Robot Mobile Autonomo Multidirezionale (AMR) per Magazzini Intelligenti e Fabbriche

1. Panoramica della Soluzione​

Questa soluzione è progettata per ottenere un trasporto automatico, preciso ed efficiente di scaffali o materiali in scenari di magazzino. Questo robot integra un avanzato sistema di mobilità multidirezionale, un meccanismo intelligente di sollevamento e rotazione, un dispositivo di blocco del carico adattativo e un sistema complessivo di percezione ambientale. Può essere integrato senza soluzione di continuità in magazzini automatizzati e fabbriche intelligenti, migliorando significativamente l'efficienza logistica e riducendo i costi del lavoro e i rischi operativi.

​II. Composizione del Sistema & Tecnologie Core​

Il robot di trasporto si compone principalmente di quattro sistemi core: la Piattaforma Mobile, il Dispositivo di Sollevamento e Rotazione, il Dispositivo di Blocco Adattativo e il Sistema di Controllo Integrato.

​1. Piattaforma Mobile: Movimento Multidirezionale Agile & Portata Stabile​

La piattaforma funge da base mobile del robot, caratterizzata da una base quadrata ad alta resistenza integrata con il corpo per robustezza strutturale.

• ​Sistema di Mobilità Multidirezionale:​​ Dotato di quattro gruppi di ruote Mecanum indipendentemente azionati. Ogni ruota è alimentata da un motore indipendente, conferendo al robot capacità di movimento omnidirezionale complete - avanti/indietro, laterale, diagonale e rotazione in loco di 360° - fornendo una manovrabilità eccezionale in spazi ristretti.
• ​Sistema di Ammortizzazione Migliorato:​​ Due supporti di ruote disposti diagonalmente sono dotati di ammortizzatori ad alte prestazioni. Questi dispositivi utilizzano una struttura articolata combinata con meccanismi di guida (manicotto + colonna di guida) e impiegano molle cilindriche come elementi di smorzamento, assorbendo efficacemente le vibrazioni causate da pavimenti irregolari per garantire estrema stabilità durante il movimento e le operazioni di sollevamento.
• ​Progettazione di Sicurezza e Ausiliaria:​​ Include paraurti anteriori e posteriori per protezione fisica. La parte superiore del corpo include aperture per il meccanismo di sollevamento. Finestre di dissipazione del calore e pannelli traslucidi sono progettati sopra le ruote, per il raffreddamento dei motori e per fornire illuminazione interna per la manutenzione.

​2. Dispositivo di Sollevamento e Rotazione: Sollevamento Preciso & Regolazione dell'Angolo​

Questo dispositivo agisce come il "braccio esecutivo" del robot, installato verticalmente all'interno della piattaforma, responsabile del sollevamento e della regolazione del carico.

• ​Progettazione a Doppio Azionamento:​​ Opera sul principio di trasmissione "screws-avvolgimento", controllato da due motori indipendenti:
• ​Motore di Sollevamento:​​ Aziona l'ingranaggio di sollevamento, che ingaggia un anello dentato di sollevamento montato sull'estremità inferiore dello screw, facendo ruotare lo screw. Questa rotazione fa muovere l'avvolgimento dello screw per un sollevamento verticale preciso.
• ​Motore di Rotazione:​​ Aziona l'ingranaggio di rotazione, che ingaggia un anello dentato di rotazione integrato con l'avvolgimento dello screw. Questo fa ruotare la piattaforma superiore di sollevamento in una rotazione continua di 360°.
• ​Integrazione Funzionale:​​ In grado di sollevare gli scaffali ad un'altezza specifica e regolare il loro angolo in aria, interfacciandosi perfettamente con posizioni di stoccaggio di diverse altezze e orientamenti, espandendo notevolmente la gamma operativa.

​3. Dispositivo di Blocco Adattativo: Riconoscimento Intelligente & Blocco Affidabile​

Questo dispositivo è installato all'interno del telaio fisso, utilizzato per identificare e bloccare automaticamente lo scaffale prima e dopo il sollevamento.

• ​Struttura Adattativa:​​ Utilizza un telaio di supporto e un telaio adattativo, entrambi con strutture a scatola triangolare, collegati da guide verticali. Il telaio adattativo può fluttuare verticalmente, assicurando un contatto conforme con lo scaffale all'ingaggio.
• ​Blocco Elettromagnetico:​​ Il telaio adattativo è dotato di due elettromagneti con connessioni a testa sferica, permettendo una rotazione libera di 360°. Ciò assicura la massima superficie di contatto con lo scaffale per un fissaggio sicuro e affidabile. Gli elettromagneti si estendono attraverso aperture nel pannello della porta del telaio per operare.
• ​Rilevazione Precisa:​​ Dotato di interruttori di fine corsa e sensori di prossimità per rilevare con precisione la posizione relativa quando si avvicina allo scaffale, guidando la piattaforma per l'allineamento finale e assicurando un processo di blocco infallibile.

