردن و چرخاندن، دستگاه قفل کردن تطبیقی و سیستم کنترل یکپارچه.

1. بدنه متحرک: حرکت چند جهتی پویا و تحمل بار پایدار

بدنه به عنوان پایه متحرک ربات عمل می‌کند و شامل یک صفحه پایه مربعی با مقاومت بالا است که با بدنه یکپارچه شده تا ساختاری قوی ایجاد کند.

• سیستم موبایلی چند جهتی: با چهار مجموعه چرخ مستقل مکانوم جهت‌دار. هر چرخ توسط یک موتور مستقل تغذیه می‌شود که به ربات توانایی حرکت تمام‌جهتی (جلو/عقب، جانبی، قطری و چرخش ۳۶۰ درجه در محل) می‌دهد و حرکت بسیار منعطف را در فضاهای محدود امکان‌پذیر می‌کند.
• سیستم جذب ضربه بهبود یافته: دو براکت چرخ در مقابل هم با جاذبه‌های با عملکرد بالا مجهز شده‌اند. این دستگاه‌ها از یک ساختار مفصلی با مکانیسم‌های راهنمایی (مانند محفظه + ستون راهنمایی) و استفاده از فنرهای استوانه‌ای به عنوان عناصر جذب ضربه استفاده می‌کنند که به طور مؤثری ارتعاشات ناشی از زمین ناهموار را جذب می‌کنند و پایداری بسیار بالایی را در طول حرکت و عملیات بلند کردن اطمینان می‌بخشند.
• طراحی ایمنی و کمکی: شامل ضربه‌گیرهای جلو و عقب برای محافظت فیزیکی. بالای بدنه شامل سوراخ‌های دسترسی برای مکانیزم بلند کردن است. پنجره‌های تخلیه گرما و پانل‌های نفوذپذیر نور بالای چرخ‌ها طراحی شده‌اند که برای خنک کردن موتورها و ارائه روشنایی داخلی برای تعمیر و نگهداری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

2. دستگاه بلند کردن و چرخاندن: بلند کردن دقیق و تنظیم زاویه

این دستگاه به عنوان "بازوی اجرایی" ربات عمل می‌کند که عموداً در داخل بدنه نصب شده و مسئول بلند کردن و تنظیم بار است.

• طراحی دوگانه محرک: بر اساس اصل انتقال "پیچ-موتور"، توسط دو موتور مستقل کنترل می‌شود:
• موتور بلند کردن: گیره بلند کردن را می‌راند که با یک حلقه گیره بلند کردن نصب شده در انتهای پایین پیچ متصل می‌شود و باعث چرخش پیچ می‌شود. این چرخش باعث می‌شود که مهره پیچ به طور دقیق به صورت عمودی بلند شود.
• موتور چرخاندن: گیره چرخاندن را می‌راند که با یک حلقه گیره چرخاندن که با مهره پیچ یکپارچه شده است متصل می‌شود. این باعث می‌شود که صفحه بلند کردن بالایی به طور مداوم ۳۶۰ درجه چرخاندن کند.
• یکپارچگی عملکرد: قادر به بلند کردن قفسه‌ها به ارتفاع مشخص و تنظیم زاویه آن‌ها در هوا است، که به طور کامل با مکان‌های ذخیره‌سازی با ارتفاعات و جهت‌های مختلف منطبق می‌شود و به طور قابل توجهی محدوده عملیاتی را گسترش می‌دهد.

3. دستگاه قفل کردن تطبیقی: تشخیص هوشمند و قفل کردن مطمئن

این دستگاه در داخل قاب ثابت نصب شده و برای شناسایی و قفل کردن خودکار قفسه قبل و بعد از بلند کردن استفاده می‌شود.

• ساختار تطبیقی: از یک قاب پشتیبان و یک قاب تطبیقی استفاده می‌کند که هر دو ساختار جعبه‌ای مثلثی دارند و با اسلاید‌های عمودی به هم متصل شده‌اند. قاب تطبیقی می‌تواند به طور عمودی شناور شود و تماس همگن با قفسه را در زمان اتصال تضمین می‌کند.
• قفل کردن الکترومغناطیسی: قاب تطبیقی با دو الکترومغناطیس با اتصالات سر توپی مجهز شده است که چرخش آزاد ۳۶۰ درجه را امکان‌پذیر می‌کند. این امر مساحت تماس سطحی بیشتری با قفسه را تأمین می‌کند تا قفل کردن مطمئن و قابل اعتماد باشد. الکترومغناطیس‌ها از طریق سوراخ‌های دسترسی در پنل در قاب عبور می‌کنند تا عمل کنند.
• تشخیص دقیق: با سوییچ‌های محدودیت و سنسورهای نزدیکی مجهز شده است تا موقعیت نسبی را در زمان نزدیک شدن به قفسه به طور دقیق تشخیص دهد، بدنه را برای تراز کردن نهایی راهنمایی کند و فرآیند قفل کردن بدون خطا را تضمین کند.

