全方位自律移動ロボット（AMR）スマート倉庫および工場向け

1. ソリューションの概要

このソリューションは、倉庫のシナリオで棚や材料を自動的、正確、効率的に輸送することを目的として設計されています。このロボットは、高度な多方向移動システム、知能的な昇降および回転機構、適応型の貨物固定装置、そして包括的な環境認識システムを統合しています。これは自動化された倉庫やスマート工場にシームレスに統合でき、物流効率を大幅に向上させながら労働コストと運用リスクを削減します。

II. システム構成とコア技術

輸送ロボットは主に以下の4つのコアシステムから構成されています：モバイルシャーシ、回転昇降装置、適応型ロック装置、および統合制御システム。

1. モバイルシャーシ：機敏な多方向移動と安定した荷重

シャーシはロボットの移動基盤として機能し、構造の堅牢性のために高強度の方形ベースプレートが本体と一体化されています。

• 多方向移動システム： 4つの独立駆動式メカヌームホイールアセンブリを装備しています。各ホイールは独立したモーターで駆動され、ロボットに全方位の移動能力（前後、横、斜め、360°の場所での回転）を提供し、狭い空間での優れた機動性を実現します。
• 強化されたショック吸収システム： 対角線上にある2つのホイールブラケットには高性能のショックアブソーバーが装備されています。これらのデバイスは可動構造とガイド機構（スリーブ+ガイド柱）を組み合わせ、円筒形のばねをダンピング要素として使用し、不均一な床面による振動を効果的に吸収し、走行中や昇降操作中の極端な安定性を確保します。
• 安全および補助設計： 物理的な保護のための前後のバンパーが特徴です。本体の上部には昇降機構へのアクセスホールがあります。冷却用の放熱窓とメンテナンス用の内部照明用の透過パネルがホイールの上部に設計されています。

2. 回転昇降装置：精密な昇降と角度調整

この装置はロボットの「実行アーム」として機能し、シャーシ内に垂直に設置され、貨物の昇降と調整を行います。

• デュアルドライブ設計： 「ねじ-ナット」伝達原理に基づいて動作し、2つの独立したモーターによって制御されます：
• 昇降モーター： 昇降ギアを駆動し、リードスクリューの下端に取り付けられた昇降ギアリングと噛み合せ、リードスクリューを回転させます。この回転により、リードスクリューナットが精密な垂直昇降を行います。
• 回転モーター： 回転ギアを駆動し、リードスクリューナットと一体となった回転ギアリングと噛み合せ、トップの昇降プレートを360°連続回転させます。
• 機能統合： 棚を指定された高さまで上げて空中で角度を調整することができ、異なる高さや向きの保管場所と完全に接続し、作業範囲を大幅に拡大します。

3. 適応型ロック装置：知能的な認識と信頼性のあるロック

この装置は固定フレーム内に設置され、昇降前後に棚を自動的に認識してロックします。

• 適応構造： 三角箱構造を持つサポートフレームと適応フレームを使用し、垂直スライドで接続されています。適応フレームは垂直に浮遊でき、エンゲージメント時に棚との適合接触を確保します。
• 電磁ロック： 適応フレームにはボールヘッド接続付きの2つの電磁石が装備されており、360°自由に回転できます。これにより、棚との最大表面接触面積を確保し、確実かつ信頼性のある固定が可能になります。電磁石はフレームのドアパネルのアクセスホールを通じて動作します。
• 精密検出： リミットスイッチと近接センサーを装備し、棚に接近する際の相対位置を正確に検出し、シャーシの最終的な整列をガイドし、誤りのないロックプロセスを確保します。

4. 統合制御システムと認識ネットワーク

コントローラはロボットの「脳」として機能し、すべてのアクションを調整します。

• 包括的な認識：
• 深度カメラ： 棚の正確な3D位置を識別し、ロボットの初期位置決めをガイドします。
• LiDAR： 固定フレームの前面に取り付けられ、大規模な前方障害物検出とSLAMベースのマッピング/ナビゲーションを可能にします。
• マルチモーダルセンサーレイアウト： 両側に超音波センサーと光電センサーを混合配置しています。センサー読み取りの変化を分析することで、異なるサイズの障害物を識別し、近距離の盲点に対する補完的な保護を提供します。
• 人間と機械の相互作用 (HMI)： 緊急停止ボタンと状態表示ランプを含み、運用上の安全性を確保し、リアルタイムの設備状態表示を提供します。

III. 知能的なワークフロー

1. タスクの割り当てと位置決め： システムからのコマンドを受け取ると、ロボットはLiDARを使用して目標の棚エリアへ移動します。最終的な精確な位置決めは深度カメラを使用して行われます。
2. 精密な整列とキャリブレーション： ロボットは棚の下に移動します。適応型ロック装置のセンサーが活性化し、最適な整列を確保するために微調整を行います。
3. 適応型ロック： 整列後、電磁石が充電され、棚の指定されたポイントにしっかりと固定し、貨物を固定します。
4. 昇降と角度調整： 回転昇降機構が活性化します。昇降モーターが滑らかに棚を地面から持ち上げます。その後、回転モーターが目的地に応じて棚の角度を調整します。
5. 知能的な輸送： ロボットは計画された経路に沿って棚を目的地まで運びます。LiDARとセンサーレイアウトを使用して、全行程で積極的な障害物回避を行います。
6. 積み下ろしと復帰： 目的地に到着すると、昇降機構が棚を所定の位置に下ろし、電磁石が充電を解除して解放します。ロボットは次のタスクに進むか、待機エリアに戻ります。

IV. コア優位性のまとめ

• 究極の柔軟性： 全方位移動シャーシにより、任意の方向への柔軟な移動が可能になり、旋回半径が大幅に削減され、スペース利用と運用効率が向上します。
• 高度な知能： 深度ビジョン、LiDAR、複数のセンサーを統合し、識別、位置決め、把持、障害物回避までの全工程を自動化し、高度な知能を提供します。
• 優れた安定性： 独自のショック吸収設計により、凹凸を効果的にフィルタリングし、電磁ロック方式と組み合わせることで、貴重品や壊れやすい物品の安定した輸送を実現します。
• 強力な機能性： 移動、昇降、回転機能を単一のユニットに統合し、複雑な倉庫環境における長距離、多目的地の輸送ニーズに対応できるようにしています。
• シームレスな自動化統合： 標準化された制御システムインターフェースにより、上位の倉庫管理システム (WMS) および倉庫制御システム (WCS) との簡単な統合が可能であり、「無人」工場と自動化保管システムの理想的なソリューションとなります。