​4. Sistema di Controllo Integrato & Rete di Percezione​

Il controller, che funge da "cervello" del robot, è integrato all'interno del corpo, coordinando tutte le azioni.

• ​Percezione Complessiva:​​
• ​Telecamera a Profondità:​​ Utilizzata per identificare la posizione 3D precisa dello scaffale, guidando la posizionamento iniziale del robot.
• ​LiDAR:​​ Montato sul lato anteriore del telaio fisso, consente la rilevazione di ostacoli su larga scala e la mappatura/navigazione basata su SLAM.
• ​Array di Sensori Multi-Modalità:​​ Sensori ultrasonici e fotoelettrici sono mescolati su entrambi i lati del corpo. Analizzando i cambiamenti nei lettori dei sensori, il sistema può identificare ostacoli di dimensioni diverse, fornendo una protezione supplementare per i punti ciechi a breve distanza.
• ​Interazione Uomo-Macchina (HMI):​​ Include pulsanti di arresto d'emergenza e luci indicatori di stato per garantire la sicurezza operativa e fornire un display in tempo reale dello stato dell'equipaggiamento.

​III. Flusso di Lavoro Intelligente​

1. ​Assegnazione del Compito & Posizionamento:​​ Al ricevimento di un comando di sistema, il robot naviga verso l'area dello scaffale bersaglio utilizzando il LiDAR. La posizionamento finale preciso viene ottenuto utilizzando la telecamera a profondità.
2. ​Allineamento Preciso & Calibrazione:​​ Il robot si muove sotto lo scaffale. I sensori del dispositivo di blocco adattativo si attivano, effettuando piccoli aggiustamenti per assicurare l'ottimale allineamento con lo scaffale.
3. ​Blocco Adattativo:​​ Dopo l'allineamento, gli elettromagneti vengono attivati, fissandosi saldamente ai punti designati dello scaffale, assicurando il carico.
4. ​Sollevamento & Regolazione dell'Angolo:​​ Si attiva il meccanismo di sollevamento e rotazione. Il motore di sollevamento solleva dolcemente lo scaffale dal suolo. Successivamente, il motore di rotazione regola l'angolo dello scaffale secondo le esigenze della destinazione.
5. ​Trasporto Intelligente:​​ Il robot trasporta lo scaffale lungo il percorso pianificato fino alla destinazione. Viene eseguito un evitamento attivo degli ostacoli durante tutto il percorso utilizzando LiDAR e l'array di sensori.
6. ​Scarico & Ritorno:​​ Una volta raggiunto il punto di destinazione, il meccanismo di sollevamento abbassa lo scaffale al suo posto, e gli elettromagneti si disattivano e rilasciano. Il robot procede quindi al compito successivo o torna all'area di stand-by.

​IV. Sintesi dei Vantaggi Principali​

• ​Flessibilità Massima:​​ La piattaforma mobile omnidirezionale consente un movimento flessibile in qualsiasi direzione, riducendo significativamente il raggio di sterzata e migliorando l'utilizzo dello spazio e l'efficienza operativa.
• ​Alta Intelligenza:​​ Integra visione a profondità, LiDAR e multipli sensori per ottenere un'automazione di tutto il processo, dall'identificazione e posizionamento alla presa e all'evitamento degli ostacoli, offrendo un alto grado di intelligenza.
• ​Stabilità Eccezionale:​​ Il design di ammortizzazione unico filtra efficacemente le asperità, combinato con il metodo di blocco elettromagnetico, assicurando un trasporto stabile senza spostamenti per merci preziose o fragili.
• ​Funzionalità Potente:​​ Integra funzioni di movimento, sollevamento e rotazione in un'unica unità, consentendo a una singola macchina di gestire più compiti e coprire esigenze di trasporto a lunga distanza e multi-destinazione in ambienti di magazzino complessi.
• ​Integrazione Automatica Senza Soluzione di Continuità:​​ Interfacce di controllo standardizzate consentono un'agevole integrazione con i sistemi di gestione del magazzino (WMS) e i sistemi di controllo del magazzino (WCS) di livello superiore, rendendolo una soluzione ideale per la costruzione di "fabbriche senza luce" e sistemi di stoccaggio automatizzati.