4. سیستم کنترل یکپارچه و شبکه درک

کنترل‌کننده به عنوان "مغز" ربات عمل می‌کند که در داخل بدنه یکپارچه شده و تمام عملیات را هماهنگ می‌کند.

• درک جامع:
• دوربین عمق: برای شناسایی موقعیت ۳D دقیق قفسه استفاده می‌شود که ربات را برای تراز کردن اولیه راهنمایی می‌کند.
• لیدار: روی طرف جلوی قاب ثابت نصب شده و امکان تشخیص موانع در مقیاس بزرگ و نقشه‌برداری/نavigasyon مبتنی بر SLAM را فراهم می‌کند.
• آرایه سنسور چند حسی: سنسورهای اولتراسونیک و فتوالکتریک در دو طرف بدنه ترکیب شده‌اند. با تجزیه و تحلیل تغییرات خروجی سنسورها، سیستم می‌تواند موانع با اندازه‌های مختلف را شناسایی کند و محافظت مکمل برای نقاط کور نزدیک فراهم کند.
• تعامل انسان-ماشین (HMI): شامل دکمه‌های توقف اضطراری و نمایشگرهای نشان‌دهنده وضعیت برای اطمینان از ایمنی عملیاتی و نمایش وضعیت دستگاه به صورت زنده است.

III. فرآیند کاری هوشمند

1. تخصیص وظیفه و تراز کردن: پس از دریافت دستور سیستم، ربات با استفاده از لیدار به منطقه قفسه هدف می‌رود. تراز کردن نهایی دقیق با استفاده از دوربین عمق انجام می‌شود.
2. تراز کردن دقیق و کالیبراسیون: ربات زیر قفسه حرکت می‌کند. سنسورهای دستگاه قفل کردن تطبیقی فعال می‌شوند و تنظیمات دقیق را انجام می‌دهند تا تراز کردن بهینه با قفسه تضمین شود.
3. قفل کردن تطبیقی: پس از تراز کردن، الکترومغناطیس‌ها تغذیه می‌شوند و به نقاط مشخص شده در قفسه متصل می‌شوند تا بار را ایمن کنند.
4. بلند کردن و تنظیم زاویه: مکانیزم بلند کردن و چرخاندن فعال می‌شود. موتور بلند کردن به صورت صاف قفسه را از زمین بلند می‌کند. سپس موتور چرخاندن زاویه قفسه را بر اساس مقصد تنظیم می‌کند.
5. حمل هوشمند: ربات قفسه را طبق مسیر برنامه‌ریزی شده به مقصد می‌برد. طی این مسیر، اجتناب فعال از موانع با استفاده از لیدار و آرایه سنسور انجام می‌شود.
6. تفکیک و بازگشت: پس از رسیدن به نقطه هدف، مکانیزم بلند کردن قفسه را در محل قرار می‌دهد و الکترومغناطیس‌ها تغذیه را متوقف می‌کنند و آزاد می‌شوند. ربات سپس به وظیفه بعدی می‌پردازد یا به منطقه آماده‌سازی بازمی‌گردد.

IV. خلاصه مزایای اصلی

• انعطاف‌پذیری بی‌نظیر: بدنه متحرک چند جهتی اجازه حرکت انعطاف‌پذیر در هر جهت را می‌دهد که به طور قابل توجهی شعاع چرخش را کاهش می‌دهد و از کارایی فضایی و عملیاتی افزایش می‌دهد.
• هوش بالا: ادغام بینایی عمق، لیدار و چند سنسور برای دستیابی به خودکارسازی کامل از شناسایی و تراز کردن تا گرفتن و اجتناب از موانع، درجه بالایی از هوش را ارائه می‌دهد.
• پایداری بی‌نظیر: طراحی جذب ضربه منحصر به فرد به طور مؤثری لرزش‌ها را فیلتر می‌کند و با روش قفل کردن الکترومغناطیسی، حمل پایدار بدون جابجایی برای کالاهای با ارزش یا آسیب‌پذیر تضمین می‌کند.
• توانایی قدرتمند: ادغام توابع موبایلی، بلند کردن و چرخاندن در یک واحد، به یک ماشین اجازه می‌دهد تا چندین وظیفه را انجام دهد و نیازهای حمل و نقل طولانی مدت و چند مقصد در محیط‌های انبار پیچیده را پوشش دهد.
• یکپارچگی خودکار بی‌درنگ: رابط‌های استاندارد سیستم کنترل امکان یکپارچه شدن آسان با سیستم‌های مدیریت انبار (WMS) و سیستم‌های کنترل انبار (WCS) بالاتر را فراهم می‌کند و آن را به یک راه‌حل ایده‌آل برای ساخت کارخانه‌های بدون نور و سیستم‌های ذخیره‌سازی خودکار تبدیل می‌کند.