Всебічний автономний мобільний робот (AMR) для розумних складів та заводів

1. Огляд рішення

Це рішення призначене для автоматизованого, точного та ефективного транспортування полиць або матеріалів у складських сценаріях. Цей робот інтегрує передовий багатонаправленний систему руху, інтелектуальний підйомний та обертальний механізм, адаптивне пристрій блокування вантажу та всебічну систему сприйняття оточення. Він може бути безшовно інтегрований до автоматизованих складів та розумних фабрик, значно підвищуючи ефективність логістики, зменшуючи трудові витрати та операційні ризики.

II. Склад системи та ключові технології

Транспортний робот головним чином складається з чотирьох ключових систем: Мобільна платформа, Обертальний підйомний пристрій, Адаптивний пристрій блокування та Інтегрована система керування.

1. Мобільна платформа: Гнучкий багатонаправленний рух та стабільне навантаження

Платформа служить як мобільна база робота, маючи високопрочну квадратну основу, інтегровану з корпусом для конструктивної міцності.

• Багатонаправлена система руху: Опрацьована чотирма незалежно приводженими комплектами коліс Mecanum. Кожне колесо приводиться окремим мотором, що надає роботу повністю омнідирекційні можливості руху — вперед/назад, бічно, діагонально та 360° на місці, забезпечуючи виняткову маневреність в обмеженому просторі.
• Покращена система амортизації: Дві діагонально протилежні кронштейни коліс оснащені високопродуктивними амортизаторами. Ці пристрої використовують шарнірну конструкцію разом з керуючими механізмами (гільза + керуюча стовп) та використовують циліндричні пружини як демпфуючі елементи, ефективно поглинаючи вібрації, спричинені нерівними поверхнями, для забезпечення екстремальної стабільності під час руху та підйому.
• Безпека та допоміжний дизайн: Має передні та задні бампери для фізичного захисту. Верхня частина корпусу містить доступні отвори для підйомного механізму. Вікна теплообміну та світлопрозорі панелі розміщені над колесами, що забезпечує охолодження моторів та внутрішнє освітлення для обслуговування.

2. Обертальний підйомний пристрій: Точний підйом та регулювання кута

Цей пристрій виступає як "виконавчий рукав" робота, вертикально встановлений всередині платформи, відповідає за підйом та регулювання вантажу.

• Двоспрямований дизайн: Функціонує на принципі "винт-гайка", контролюється двома незалежними моторами:
• Мотор підйому: Приводить гайку підйому, яка взаємодіє з зубчатим колесом, встановленим на нижньому кінці винта, що спричиняє обертання винта. Це обертання приводить гайку винта для точного вертикального підйому.
• Мотор обертання: Приводить зубчасте колесо обертання, яке взаємодіє з зубчатим колесом, інтегрованим з гайкою винта. Це приводить верхню підйомну плиту до 360° неперервного обертання.
• Функціональна інтеграція: Здатний піднімати полиці до заданої висоти та регулювати їх кут у повітрі, ідеально інтерфейсується з місцями зберігання різної висоти та орієнтації, значно розширюючи оперативний діапазон.

3. Адаптивний пристрій блокування: Інтелектуальне розпізнавання та надійне блокування

Цей пристрій встановлений всередині фіксованої рами, використовується для автоматичного розпізнавання та блокування полиці перед та після підйому.

• Адаптивна конструкція: Використовує підтримуючу раму та адаптивну раму, обидві з трикутною коробковою конструкцією, з'єднані вертикальними зсувниками. Адаптивна рама може плавати вертикально, забезпечуючи конформальний контакт з полицею при зчепленні.
• Електромагнітне блокування: Адаптивна рама оснащена двома електромагнітами з кульовими з'єднаннями, що дозволяє 360° вільне обертання. Це забезпечує максимальну площу контакту з полицею для надійного та надійного фіксування. Електромагніти проникають через доступні отвори в панелі дверей рами для роботи.
• Точне виявлення: Оснащено граничними перемикачами та датчиками наближення для точного виявлення відносного положення при підході до полиці, керуючи платформою для остаточного вирівнювання та забезпечуючи безпомилковий процес блокування.

4. Інтегрована система керування та мережа сприйняття

Контролер, який служить "мозком" робота, інтегрований всередині корпусу, координує всі дії.

• Всебічне сприйняття:
• Глибинна камера: Використовується для визначення точного 3D положення полиці, керуючи початковим визначенням положення робота.
• LiDAR: Встановлений на передній стороні фіксованої рами, дозволяє масштабне виявлення передніх перешкод та карта/навігацію на основі SLAM.
• Мультимодальні сенсорні масиви: Ультразвукові та фотоелектричні сенсори змішані по обох сторонах корпусу. Шляхом аналізу змін показників сенсорів, система може визначити різні розміри перешкод, надаючи додаткову захисту для близьких сліпотих зон.
• Чоловік-машинний інтерфейс (HMI): Включає кнопки аварійного зупину та індикаторні лампи стану для забезпечення безпеки роботи та реального часу відображення стану обладнання.

III. Інтелектуальний робочий процес

1. Призначення завдання та визначення положення: Після отримання команди системи, робот навігається до цільової області полиці за допомогою LiDAR. Точне остаточне визначення положення досягається за допомогою глибинної камери.
2. Точне вирівнювання та калібрування: Робот рухається під полицю. Сенсори адаптивного пристрою блокування активуються, вносячи точні коригування для забезпечення оптимального вирівнювання з полицею.
3. Адаптивне блокування: Після вирівнювання, електромагніти заряджуються, притягуючи до визначених точок на полиці, забезпечуючи вантаж.
4. Підйом та регулювання кута: Обертальний підйомний механізм активується. Мотор підйому плавно піднімає полицю з землі. Наступно, мотор обертання регулює кут полиці, як вимагає цільова дестинація.
5. Інтелектуальний транспорт: Робот перевозить полицю по запланованому шляху до пункту призначення. Активне уникнення перешкод проводиться протягом всього шляху за допомогою LiDAR та сенсорного масиву.
6. Розвантаження та повернення: Досягнувши цільового пункту, підйомний механізм опускає полицю на місце, а електромагніти розряджуються та відпускають. Робот потім переходить до наступного завдання або повертається до зони очікування.

IV. Підсумок ключових переваг

• Найвища гнучкість: Багатонаправлена мобільна платформа дозволяє гнучкий рух у будь-якому напрямку, значно зменшуючи радіус повороту та покращуючи використання простору та операційну ефективність.
• Висока інтелектуальність: Інтегрує глибинне зорове сприйняття, LiDAR та багато сенсорів для досягнення повної автоматизації від ідентифікації та визначення положення до захоплення та уникнення перешкод, пропонуючи високий рівень інтелектуальності.
• Виняткова стабільність: Унікальний дизайн амортизації ефективно фільтрує толчки, поєднуючи з електромагнітним методом блокування, забезпечуючи стабільний транспорт без зміщення для цінних або хрупких вантажів.
• Потужна функціональність: Інтегрує функції руху, підйому та обертання в одному пристрої, дозволяючи одному пристрою виконувати багато завдань та покривати потреби довгого дистанційного, багатоцільового транспортування в складських середовищах.
• Безшовна інтеграція автоматизації: Стандартизований інтерфейс системи керування дозволяє легку інтеграцію з верхніми системами управління складом (WMS) та системами контролю складу (WCS), роблячи його ідеальним рішенням для створення "темних" фабрик та автоматизованих систем зберігання.