Wielokierunkowy Autonomiczny Robot Mobilny (AMR) dla Inteligentnych Magazynów i Fabryk

1. Przegląd rozwiązania

To rozwiązanie jest zaprojektowane do automatycznego, precyzyjnego i efektywnego transportu półek lub materiałów w scenariuszach magazynowych. Ten robot integruje zaawansowany system mobilności wielokierunkowej, inteligentny mechanizm podnoszenia i obracania, adaptacyjne urządzenie blokujące ładunek oraz kompleksowy system percepcji środowiska. Może być bezproblemowo zintegrowany z automatyzowanymi magazynami i inteligentnymi fabrykami, znacząco zwiększając efektywność logistyczną, jednocześnie obniżając koszty pracy i ryzyko operacyjne.

II. Skład systemu i kluczowe technologie

Robot transportowy składa się głównie z czterech kluczowych systemów: Podwozia Mobilnego, Urządzenia Obracającego się i Podnoszącego, Adaptacyjnego Urządzenia Blokującego oraz Zintegrowanego Systemu Kontrolnego.

1. Podwozie Mobilne: Zwinna mobilność wielokierunkowa i stabilne nośnictwo

Podwozie stanowi mobilną bazę robota, charakteryzując się wysokowydajną kwadratową płytą podstawową zintegrowaną z korpusem dla strukturalnej solidności.

• System mobilności wielokierunkowej: Wyposażony w cztery niezależnie napędzane zestawy kół Mecanum. Każde koło jest napędzane przez niezależny silnik, co nadaje robotowi pełne możliwości ruchu we wszystkich kierunkach – do przodu/wstecz, bocznie, po ukosie i 360° rotacji w miejscu, zapewniając wyjątkową manewrowalność w ciasnych przestrzeniach.
• Wzmocniony system absorpcji wstrząsów: Dwa przekątnie przeciwstawne uchwyty kół są wyposażone w wysokowydajne amortyzatory. Te urządzenia wykorzystują skołysany układ w połączeniu z mechanismami prowadzącymi (obudowa + słup prowadzący) i stosują sprężyny cylindryczne jako elementy tłumienia, skutecznie absorbując drgania spowodowane nierównym podłożem, zapewniając ekstremalną stabilność podczas jazdy i operacji podnoszenia.
• Bezpieczeństwo i dodatkowe projekty: Posiada przednie i tylne zderzaki do ochrony fizycznej. Górna część korpusu obejmuje otwory dostępu do mechanizmu podnoszenia. Okna wentylacyjne i panele przepuszczające światło są zaprojektowane nad kołami, służąc do chłodzenia silników i zapewniania wewnętrznego oświetlenia przy konserwacji.

2. Urządzenie Obracające się i Podnoszące: Precyzyjne podnoszenie i regulacja kąta

To urządzenie działa jako "ramię wykonawcze" robota, pionowo zamontowane w podwoziu, odpowiedzialne za podnoszenie i regulację ładunku.

• Konstrukcja dwunapędowa: Działa na zasadzie przekazu "śruba-matka", sterowana przez dwa niezależne silniki:
• Silnik podnoszący: Napędza tryb podnoszący, który styka się z pierścieniem trybowym zamontowanym na dolnym końcu śruby, powodując jej obrot. Ten obrót napędza matkę śrubową, umożliwiając precyzyjne podnoszenie w pionie.
• Silnik obrotowy: Napędza tryb obrotowy, który styka się z pierścieniem trybowym zintegrowanym z matką śrubową. To napędza górną płytę podnoszącą do ciągłej rotacji 360°.
• Integracja funkcjonalna: W stanie podnieść półki do określonej wysokości i dostosować ich kąt w powietrzu, idealnie łącząc się z lokalizacjami przechowywania o różnych wysokościach i orientacjach, znacznie rozszerzając zakres operacyjny.

3. Adaptacyjne urządzenie blokujące: Inteligentne rozpoznawanie i niezawodne blokowanie

To urządzenie jest montowane w stałym ramie, służy do automatycznego rozpoznawania i blokowania półki przed i po podniesieniu.

