Robot Mobile Autonome Multidirectionnel (AMR) pour entrepôts intelligents et usines

1. Vue d'ensemble de la solution

Cette solution est conçue pour réaliser un transport automatisé, précis et efficace des étagères ou des matériaux dans les scénarios d'entrepôt. Ce robot intègre un système de mobilité multidirectionnelle avancé, un mécanisme intelligent de levage et de rotation, un dispositif de verrouillage de charge adaptable et un système de perception environnementale complet. Il peut être intégré sans effort dans des entrepôts automatisés et des usines intelligentes, améliorant considérablement l'efficacité logistique tout en réduisant les coûts de main-d'œuvre et les risques opérationnels.

II. Composition du système & technologies clés

Le robot de transport se compose principalement de quatre systèmes centraux : le châssis mobile, le dispositif de levage rotatif, le dispositif de verrouillage adaptable et le système de contrôle intégré.

1. Châssis mobile : Mouvement agile multidirectionnel & portance stable

Le châssis sert de base mobile au robot, doté d'une plaque de base carrée à haute résistance intégrée au corps pour une robustesse structurelle.

• Système de mobilité multidirectionnelle : Équipé de quatre ensembles de roues Mecanum indépendamment entraînées. Chaque roue est alimentée par un moteur indépendant, conférant au robot des capacités de mouvement omnidirectionnel complètes - avant/arrière, latéral, diagonal et rotation sur 360° sur place - offrant une maniabilité exceptionnelle dans des espaces confinés.
• Système de suspension amélioré : Deux supports de roues diagonalement opposés sont équipés d'amortisseurs haute performance. Ces dispositifs utilisent une structure articulée combinée avec des mécanismes de guidage (manchon + colonne de guidage) et emploient des ressorts cylindriques comme éléments d'amortissement, absorbant efficacement les vibrations causées par des sols inégaux pour assurer une stabilité extrême pendant les déplacements et les opérations de levage.
• Conception de sécurité et auxiliaire : Comprend des pare-chocs avant et arrière pour une protection physique. Le haut du corps comprend des orifices d'accès pour le mécanisme de levage. Des fenêtres de refroidissement et des panneaux translucides sont conçus au-dessus des roues, répondant au refroidissement des moteurs et fournissant un éclairage interne pour la maintenance.

2. Dispositif de levage rotatif : Levage précis & ajustement d'angle

Ce dispositif agit comme le "bras exécutif" du robot, installé verticalement à l'intérieur du châssis, responsable du levage et de l'ajustement de la charge.

• Conception à double entraînement : Fonctionne sur le principe de transmission "vis-mère", contrôlé par deux moteurs indépendants :
• Moteur de levage : Entraîne l'engrenage de levage, qui engage une couronne d'engrenage de levage montée sur l'extrémité inférieure de la vis, faisant tourner la vis. Cette rotation entraîne la noix de vis pour un levage vertical précis.
• Moteur de rotation : Entraîne l'engrenage de rotation, qui engage une couronne d'engrenage de rotation intégrée à la noix de vis. Cela fait tourner la plaque de levage supérieure pour une rotation continue de 360°.
• Intégration fonctionnelle : Capable de lever des étagères à une hauteur spécifiée et d'ajuster leur angle en vol, s'interface parfaitement avec des emplacements de stockage de différentes hauteurs et orientations, étendant considérablement la plage opérationnelle.

3. Dispositif de verrouillage adaptable : Reconnaissance intelligente & verrouillage fiable

Ce dispositif est installé dans le cadre fixe, utilisé pour identifier automatiquement et verrouiller l'étagère avant et après le levage.

• Structure adaptable : Utilise un cadre de support et un cadre adaptable, tous deux avec des structures de boîte triangulaire, connectés par des glissières verticales. Le cadre adaptable peut flotter verticalement, assurant un contact conforme avec l'étagère lors de l'engagement.
• Verrouillage électromagnétique : Le cadre adaptable est équipé de deux électroaimants avec des connexions à tête sphérique, permettant une rotation libre de 360°. Cela assure une surface de contact maximale avec l'étagère pour une fixation sûre et fiable. Les électroaimants passent à travers des orifices d'accès dans le panneau de porte du cadre pour fonctionner.
• Détection précise : Équipé de commutateurs de fin de course et de capteurs de proximité pour détecter avec précision la position relative lors de l'approche de l'étagère, guidant le châssis pour l'alignement final et assurant un processus de verrouillage sans faille.

4. Système de contrôle intégré & réseau de perception

Le contrôleur, servant de "cerveau" au robot, est intégré à l'intérieur du corps, coordonnant toutes les actions.

• Perception complète :
• Caméra de profondeur : Utilisée pour identifier la position 3D précise de l'étagère, guidant le positionnement initial du robot.
• LIDAR : Monté sur le côté avant du cadre fixe, permet la détection des obstacles à grande échelle et la cartographie/navigation basée sur SLAM.
• Tableau de capteurs multimodaux : Des capteurs ultrasonores et photoélectriques sont mélangés sur les deux côtés du corps. En analysant les changements dans les lectures des capteurs, le système peut identifier des obstacles de différentes tailles, fournissant une protection supplémentaire pour les angles morts à courte distance.
• Interaction homme-machine (HMI) : Inclut des boutons d'arrêt d'urgence et des voyants d'état pour assurer la sécurité opérationnelle et afficher l'état en temps réel de l'équipement.

III. Flux de travail intelligent

1. Affectation de tâches & positionnement : À la réception d'une commande système, le robot navigue vers la zone cible de l'étagère en utilisant le LIDAR. Le positionnement final précis est réalisé à l'aide de la caméra de profondeur.
2. Alignement précis & calibration : Le robot se déplace sous l'étagère. Les capteurs sur le dispositif de verrouillage adaptable s'activent, effectuant des ajustements fins pour assurer un alignement optimal avec l'étagère.
3. Verrouillage adaptable : Après l'alignement, les électroaimants sont alimentés, s'attachant fermement aux points désignés sur l'étagère, sécurisant la charge.
4. Levage & ajustement d'angle : Le mécanisme de levage rotatif s'active. Le moteur de levage soulève doucement l'étagère du sol. Ensuite, le moteur de rotation ajuste l'angle de l'étagère selon les besoins de la destination.
5. Transport intelligent : Le robot transporte l'étagère le long du chemin planifié jusqu'à la destination. Une évitement actif des obstacles est effectué tout au long du trajet en utilisant le LIDAR et le tableau de capteurs.
6. Déchargement & retour : À l'arrivée au point cible, le mécanisme de levage abaisse l'étagère en place, et les électroaimants se déchargent et se libèrent. Le robot passe ensuite à la tâche suivante ou retourne à la zone de veille.

IV. Résumé des avantages clés

• Flexibilité ultime : Le châssis de mobilité omnidirectionnelle permet un mouvement flexible dans n'importe quelle direction, réduisant considérablement le rayon de braquage et améliorant l'utilisation de l'espace et l'efficacité opérationnelle.
• Haut niveau d'intelligence : Intègre la vision de profondeur, le LIDAR et plusieurs capteurs pour réaliser une automatisation de bout en bout, de l'identification et du positionnement à la saisie et à l'évitement des obstacles, offrant un degré élevé d'intelligence.
• Stabilité exceptionnelle : La conception unique d'amortissement filtre efficacement les bosses, combinée à la méthode de verrouillage électromagnétique, assurant un transport stable sans déplacement pour les marchandises précieuses ou fragiles.
• Fonctionnalités puissantes : Intègre les fonctions de mobilité, de levage et de rotation en un seul appareil, permettant à une seule machine de gérer plusieurs tâches et de couvrir les besoins de transport sur de longues distances et à plusieurs destinations dans des environnements d'entrepôt complexes.
• Intégration d'automatisation fluide : Les interfaces de contrôle standardisées permettent une intégration facile avec les systèmes de gestion d'entrepôt (WMS) et les systèmes de contrôle d'entrepôt (WCS) de niveau supérieur, en faisant une solution idéale pour la construction d'usines "sans lumière" et de systèmes de stockage automatisés.