• Adaptacyjna struktura: Wykorzystuje ramę wsporczą i adaptacyjną ramę, obie z trójkątnymi pudłami, połączone pionowymi suwakami. Ramka adaptacyjna może dryfować pionowo, zapewniając konformalny kontakt z półką przy zaciskaniu.
• Blokowanie elektromagnetyczne: Ramka adaptacyjna jest wyposażona w dwa elektromagnesy z połączeniami kulowymi, umożliwiając swobodne obroty 360°. Zapewnia to maksymalną powierzchnię kontaktu z półką, gwarantując bezpieczne i niezawodne zaciskanie. Elektromagnesy działają poprzez otwory dostępu w panelu drzwi ramy.
• Precyzyjne wykrywanie: Wyposażone w przełączniki końcowe i czujniki bliskości, aby dokładnie wykrywać względną pozycję podczas podejścia do półki, kierując podwozie do finalnego wyrównania i zapewniając bezbłędny proces blokowania.

4. Zintegrowany system kontroli i sieć percepcji

Kontroler, działający jako "mózg" robota, jest zintegrowany wewnątrz korpusu, koordynując wszystkie działania.

• Kompleksowa percepcja:
• Głębokość kamery: Służy do identyfikacji dokładnej 3D pozycji półki, kierując początkowe pozycjonowanie robota.
• LiDAR: Zamontowany na przedniej stronie stałego ramy, umożliwia szerokoskalowe wykrywanie przeszkód z przodu i mapowanie/nawigację oparte na SLAM.
• Tablica sensorów wielomodalnych: Czujniki ultradźwiękowe i fotoelektryczne są mieszane po obu stronach korpusu. Analizując zmiany w odczytach sensorów, system może identyfikować przeszkody różnej wielkości, zapewniając dodatkową ochronę dla ślepych stref w krótkim zasięgu.
• Interakcja człowiek-maszyna (HMI): Obejmuje przyciski awaryjnego zatrzymania i lampy wskaźnikowe statusu, zapewniające bezpieczeństwo operacyjne i wyświetlanie bieżącego stanu sprzętu w czasie rzeczywistym.

III. Inteligentny przepływ pracy

1. Przypisanie zadania i pozycjonowanie: Po otrzymaniu komendy systemowej, robot porusza się do docelowej strefy półek za pomocą LiDAR. Dokładne końcowe pozycjonowanie jest osiągane za pomocą kamery głębokościowej.
2. Dokładne wyrównanie i kalibracja: Robot porusza się pod półkę. Czujniki w adaptacyjnym urządzeniu blokującym aktywują się, dokonując drobnych dostosowań, aby zapewnić optymalne wyrównanie z półką.
3. Adaptacyjne blokowanie: Po wyrównaniu, elektromagnesy są włączane, mocno przylegając do wyznaczonych punktów na półce, zabezpieczając ładunek.
4. Podnoszenie i regulacja kąta: Mechanizm obracający się i podnoszący się aktywuje. Silnik podnoszący płynnie podnosi półkę z ziemi. Następnie, silnik obrotowy dostosowuje kąt półki zgodnie z wymaganiami miejsca docelowego.
5. Inteligentny transport: Robot przewozi półkę wzdłuż zaplanowanej ścieżki do miejsca docelowego. Aktywne unikanie przeszkód odbywa się cały czas za pomocą LiDAR i tablicy sensorów.
6. Rozładunek i powrót: Po dotarciu do celu, mechanizm podnoszący opuszcza półkę na miejsce, a elektromagnesy są wyłączone i zwalniają. Robot następnie przechodzi do następnego zadania lub wraca do strefy gotowości.

IV. Podsumowanie kluczowych zalet

• Najwyższa elastyczność: Podwozie mobilności wielokierunkowej umożliwia elastyczny ruch we wszystkich kierunkach, znacznie redukując promień skrętu i poprawiając wykorzystanie przestrzeni i efektywność operacyjną.
• Wysoka inteligencja: Integracja widzenia głębokiego, LiDAR i wielu czujników umożliwia pełną automatyzację od identyfikacji i pozycjonowania po chwytanie i unikanie przeszkód, oferując wysoki stopień inteligencji.
• Wyjątkowa stabilność: Unikalny projekt amortyzacji skutecznie filtruje uderzenia, połączone z metodą blokowania elektromagnetycznego, zapewniając stabilny transport bez przesunięć dla wartościowych lub kruchych towarów.
• Wielofunkcyjność: Integracja mobilności, podnoszenia i obrotu w jednym urządzeniu umożliwia jednej maszynie obsługę wielu zadań i pokrycie potrzeb transportu na duże odległości i wiele miejsc docelowych w złożonych środowiskach magazynowych.
• Seamless Automation Integration: Standardowe interfejsy systemu kontrolnego umożliwiają łatwe integrację z systemami zarządzania magazynem (WMS) i systemami kontroli magazynu (WCS), czyniąc to rozwiązanie idealnym dla budowy fabryk bezludnych i systemów automatycznego składowania.